第6讲 物质的量 气体摩尔体积-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习教师用书Word

第6讲　物质的量　气体摩尔体积 1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 考点1 物质的量　摩尔质量 ➢ 对应学生用书P24 1.物质的量（n） （1）概念：表示含有一定数目粒子的集合体，单位为mol。 （2）描述对象：微观粒子（如电子、质子、中子、分子、原子、离子等）或微观粒子的特定组合（如原子团、官能团等）。 2.阿伏加德罗常数（NA） （1）概念：1mol任何粒子所含的微粒数，通常用6.02×1023mol－1表示。 （2）物质的量、微粒数（N）与阿伏加德罗常数的关系为n＝N/NA。 3.摩尔质量（M） （1）概念：单位物质的量的物质所具有的质量，单位：g·mol－1。 （2）数值：当微粒的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子（原子）质量。 （3）物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为n＝m/M。 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.物质的量就是物质的质量。 （ × ） 2.1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。 （ × ） 3.氧化钙的摩尔质量为56g。 （ × ） 4.0.8g氦气所含的原子数目约为1.204×1023。 （ √ ） 5.2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。 （ × ） 6.1mol HCl气体中所含Cl－的数目为NA。 （ × ） 1．下列说法正确的是(　　) A．摩尔是用来描述微观粒子的物理量 B．0.5 mol H2O中含有的原子数目为1.5×6.02×1023 C．64 g氧相当于2 mol氧 D．1 mol任何物质都含有6.02×1023个原子 解析　摩尔不是物理量，是物质的量的单位，物质的量是描述微观粒子的物理量，故A错误；0.5 mol H2O中含有的原子数目为0.5×3×6.02×1023，故B正确；“氧”指代不明确，应指明具体的物质或微粒，故C错误；物质不都是由原子构成的，也可能由分子、离子构成的，故D错误。 答案　B 2.下列说法正确的是(　　) A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位 B.0.8 g氦气所含的原子数目约为2.408×1024 C.1 mol水分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子 D.一个NO分子的质量是a g，一个NO2分子的质量是b g，则氧原子的摩尔质量是(b－a)g 解析　摩尔是物质的量的单位，A不正确；0.8 g氦气(He)的物质的量是0.2 mol，所含原子数目约为1.204×1023，B不正确；(b－a)g是一个氧原子的质量，D不正确。故选C。 答案　C 物质中某指定微粒数目的计算技巧 （1）明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？ （2）原子（电子）的物质的量＝分子（或特定组合）物质的量×1个分子（或特定组合）中所含这种原子（电子）个数。 考点2 气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 ➢ 对应学生用书P25 1.影响物质体积大小的因素 2.气体摩尔体积（Vm） （1）概念：单位物质的量的气体所占有的体积，单位为L·mol－1（或L/mol）和m3/mol（或m3·mol－1）。 （2）特例：标准状况（0℃，101kPa）下，Vm为22.4L·mol－1。 （3）气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系为n＝。 3.阿伏加德罗定律 （1）含义：在同温同压下，相同⑧体积的任何气体都含有⑨相同数目的分子。 （2）阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言陈述 T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的物质的量与其体积成正比 T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 T、V相同 ＝ 同温、同体积下，气体的压强与其物质的量成正比 ①阿伏加德罗定律所叙述的“任何气体”，既包括纯净气体，也包括混合气体。 ②阿伏加德罗定律及其推论没有必要死记硬背，可由理想气体状态方程pV＝nRT进行推导。 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.2mol CO2气体，所占的体积为44.8L。 （ × ） 2.标准状况下，氢气的气体摩尔体积为22.4L。 （ × ） 3.常温常压下，0.5molCH4的体积为11.2L。 （ × ） 4.标准状况下，1mol H2O的体积为22.4L。 （ × ） 5.标准状况下，28g N2和CO的混合气体的体积约为22.4L。 （ √ ） 题组一　气体摩尔体积的理解和应用 1．下列说法正确的是(　　) A．标准状况下，22.4 L任何气体都含有6.02×1023个分子 B．含1 mol氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L C．常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA D．标准状况下，11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA 解析　在标准状况下，1 mol任何气体的体积均约为22.4 L，而分子个数N＝nNA＝NA，A正确；氦气为单原子分子，含1 mol氦原子的氦气在标准状况下的体积应为22.4 L，B错误；不是在标准状况下，C错误；在标准状况下，H2O的状态不是气态，不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，D错误。 答案　A 2.在一定条件下，mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O（g）。按要求填空。 （1）若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为　　　　，NH4HCO3的摩尔质量为　　　　（用含m、d的代数式表示）。 （2）若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为　　　　　　。 （3）在该条件下，所得NH3、CO2、H2O（g）的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为　　　　　　　　。 解析　（1）NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑，＝＝。依题意有＝d，则＝2d＝，所以M（NH4HCO3）＝6dg·mol－1。混合气体的n（混）＝×3＝mol。 （2）＝ρ标·V标＝22.4ρg·mol－1。 （3）＝M（NH3）·φ（NH3）＋M（CO2）·φ（CO2）＋M（H2O）·φ（H2O）＝17a%＋44b%＋18c%。 答案　（1）mol　6dg·mol－1 （2）22.4ρg·mol－1 （3）17a%＋44b%＋18c% 求解气体摩尔质量“五”方法 （1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：M＝。 （2）根据一定质量（m）的物质中微粒数目（N）和阿伏加德罗常数（NA）：M＝。 （3）根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4L·mol－1。 （4）根据同温同压下气体的相对密度（D＝）：＝D。 （5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）。 题组二　阿伏加德罗定律及其应用 3.同温同压下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它们所含的原子数相等，则两个容器的容积之比是 （　　） A.2∶1 B.1∶5 C.2∶3 D.5∶1 解析　假设二者物质的量分别为xmol和ymol，则H2含2xmol原子，NH3含4ymol原子，有2x＝4y，x∶y＝2∶1，同温同压下体积比也为2∶1。 答案　A 4．(2024·江苏镇江调研)向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，下列有关这三种气体的叙述正确的是(　　) A．温度、压强相同时，三种气体的密度关系：ρ(H2)＞ρ(Ne)＞ρ(O2) B．温度、密度相同时，三种气体的压强关系：p(H2)＞p(Ne)＞p(O2) C．质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积关系：V(O2)＞V(Ne)＞V(H2) D．温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量关系：m(H2)＞m(Ne)＞m(O2) 解析　根据阿伏加德罗定律的推论pV＝nRT＝RT可知，则pM＝ρRT，即温度、压强相同时，气体的密度与其摩尔质量成正比，A项错误；同理，温度、密度相同时，气体的压强与其摩尔质量成反比，B项正确；质量、温度、压强均相同时，气体的体积与其摩尔质量成反比，C项错误；温度、压强、体积均相同时，气体的质量与其摩尔质量成正比，D项错误。 答案　B [对应学生用书P26] 真题·示例 1．(2023·高考海南卷)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．2.4 g镁条在空气中充分燃烧，转移的电子数目为0.2NA B．5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L－1的HCl溶液充分反应，产生的气体分子数目为0.1NA C．标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，生成的SO3分子数目为0.1NA D．1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液，NH3·H2O微粒数目为0.1NA 解析　A项，2.4 g镁条在空气中充分燃烧，镁被氧化为＋2价，故转移的电子数目为0.2NA，故A正确；B项，5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L－1的HCl溶液充分反应，产生的氢气分子数目为0.05NA，故B错误；C项，标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故生成的SO3分子数目无法计算，故C错误；D项，1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液，发生反应：NH3＋H2ONH3·H2O，生成的NH3·H2O微粒数目小于0.1NA，故D错误。故选A。 答案　A 2．(2023·高考广东卷)设NA 为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是(　　) A．1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为5NA B．1 mol NaHCO3 完全分解，得到的CO2 分子数目为2NA C．体积为1 L 的1 mol·L－1 NaHCO3 溶液中，HCO数目为NA D．NaCl和NH4Cl 的混合物中含1 mol Cl－，则混合物中质子数为28NA 解析　A项，铵根中存在4个N—H共价键，1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA，A错误；B项，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，1 mol NaHCO3完全分解，得到0.5 mol CO2分子，B错误；C项，NaHCO3===Na＋＋HCO，HCO会发生水解和电离，则1 mol NaHCO3溶液中HCO数目小于NA，C错误；D项，NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl－，则混合物为1 mol，质子数为28NA，D正确。 答案　D 反思·总结 1.重“两看”，排“干扰”，突破陷阱 （1）看“气体”是否处于“标准状况”。常温常压（25℃，101kPa）、室温（20℃）都不是标准状况。 （2）看“标准状况”下物质是否为“气体”（如H2O、SO3、苯、CCl4、戊烷等在标准状况下为非气态）。 （3）物质的量、物质的质量、摩尔质量与温度、压强等不受外界条件的影响 2.记“组成”，明“结构”，突破陷阱 （1）熟记特殊物质中所含微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，常考查的特殊微粒如Ne、D2O、18O2、O3、P4、H37Cl、—OH、OH－等。 （2）明确特殊物质的结构，如Na2O2是由Na＋和构成，而不是Na＋和O2－；NaCl为离子化合物，只有离子，没有分子等。 （3）记最简式相同的物质，如NO2和N2O4，乙烯和丙烯（C3H6）等，如：质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等。 （4）明确物质中所含化学键的数目，如1mol硅中含Si—Si键的数目为2NA，1mol SiO2中含Si—O键的数目为4NA，再如H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1等。 （5）记住摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。 3.理解反应，抓准价态，突破陷阱 （1）同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断 如Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。 （2）量不同，所表现的化合价不同。 如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3＋，Fe过量，生成Fe2＋。 （3）氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。 如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。 （4）注意氧化还原的顺序 如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。 4.细 “审题”，明“原理”，突破陷阱 （1）是否指明了溶液的体积。 （2）是否有弱电解质或可水解的盐，如1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L 0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中含有CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA。 （3）所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c（H＋）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成无关；而0.05mol·L－1的Ba（OH）2溶液，c（OH－）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成有关。 5.记“隐含”，析“变化”突破陷阱 （1）隐含“可逆反应” 2SO2＋O22SO3，2NO2N2O4， N2＋3H22NH3，Cl2＋H2OHCl＋HClO。 （2）隐含“浓度的变化” MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， Cu＋2H2SO4（浓） CuSO4＋SO2↑＋2H2O， Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 （3）隐含“存在反应” 在混合气体NO和O2中会发生反应：2NO＋O22NO2。 （4）隐含“钝化” 常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。 模拟·演练 1．(2024·内蒙古通辽市高三适应性训练)设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．常温下，pH＝13的NaOH溶液中，水电离出的氢离子数为10－13NA B．标准状况下，22.4 L的H2和11.2 L的F2混合后，气体分子数约1.5NA C．在K35ClO3＋6H37Cl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应中，若有110 g Cl2生成，则反应中转移的电子数约为2.5NA D．CO2(g)通过足量Na2O2(s)充分反应，固体增重14 g时，反应中转移的电子数为NA 解析　A．由于溶液体积未知，无法计算水电离出的氢离子数目，A错误；B.H2和F2混合在暗处就能发生爆炸得到HF，HF标准状况下为液态，剩余11.2 L H2为气体，分子数为0.5NA，B错误；C.由题中所给反应，生成的1个Cl2有1个35Cl、1个37Cl，另外2个Cl2是2个37Cl组成，故有110 g Cl2生成说明生成1.5 mol氯气，按方程式生成3 mol氯气转移电子5 mol，故110 g Cl2生成，则反应中转移的电子约为2.5NA，C正确；D.每1 mol CO2与Na2O2反应产生0.5 mol O2，实际增重28 g，固体增重14 g时，有0.5 mol CO2和0.5 mol Na2O2反应，转移的电子数为0.5NA，D错误。 答案　C 2.(2023·青岛质检)下列判断正确的是(　　) A.同温、同压下，相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等 B.标准状况下，5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA C.1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA D.常温、常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子 解析　同温、同压下，相同体积的氮气和氦气的物质的量相同，而氮气分子为双原子分子，稀有气体分子为单原子分子，所以二者含有的原子数不相等，A错误；标准状况下5.6 L任意气体的物质的量为＝0.25 mol，氯气分子和氧气分子都是双原子分子，所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子的物质的量为0.5 mol，含有的原子数为0.5NA，B正确；1 mol氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 mol氯化钠和1 mol次氯酸钠，转移1 mol电子，转移的电子数为NA，C错误；不是标准状况，不能使用Vm＝22.4 L· mol－1计算混合气体的物质的量，D错误。故选B。 答案　B 3．(2024·陕西铜川王益中学高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．16.9 g过氧化钡(BaO2)固体中阴、阳离子总数为0.2NA B．NA个氢氧化铁胶体粒子的质量是107 g C．70 g C5H10的烃分子中含有C—C共价键的数目一定为4NA D．常温下，pH＝1的醋酸溶液中含有的氢离子数为0.1NA 解析　16.9 g过氧化钡物质的量为0.1 mol，固体中阴、阳离子共0.2 mol，总数为0.2NA，A项正确；一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体，则NA个氢氧化铁胶粒中含有的氢氧化铁的物质的量多于1 mol，质量也大于107 g，B项错误；不确定该物质为环烷烃还是不饱和烃，不能计算其C—C共价键的数目，C项错误；没有给出醋酸溶液的体积，无法计算出氢离子数目，D项错误。 答案　A 解答阿伏加德罗常数类题目的思维步骤 [对应学生用书P27] 1.（2022·高考全国甲卷）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 （　　） A.25℃，101kPa下，28L氢气中质子的数目为2.5NA B.2.0 L1.0mol·L－1AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA C.0.20mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA D.电解熔融CuCl2，阴极增重6.4g，外电路中通过电子的数目为0.10NA 解析　 A.25℃、101kPa不是标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量，故A错误；B.Al3＋在溶液中会发生水解生成Al（OH）3，因此2.0L1.0mol·L－1的AlCl3溶液中Al3＋数目小于2.0NA，故B错误；C.苯甲酸燃烧的化学方程式为C6H5COOH＋O27CO2＋3H2O，1mol苯甲酸燃烧生成7molCO2，则0.2mol苯甲酸完全燃烧生成1.4molCO2，数目为1.4NA，故C正确；D.电解熔融CuCl2时，阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e－Cu，阴极增加的重量为Cu的质量，6.4gCu的物质的量为0.1mol，根据阴极反应可知，外电路中通过电子的物质的量为0.2mol，数目为0.2NA，故D错误。 答案　C 2.(2023·高考全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA B.标准状况下，2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA C.1.0 L pH＝2的H2SO4溶液中H＋的数目为0.02NA D.1.0 L 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA 解析　异丁烷的结构简式是HC(CH3)3，含13个共价键，故0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为13×0.5NA＝6.5NA，A正确；标准状况下SO3为固体，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量，B错误；1.0 L pH＝2的H2SO4溶液中n(H＋)＝1.0 L×10－2 mol·L－1＝0.01 mol，H＋的数目为0.01NA，C错误；Na2CO3溶液中CO部分水解，故1.0 L 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液中CO的数目少于1.0NA，D错误。故选A。 答案　A 3.(2023·高考辽宁卷)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S＋2KNO3＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.11.2 L CO2含π键数目为NA B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA D.1 L 0.1 mol·L－1K2S溶液中含S2－数目为0.1NA 解析　CO2的结构式为O＝C＝O，1个CO2分子中含有2个π键，但没有指明CO2所处状况，其物质的量无法计算，所含π键数目也无法计算，A项错误；每生成1 mol N2转移电子数为12NA，则每生成2.8 g(0.1 mol)N2，转移电子数为1.2NA，B项错误；0.1 mol KNO3晶体中含有0.1 mol K＋和0.1 mol NO，所含离子数目为0.2NA，C项正确；S2－在溶液中会发生水解，故1 L 0.1 mol·L－1 K2S溶液中S2－数目小于0.1NA，D项错误。故选C。 答案　C 4．(2023·高考浙江省6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA B．1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA C．向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性，铵根离子数为0.1NA D．标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数为0.5NA 解析　A项，1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷)，4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol，则含有σ键数目最多为0.7NA，A正确；B项，1.7 g H2O2的物质的量为＝0.05 mol，则含有氧原子数为0.1NA，B不正确；C项，向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性，溶液中存在电荷守恒关系：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，中性溶液c(OH－)＝c(H＋)，则c(CH3COO－)＝c(NH)，再根据物料守恒：n(CH3COO－)＋n(CH3COOH)＝0.1 mol，得出铵根离子数小于0.1NA，C不正确；D项，标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol，通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H＋、Cl－和HClO，所以溶液中氯离子数小于0.5NA，D不正确。故选A。 答案　A 5.(2022·高考辽宁卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.1.8 g18O中含有的中子数为NA B.28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA C.标准状况下，22.4 L HCl气体中H＋数目为NA D.pH＝12的Na2CO3溶液中OH－数目为0.01NA 解析　1个18O中含有10个中子，1.8 g18O的物质的量为0.1 mol，含有的中子数为NA，A项正确；1个C2H4分子中含有5个σ键，28 g C2H4为1 mol，含有的σ键数目为5NA，B项错误；HCl分子中不含H＋，C项错误；碳酸钠溶液的体积不确定，不能计算溶液中OH－数目，D项错误。故选A。 答案　 学科网（北京）股份有限公司 $$