第01讲 物质的量、气体摩尔体积(复习讲义)(黑吉辽蒙专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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2份
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35页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 物质的量 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省,吉林省,辽宁省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.39 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-07-01 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52830538.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第01讲 物质的量、气体摩尔体积
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 物质的量 阿伏加德罗常数
知识点1 物质的量
知识点2 摩尔质量
考向1 考查物质的量
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系
【思维建模】以物质的量为中心计算的思维模型
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
知识点1 影响物质体积大小的因素
知识点2 气体摩尔体积
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
考向1 气体摩尔体积的应用
【思维建模】解答有关气体摩尔体积方法
考向2 阿伏加德罗定律及其推论
【思维建模】有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
考向3 气体摩尔质量计算
【思维建模】求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
考点三 阿伏加德罗常数及其应用
知识点1 阿伏加德罗常数的综合应用
知识点2 阿伏加德罗常数的易错分析
考向1 通过结构特点考查微粒数目
【思维建模】记“组成”,明“结构”,突破陷阱
考向2 结合氧化还原反应考查电子转移
【思维建模】理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
考向3 通过可逆反应考查粒子数目
04
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022年
2021年
物质的量、气体摩尔体积
选择题
非选择题
阿伏加德罗常数
选择题
非选择题
黑吉辽蒙卷T4,3分
黑吉辽卷T4,3分
辽宁卷T5,3分
辽宁卷T3,3分
考情分析:
本专题在高考中属于必考内容,题型以选择题为主,常与NA结合,综合考查物质的组成和结构、弱电解质电离、可逆反应、氧化还原反应为载体,综合考查基本概念、基本理论、氧化还原反应中电子转移等。
预计2026年高考可能会从考查气体摩尔体积的使用条件、物质结构、弱电解质电离、可逆反应、氧化还原反应中电子转移等相关内容命题。
复习目标:
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并能进行简单计算。
2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关温度、压强与气体体积、物质的量等关系的判断。
3.能根据粒子(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
4.理解阿伏加德罗定律及其推论,并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
考点一 物质的量 阿伏加德罗常数
知识点1 物质的量
1.概念:表示含有一定 粒子的集合体。
2.符号为n,单位是 (mol)。
3.使用范围:适用于 粒子或 粒子的特定组合。
4.阿伏加德罗常数:指 任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈6.02×1023mol-1。
5.公式:n=或N=n·NA或NA=。
得分速记
(1)物质的量只能衡量微观粒子,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称。
(2)物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
知识点2 摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号是 ,常用单位是 或 。
2.公式:M=。
3.数值:以 为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的 。
得分速记
(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量,只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中子、电子等),不适用于宏观物质。
(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(3)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
考向1 考查物质的量、摩尔质量
例1 (2025·东北师范大学附属中学·一模)某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③ B.②④ C.①② D.②③
【变式训练1】(2025·黑龙江省双鸭山市一中·一模)下列有关说法中正确的是( )
A.原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述
B.青蒿素的分子式为C15H22O5,它的摩尔质量为282
C.1 mol CO2中含1 mol碳和2 mol氧
D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,是七个基本物理量之一
考向2 考查物质的量、质量、微粒数之间的关系
例2 (2025·辽宁师范大学附属中学 ·一模)下列关于NH3的叙述正确的是( )
A.NH3的摩尔质量是17 g
B.1 mol NH3含有氢原子数约为6.02×1023
C.17 g NH3的物质的量是1 mol
D.1 g NH3中含有的电子数为17 mol
思维建模 以物质的量为中心计算的思维模型
【变式训练1·变考法】(2025·黑龙江省大庆市四中·一模)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是( )
A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,相同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C.若一定条件下,三种气体的体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入1 g Y气体和2 g Z气体,则其压强比为1∶2
考点二 气体摩尔体积
知识点1 影响物质体积的因素
1.影响物质体积大小的因素
粒子的 (物质的本性);粒子 的大小(由温度与压强共同决定);粒子的 (物质的量的大小)。
2.固体、液体的体积由粒子的 和粒子的 的多少决定,忽略粒子 不计。
3.气体的体积由粒子 和粒子的 的大小决定,忽略粒子的 不计。
知识点2 气体摩尔体积
(1)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为 ,标准状况下,Vm约为 。
(2)常用单位: 。
(3)数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为 。
(4)基本关系式:n===
(5)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的 和 。
得分速记 气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下, 的任何气体,含有 (或气体的物质的
量相同)。
得分速记 “三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律表达式: ,其中p代表压强,V代表体积,n代表物质的量,R是气体常数,T代表开尔文温度,为273+t。
3.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
同温、同压下,气体的体积与其 成正比
T、V相同
温度、体积相同的气体,其压强与其 成正比
T、p相同
同温、同压下,气体的密度与其 成正比
T、p、m相同
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的 成反比
T、V、m相同
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的 成反比
T、p、V相同
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的 之比,也等于它们的 之比
得分速记
1、记忆方法:三正比、二反比、一连比。
2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
3、阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体,但对于固体和液体则不适用。
4、同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
5、对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
考向1 考查气体摩尔体积
例1 (2025·黑龙江省鸡西一中·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A. B. C. D.
思维建模 解答有关气体摩尔体积方法
一看物质的状态是否是气体,二看气体分子组成,三看温度、压强是否是标准状况,在“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下均不为气体]。
【变式训练1·变考法】(2025·内蒙古赤峰市二中·一模)在标准状况下有①6.72 L CH4,②3.01×1023个HCl分子,③3.4 g NH3。下列对这三种气体的相关量的关系比较,正确的是( )
A.质量:②<①<③ B.氢原子数:②>①>③
C.体积:②<①<③ D.密度:②>③>①
考向2 考查阿伏加德罗定律及其推论
例2(2025·辽宁大连八中·二模)在相同温度和压强下,分别用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个气球,下列说法中正确的是( )
A.气球②中装的是O2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
思维建模 有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【变式训练1】(2025·辽宁省辽阳市第一高级中学·一模)常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④ B.③>①=④>②
C.③>①>④>② D.④>①>②>③
【变式训练2】(2025·黑龙江省齐齐哈尔市实验中学·一模)一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( )
A.右侧与左侧分子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6 g
C.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2 mol CO
考向3 考查气体摩尔质量
例3(2025·黑龙江省海林市高级中学·二模)已知32 g X和40 g Y恰好完全反应,生成m g Q和9 g H,在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H,则物质Q的摩尔质量应是( )
A.163 g·mol-1 B.126 g·mol-1
C.122 g·mol-1 D.63 g·mol-1
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(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=NA·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=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)。
【变式训练1·变考法】(2025·吉林省长春市第六中学·一模)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是________________________ g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是____________________________ g·mol-1。
【变式训练2】(2025·黑龙江省牡丹江市一中·一模)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为________,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)。
考点三 阿伏加德罗常数的应用
知识点1 阿伏加德罗常数的综合应用
1.气体摩尔体积的适用条件:考查气体时经常给定非标准状况下,如25℃、1.01×105 Pa气体体积,让考生用22.4 L·mol-1进行换算,误入陷阱。
2.物质的聚集状态:22.4 L·mol-1适用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生,如H2O、CCl4、SO3、苯、己烷、CS2、乙醇、单质硫、石墨等。
3.物质的组成、结构:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、三原子分子(如O3)等。NO2和N2O4,的最简式相同,根据质量计算它们的混合物中元素的原子个数时,可将最简式看作是混合物的分子式来计算。Na2O2由Na+和O构成,而不是Na+和O2-,苯中不含碳碳单键和碳碳双键等。
4.物质中的化学键数目:如白磷(31 g白磷含1.5 mol P—P键)、金刚石(12 g金刚石含2 mol C—C键)、晶体硅及晶体SiO2(60 g二氧化硅晶体含4 mol Si—O键)等。
5.混淆某些氧化还原反应中电子转移的数目:命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生,如Na2O2与H2O、CO2的反应(1 mol Na2O2反应转移1 mol电子);Cl2与H2O、NaOH的反应(1 mol Cl2反应转移1 mol电子);Cu与硫的反应(1 mol Cu反应转移1 mol电子或1 mol S反应转移2 mol电子)等。
6.特殊物质的摩尔质量及微粒数目:如D2O、18O2、H37Cl等。
7.电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化:如强电解质HCl、HNO3等完全电离,不存在电解质分子;弱电解质CH3COOH、HClO等部分电离,而使溶液中CH3COOH、HClO浓度减小;Fe3+、Al3+、CO、CH3OO-等因发生水解使该种粒子数目减少;Fe3+、Al3+、CO等因发生水解而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。
8.胶体粒子的组成:如1 mol Fe3+形成Fe(OH)3胶体时,由于Fe(OH)3胶粒是小分子聚集体,胶粒数目小于NA。
9.忽视可逆反应不能进行到底:如2NO2N2O4、2SO2+O22SO3、合成氨反应等。
知识点2 阿伏加德罗常数易错分析
1.辨“两状”,突破气体与状况陷阱
2. 排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3. 记“组成”,突破物质与结构陷阱
(1)记住特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、O3、P4、H 37Cl等。
①含同位素的单质和化合物,它们的摩尔质量与通常情况下不同,例如摩尔质量:18O2(36 g·mol-1)、D2O(20 g·mol-1)、T2O(22 g·mol-1)。 ②涉及电子数时要注意根、基、离子的区别,如OH-与—OH、CH与—CH3等。
(2)记住常考物质所含化学键数目(见下表)
几种常遇
到的物质
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
1 mol 物质所含共价键的数目(NA)
4
6
2
4
1.5
2
(3)巧记烷烃(CnH2n+2)中碳氢键的数目:
n(C—H键)=2n+2,n(化学键总数)=3n+1,n(C—C键)=n-1。
(4)记住最简式(实验式)相同的物质。最简式相同的物质组成的混合物计算原子总数时,不用考虑各混合物的占比,N(最简式)=×NA。如甲醛和冰醋酸的最简式都为CH2O,常温常压下,3.0 g甲醛和冰醋酸的混合物中含有的N(CH2O)为0.1NA,则含有的原子总数为0.4NA。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO和C2H4,其摩尔质量均为28 g·mol-1,其它的还有KCl与NaClO、Na2O2与Na2S、CaCO3与Mg3N2等。
4.审“组成”“体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
(1)是否有弱电解质电离。
(2)是否有离子水解。
(3)是否指明了溶液的体积。
(4)不要忽略溶剂水中H、O原子数目。
(5)Fe(OH)3胶体粒子数目小于形成胶体的Fe3+数目。
5.突破氧化还原反应中电子转移数目的判断
反应
参加反应的物质或生成的物质
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol 或NA
1 mol O2
2 mol 或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol 或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol 或2NA
1 mol Fe
3 mol 或3NA
Fe+HCl
1 mol Fe或1 mol H2
2 mol 或2NA
IO+I-+H+
3 mol I2
5 mol 或5NA
NH4NO3→N2
4 mol N2
15 mol 或15NA
【特别提醒】要特别注意以下特殊情况:
(1)可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
(2)涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
(3)粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
6.隐含反应
(1)隐含“可逆反应”:不能进行到底。
①2SO2+O22SO3,②2NO2N2O4,③N2+3H22NH3,④Cl2+H2OHCl+HClO,⑤酯化反应。⑥PCl3+Cl2PCl5。(2)隐含“浓度的变化”:变稀后反应不再进行。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)隐含“钝化”。
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(4)隐含“副反应”。
甲烷在光照条件下与氯气反应,可生成多种卤代烃。
7.宏观量(m、V)与微粒数的换算公式
物质所含微粒(分子、原子、离子、质子、中子和电子等)数目的计算公式为N=n·NA,因此确定微粒数目(N)的前提是确定目标微粒的物质的量(n)。物质的量的计算公式为:n===c(B)·V(溶液)。
【特别提醒】(1)物质的量、质量、微粒数目的多少均与温度、压强无关。(2)气体的体积与温度、压强有关,Vm能否用22.4 L·mol-1。(3)c(B)是研究对象的物质的量浓度,是否知道溶液的体积。
考向1 通过结构特点考查微粒数目
例1(2025·吉林省通化市一中·二模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
思维建模 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,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O 构成的,而不是Na+和O2-;NaCl 为离子化合物,NaCl 中没有分子等。
(3)记住最简式相同的物质,如NO2 和N2O4、乙烯和丙烯(质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等)等。
(4)明确物质中所含化学键的数目,如1 mol SiO2 中含Si—O 键的数目为4NA(设NA 为阿伏加德罗常数的值),1个H2O2、1个CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4 等。
【变式训练1·变载体】(2025·黑龙江省鹤岗市一中·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为6NA
B.等物质的量的甲基(—CH3)与氢氧根(OH-)所含电子数相等
C.14.4 g 28SiN4中含质子的数目为7NA
D.1.2 g NaHSO4和MgSO4的固体混合物含阳离子数目0.01NA
考向2 结合氧化还原反应考查转移电子
例2(2025·吉林省辽源市第五中学·二模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2 g H2分别与足量的Cl2和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
B.一定条件下,2.3 g Na与O2完全反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1NA
C.用浓盐酸分别和KMnO4、KClO3反应制备1 mol氯气,转移的电子数均为2NA
D.2H2S+SO2===3S↓+2H2O反应中,每生成1 mol氧化产物时转移电子数为NA
思维建模 理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
(1)同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断
如Cl2 和Fe、Cu 等反应,Cl2 只做氧化剂,而Cl2 和NaOH 反应,Cl2 既做氧化剂,又做还原剂;Na2O2 与CO2 或H2O 反应,Na2O2 既做氧化剂,又做还原剂,而Na2O2 与SO2 反应,Na2O2 只做氧化剂。
(2)量不同,在生成物中的化合价可能不同
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,在生成物中的化合价可能不同
如Cu 和Cl2 反应生成CuCl2,而Cu 和S 反应生成Cu2S。
【变式训练1·变载体】(2025·黑龙江省密山市一中·一模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol Fe和0.1 mol Cu分别与0.1 mol Cl2完全反应,转移电子数均为0.2NA
B.分别用Na2O2与CO2反应和KMnO4分解,制得1 mol O2,转移的电子数均为4NA
C.标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应生成11.2 L气体,反应中转移的电子数为6.02×1023
D.在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,每生成22.4 L(标况)H2,反应转移的电子为1.5NA
考向3 通过隐含过程的可逆性考查粒子数目
例3(2025·辽宁师范大学附属中学·二模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,33.6 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 mol N2与3 mol H2充分反应后,生成0.5 mol NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有的HCO的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1NA
【变式训练1·变载体】(2025·哈尔滨师范大学附属中学·一模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
B.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
C.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
D.2SO2+O22SO3 ΔH=-a kJ·mol-1,每当有1 mol O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量
1. (2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
2.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
3.(2023·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-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
4. (2022·辽宁卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的中子数为NA
B. 分子中含有的键数目为4NA
C. 标准状况下,气体中数目为NA
D. 的溶液中数目为
5.(2023·全国甲卷卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.异丁烷分子中共价键的数目为
B.标准状况下,中电子的数目为
C.的溶液中的数目为
D.的溶液中的数目为
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第01讲 物质的量、气体摩尔体积
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 物质的量 阿伏加德罗常数
知识点1 物质的量
知识点2 摩尔质量
考向1 考查物质的量
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系
【思维建模】以物质的量为中心计算的思维模型
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
知识点1 影响物质体积大小的因素
知识点2 气体摩尔体积
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
考向1 气体摩尔体积的应用
【思维建模】解答有关气体摩尔体积方法
考向2 阿伏加德罗定律及其推论
【思维建模】有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
考向3 气体摩尔质量计算
【思维建模】求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
考点三 阿伏加德罗常数及其应用
知识点1 阿伏加德罗常数的综合应用
知识点2 阿伏加德罗常数的易错分析
考向1 通过结构特点考查微粒数目
【思维建模】记“组成”,明“结构”,突破陷阱
考向2 结合氧化还原反应考查电子转移
【思维建模】理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
考向3 通过可逆反应考查粒子数目
04
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022年
2021年
物质的量、气体摩尔体积
选择题
非选择题
阿伏加德罗常数
选择题
非选择题
黑吉辽蒙卷T4,3分
黑吉辽卷T4,3分
辽宁卷T5,3分
辽宁卷T3,3分
考情分析:
本专题在高考中属于必考内容,题型以选择题为主,常与NA结合,综合考查物质的组成和结构、弱电解质电离、可逆反应、氧化还原反应为载体,综合考查基本概念、基本理论、氧化还原反应中电子转移等。
预计2026年高考可能会从考查气体摩尔体积的使用条件、物质结构、弱电解质电离、可逆反应、氧化还原反应中电子转移等相关内容命题。
复习目标:
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并能进行简单计算。
2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关温度、压强与气体体积、物质的量等关系的判断。
3.能根据粒子(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
4.理解阿伏加德罗定律及其推论,并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
考点一 物质的量 阿伏加德罗常数
知识点1 物质的量
1.概念:表示含有一定数目粒子的集合体。
2.符号为n,单位是摩尔(mol)。
3.使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
4.阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈6.02×1023mol-1。
5.公式:n=或N=n·NA或NA=。
得分速记
(1)物质的量只能衡量微观粒子,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称。
(2)物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
知识点2 摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量,符号是M,常用单位是g/mol或 g·mol-1。
2.公式:M=。
3.数值:以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
得分速记
(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量,只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中子、电子等),不适用于宏观物质。
(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同,不是同一个物理量。二者单位也不同,摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,相对原子(或分子)质量的单位为1,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(3)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
考向1 考查物质的量、摩尔质量
例1 (2025·东北师范大学附属中学·一模)某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③ B.②④ C.①② D.②③
【答案】C
【解析】①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C 原子质量的,即,正确;②m g该硫原子的个数为,其物质的量为 mol,正确;③该硫原子的摩尔质量是aNA g·mol-1,不正确;④一个硫原子所含电子数为16,a g该硫原子的个数为1个,所含电子数为16,不正确。
【变式训练1】(2025·黑龙江省双鸭山市一中·一模)下列有关说法中正确的是( )
A.原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述
B.青蒿素的分子式为C15H22O5,它的摩尔质量为282
C.1 mol CO2中含1 mol碳和2 mol氧
D.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,是七个基本物理量之一
【答案】D
【解析】凳子是宏观物质,不可用物质的量来描述,A错误;摩尔质量单位为g/mol,B错误;1 mol CO2中含1 mol碳原子和2 mol氧原子,C错误;“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,是七个基本物理量之一,D正确。
考向2 考查物质的量、质量、微粒数之间的关系
例2 (2025·辽宁师范大学附属中学 ·一模)下列关于NH3的叙述正确的是( )
A.NH3的摩尔质量是17 g
B.1 mol NH3含有氢原子数约为6.02×1023
C.17 g NH3的物质的量是1 mol
D.1 g NH3中含有的电子数为17 mol
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位为g·mol-1,A错误;1 mol NH3中含有3 mol H原子,H原子数目约为3×6.02×1023,共1.806×1024,B错误;n(NH3)==1 mol,C正确;n(NH3)== mol,1个NH3中含有10个电子,1 g NH3共含有电子数 mol×10= mol,D错误。
思维建模 以物质的量为中心计算的思维模型
【变式训练1·变考法】(2025·黑龙江省大庆市四中·一模)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是( )
A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,相同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C.若一定条件下,三种气体的体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入1 g Y气体和2 g Z气体,则其压强比为1∶2
【答案】B
【解析】原子数相等,但不能确定每种分子含有原子数的关系,即不能确定其物质的量的关系,不能确定其质量的大小,A错误;由公式ρ=可知相同条件下,气体摩尔质量越小,其密度越小,故X的密度最小,B正确;在一定条件下,三种气体的体积均为2.24 L,则其物质的量相等,但不一定是0.1 mol,因为没有说明是否在标准状况下,C错误;1 g Y气体和2 g Z气体的物质的量相等,在相同的温度和体积下,其压强也相同,D错误。
考点二 气体摩尔体积
知识点1 影响物质体积的因素
1.影响物质体积大小的因素
粒子的大小(物质的本性);粒子间距的大小(由温度与压强共同决定);粒子的数目(物质的量的大小)。
2.固体、液体的体积由粒子的大小和粒子的数目的多少决定,忽略粒子间距不计。
3.气体的体积由粒子间距和粒子的数目的大小决定,忽略粒子的大小不计。
知识点2 气体摩尔体积
(1)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为 22.4_L·mol-1。
(2)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
(3)数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4 L·mol-1。
(4)基本关系式:n===
(5)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
得分速记 气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA。
知识点3 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的粒子(或气体的物质的
量相同)。
得分速记 “三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律表达式:pV=nRT,其中p代表压强,V代表体积,n代表物质的量,R是气体常数,T代表开尔文温度,为273+t。
3.阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
=
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
=
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
==
同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
得分速记
1、记忆方法:三正比、二反比、一连比。
2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
3、阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体,但对于固体和液体则不适用。
4、同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
5、对于同一种气体,当压强相同时,密度与温度成反比例关系。
考向1 考查气体摩尔体积
例1 (2025·黑龙江省鸡西一中·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】同种气体的分子数与质量成正比,设b g气体的分子数为N,
a g ~ p
b g ~ N
则:N=,双原子分子的物质的量为 mol,所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。
思维建模 解答有关气体摩尔体积方法
一看物质的状态是否是气体,二看气体分子组成,三看温度、压强是否是标准状况,在“标准状况”下,物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF等在标准状况下均不为气体]。
【变式训练1·变考法】(2025·内蒙古赤峰市二中·一模)在标准状况下有①6.72 L CH4,②3.01×1023个HCl分子,③3.4 g NH3。下列对这三种气体的相关量的关系比较,正确的是( )
A.质量:②<①<③ B.氢原子数:②>①>③
C.体积:②<①<③ D.密度:②>③>①
【答案】D
【解析】计算各物质的物质的量分别为:①n===0.3 mol、②n===0.5 mol、③n===0.2 mol。A.根据m=nM知,甲烷质量为0.3 mol×16 g/mol=4.8 g,HCl的质量为0.5 mol×36.5 g/mol=18.25 g,氨气的质量为3.4 g,故质量:③<①<②,故A错误;B.甲烷中n(H)=0.3 mol×4=1.2 mol,HCl中n(H)=0.5 mol,氨气中n(H)=0.2 mol×3=0.6 mol,故H原子数目:②<③<①,故B错误;C.根据V=nVm知,相同条件下体积之比等于物质的量之比,故体积:③<①<②,故C错误;D.根据ρ=知,相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,故密度:①<③<②,故D正确。
考向2 考查阿伏加德罗定律及其推论
例2(2025·辽宁大连八中·二模)在相同温度和压强下,分别用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个气球,下列说法中正确的是( )
A.气球②中装的是O2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
【答案】D
【解析】根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,同质量的气体体积与其摩尔质量成反比,四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4),所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4,故A错误;同质量的气体,分子数之比等于其物质的量之比,也等于其摩尔质量的反比,气球①和气球③中气体分子数不相等,气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,故B、C错误;同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比,气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,D正确。
思维建模 有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
【变式训练1】(2025·辽宁省辽阳市第一高级中学·一模)常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④ B.③>①=④>②
C.③>①>④>② D.④>①>②>③
【答案】C
【解析】同温、同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下,每个烧瓶中气体的物质的量为a mol。①中Cl2+2HI===2HCl+I2,常温下,碘呈固态,充分反应后,气体的物质的量为1.5a mol。②中NH3+HCl===NH4Cl,反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才反应)。④中发生反应2NO+O2===2NO2,2NO2N2O4,反应后气体的物质的量在a mol与1.5a mol之间。
【变式训练2】(2025·黑龙江省齐齐哈尔市实验中学·一模)一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( )
A.右侧与左侧分子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6 g
C.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2 mol CO
【答案】C
【解析】左右两侧气体温度、压强相同,相同条件下,体积之比等于物质的量之比。左右体积之比为4∶1,则左右气体物质的量之比为4∶1,所以右侧气体物质的量为0.25 mol,相同条件下密度之比等于摩尔质量之比,则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍。
考向3 考查气体摩尔质量
例3(2025·黑龙江省海林市高级中学·二模)已知32 g X和40 g Y恰好完全反应,生成m g Q和9 g H,在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H,则物质Q的摩尔质量应是( )
A.163 g·mol-1 B.126 g·mol-1
C.122 g·mol-1 D.63 g·mol-1
【答案】B
【解析】32 g X和40 g Y恰好完全反应。根据质量守恒定律,32 g+40 g=m g+9 g,则有m=63。在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应,X完全反应,剩余10 g Y,按照比例关系,应生成31.5 g Q。又知反应生成0.25 mol Q,则有M(Q)==126 g·mol-1,故B正确。
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(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=NA·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=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)。
【变式训练1·变考法】(2025·吉林省长春市第六中学·一模)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是________________________ g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是____________________________ g·mol-1。
【答案】①1.61 ②36
【解析】2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,该混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
①混合气体的密度为≈1.61 g·L-1。
②解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
【变式训练2】(2025·黑龙江省牡丹江市一中·一模)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为________,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)。
【答案】2d mol 6d g·mol-1
【解析】根据密度之比等于相对分子质量之比,NH3、CO2、H2O(g)的平均相对分子质量为2d;由n=得n混= mol;根据化学方程式NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑,NH4HCO3的物质的量为× mol= mol,所以NH4HCO3的摩尔质量为 g·mol-1=6d g·mol-1。
考点三 阿伏加德罗常数的应用
知识点1 阿伏加德罗常数的综合应用
1.气体摩尔体积的适用条件:考查气体时经常给定非标准状况下,如25℃、1.01×105 Pa气体体积,让考生用22.4 L·mol-1进行换算,误入陷阱。
2.物质的聚集状态:22.4 L·mol-1适用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下呈非气态的物质来迷惑考生,如H2O、CCl4、SO3、苯、己烷、CS2、乙醇、单质硫、石墨等。
3.物质的组成、结构:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、三原子分子(如O3)等。NO2和N2O4,的最简式相同,根据质量计算它们的混合物中元素的原子个数时,可将最简式看作是混合物的分子式来计算。Na2O2由Na+和O构成,而不是Na+和O2-,苯中不含碳碳单键和碳碳双键等。
4.物质中的化学键数目:如白磷(31 g白磷含1.5 mol P—P键)、金刚石(12 g金刚石含2 mol C—C键)、晶体硅及晶体SiO2(60 g二氧化硅晶体含4 mol Si—O键)等。
5.混淆某些氧化还原反应中电子转移的数目:命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生,如Na2O2与H2O、CO2的反应(1 mol Na2O2反应转移1 mol电子);Cl2与H2O、NaOH的反应(1 mol Cl2反应转移1 mol电子);Cu与硫的反应(1 mol Cu反应转移1 mol电子或1 mol S反应转移2 mol电子)等。
6.特殊物质的摩尔质量及微粒数目:如D2O、18O2、H37Cl等。
7.电解质溶液中因微粒的电离或水解造成微粒数目的变化:如强电解质HCl、HNO3等完全电离,不存在电解质分子;弱电解质CH3COOH、HClO等部分电离,而使溶液中CH3COOH、HClO浓度减小;Fe3+、Al3+、CO、CH3OO-等因发生水解使该种粒子数目减少;Fe3+、Al3+、CO等因发生水解而使溶液中阳离子或阴离子总数增多等。
8.胶体粒子的组成:如1 mol Fe3+形成Fe(OH)3胶体时,由于Fe(OH)3胶粒是小分子聚集体,胶粒数目小于NA。
9.忽视可逆反应不能进行到底:如2NO2N2O4、2SO2+O22SO3、合成氨反应等。
知识点2 阿伏加德罗常数易错分析
1.辨“两状”,突破气体与状况陷阱
2. 排“干扰”,突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱
给出非标准状况下气体的物质的量或质量,干扰正确判断,误以为无法求解物质所含的粒子数,实际上此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3. 记“组成”,突破物质与结构陷阱
(1)记住特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、O3、P4、H 37Cl等。
①含同位素的单质和化合物,它们的摩尔质量与通常情况下不同,例如摩尔质量:18O2(36 g·mol-1)、D2O(20 g·mol-1)、T2O(22 g·mol-1)。 ②涉及电子数时要注意根、基、离子的区别,如OH-与—OH、CH与—CH3等。
(2)记住常考物质所含化学键数目(见下表)
几种常遇
到的物质
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
1 mol 物质所含共价键的数目(NA)
4
6
2
4
1.5
2
(3)巧记烷烃(CnH2n+2)中碳氢键的数目:
n(C—H键)=2n+2,n(化学键总数)=3n+1,n(C—C键)=n-1。
(4)记住最简式(实验式)相同的物质。最简式相同的物质组成的混合物计算原子总数时,不用考虑各混合物的占比,N(最简式)=×NA。如甲醛和冰醋酸的最简式都为CH2O,常温常压下,3.0 g甲醛和冰醋酸的混合物中含有的N(CH2O)为0.1NA,则含有的原子总数为0.4NA。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO和C2H4,其摩尔质量均为28 g·mol-1,其它的还有KCl与NaClO、Na2O2与Na2S、CaCO3与Mg3N2等。
4.审“组成”“体积”因素,突破电解质溶液中粒子数目陷阱
(1)是否有弱电解质电离。
(2)是否有离子水解。
(3)是否指明了溶液的体积。
(4)不要忽略溶剂水中H、O原子数目。
(5)Fe(OH)3胶体粒子数目小于形成胶体的Fe3+数目。
5.突破氧化还原反应中电子转移数目的判断
反应
参加反应的物质或生成的物质
转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2(或H2O)
1 mol Na2O2
1 mol 或NA
1 mol O2
2 mol 或2NA
Cl2+NaOH
1 mol Cl2
1 mol 或NA
Cl2+Fe
1 mol Cl2
2 mol 或2NA
1 mol Fe
3 mol 或3NA
Fe+HCl
1 mol Fe或1 mol H2
2 mol 或2NA
IO+I-+H+
3 mol I2
5 mol 或5NA
NH4NO3→N2
4 mol N2
15 mol 或15NA
【特别提醒】要特别注意以下特殊情况:
(1)可逆反应电子转移数目的计算:如某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2在一定条件下充分反应,转移电子的数目小于0.6 NA。另外,Cl2与H2O反应也是可逆反应。
(2)涉及与浓酸反应时转移电子数目的计算:如50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸与足量铜微热反应,随着浓硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸不与铜反应,生成SO2分子数小于0.46 NA,转移电子的数目小于0.92 NA。MnO2与浓盐酸的反应也是类似情况。
(3)粗铜精炼时,阳极质量减轻64 g,转移电子物质的量不一定是2 mol。
6.隐含反应
(1)隐含“可逆反应”:不能进行到底。
①2SO2+O22SO3,②2NO2N2O4,③N2+3H22NH3,④Cl2+H2OHCl+HClO,⑤酯化反应。⑥PCl3+Cl2PCl5。(2)隐含“浓度的变化”:变稀后反应不再进行。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)隐含“钝化”。
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(4)隐含“副反应”。
甲烷在光照条件下与氯气反应,可生成多种卤代烃。
7.宏观量(m、V)与微粒数的换算公式
物质所含微粒(分子、原子、离子、质子、中子和电子等)数目的计算公式为N=n·NA,因此确定微粒数目(N)的前提是确定目标微粒的物质的量(n)。物质的量的计算公式为:n===c(B)·V(溶液)。
【特别提醒】(1)物质的量、质量、微粒数目的多少均与温度、压强无关。(2)气体的体积与温度、压强有关,Vm能否用22.4 L·mol-1。(3)c(B)是研究对象的物质的量浓度,是否知道溶液的体积。
考向1 通过结构特点考查微粒数目
例1(2025·吉林省通化市一中·二模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
【答案】C
【解析】NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,12 g NaHSO4的物质的量为0.1 mol,因此,其中只含有0.1NA个阳离子,A说法不正确;没有指明气体的温度和压强,无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少,因此,无法确定其中所含碳氢键的数目,B说法不正确;1个CH4分子中有6个中子,8 g CH4的物质的量为0.5 mol,因此,8 g CH4含有的中子数为3NA,C说法正确;H2和I2发生反应生成HI,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数小于0.2NA,D说法不正确。
思维建模 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,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O 构成的,而不是Na+和O2-;NaCl 为离子化合物,NaCl 中没有分子等。
(3)记住最简式相同的物质,如NO2 和N2O4、乙烯和丙烯(质量相同的乙烯和丙烯所含的原子数、电子数均相等)等。
(4)明确物质中所含化学键的数目,如1 mol SiO2 中含Si—O 键的数目为4NA(设NA 为阿伏加德罗常数的值),1个H2O2、1个CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。
(5)记住摩尔质量相同的物质,如N2、CO、C2H4 等。
【变式训练1·变载体】(2025·黑龙江省鹤岗市一中·一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.常温下,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为6NA
B.等物质的量的甲基(—CH3)与氢氧根(OH-)所含电子数相等
C.14.4 g 28SiN4中含质子的数目为7NA
D.1.2 g NaHSO4和MgSO4的固体混合物含阳离子数目0.01NA
【答案】B
【解析】CH3CH(OH)COOH和CH3COOH的最简式都是CH2O,45 g CH3CH(OH)COOH(乳酸)和CH3COOH(醋酸)的混合物中含有的原子数为×4×NA=6NA,故A正确;—CH3中含9个电子,OH-中含10个电子,故等物质的量的甲基和氢氧根所含电子数不相等,故B错误;14.4 g 28SiN4中含质子的数目为×70×NA=7NA,故C正确;NaHSO4、MgSO4的摩尔质量都是120 g·mol-1,1.2 g固体混合物含阳离子数目0.01NA故D正确。
考向2 结合氧化还原反应考查转移电子
例2(2025·吉林省辽源市第五中学·二模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2 g H2分别与足量的Cl2和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
B.一定条件下,2.3 g Na与O2完全反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1NA
C.用浓盐酸分别和KMnO4、KClO3反应制备1 mol氯气,转移的电子数均为2NA
D.2H2S+SO2===3S↓+2H2O反应中,每生成1 mol氧化产物时转移电子数为NA
【答案】B
【解析】H2和N2的反应属于可逆反应,2 g H2无法完全反应,转移的电子数少于2NA,A错误;2.3 g Na与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,Na的化合价均是从0价升高到+1价,Na失去电子1×2.3/23 mol=0.1 mol,数目为0.1NA,B正确;浓盐酸和KClO3反应制备氯气,氯气既是氧化产物又是还原产物,生成1 mol氯气转移 mol电子,C错误;在该反应中,H2S作为还原剂失去电子,SO2作为氧化剂得到电子,氧化产物和还原产物均为S,但生成的S中作为氧化产物的S和还原产物的S的物质的量之比为2∶1,所以生成1 mol氧化产物转移的电子数为2NA,D错误。
思维建模 理解“反应”,抓准“价态”,突破陷阱
(1)同一种物质在不同反应中做氧化剂、还原剂的判断
如Cl2 和Fe、Cu 等反应,Cl2 只做氧化剂,而Cl2 和NaOH 反应,Cl2 既做氧化剂,又做还原剂;Na2O2 与CO2 或H2O 反应,Na2O2 既做氧化剂,又做还原剂,而Na2O2 与SO2 反应,Na2O2 只做氧化剂。
(2)量不同,在生成物中的化合价可能不同
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,在生成物中的化合价可能不同
如Cu 和Cl2 反应生成CuCl2,而Cu 和S 反应生成Cu2S。
【变式训练1·变载体】(2025·黑龙江省密山市一中·一模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol Fe和0.1 mol Cu分别与0.1 mol Cl2完全反应,转移电子数均为0.2NA
B.分别用Na2O2与CO2反应和KMnO4分解,制得1 mol O2,转移的电子数均为4NA
C.标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应生成11.2 L气体,反应中转移的电子数为6.02×1023
D.在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,每生成22.4 L(标况)H2,反应转移的电子为1.5NA
【答案】B
【解析】0.1 mol Fe与0.1 mol Cl2反应,Cl2不足,0.1 mol Cu与0.1 mol Cl2恰好完全反应,转移的电子数均为0.2NA,A正确;Na2O2和KMnO4制得1 mol O2转移的电子数分别是2NA和4NA,B错误;标准状况下,锌与某浓度的H2SO4反应不论生成SO2还是H2,每生成1 mol都转移2 mol电子,C正确;在2CuH+2HCl===CuCl2+Cu+2H2↑反应中,反应生成2 mol H2共转移3 mol电子,D正确。
考向3 通过隐含过程的可逆性考查粒子数目
例3(2025·辽宁师范大学附属中学·二模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,33.6 mL氯气通入足量水中发生反应,转移电子数为1.5×10-3NA
B.1 mol N2与3 mol H2充分反应后,生成0.5 mol NH3,转移1.5NA个电子
C.常温常压下,0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有的HCO的数目一定小于0.5NA
D.含19.6 g H2SO4的浓硫酸与足量铜反应,生成SO2的分子数为0.1NA
【答案】B
【解析】A项,Cl2与水反应为可逆反应,转移电子数小于1.5×10-3NA,错误;B项,当N2与H2反应生成0.5 mol NH3时,转移1.5 mol电子,正确;C项,没有给出溶液的体积,不能计算HCO的数目,错误;D项,随反应的进行,硫酸浓度逐渐变稀,稀硫酸与铜不反应,生成SO2的分子数少于0.1NA,错误。
【变式训练1·变载体】(2025·哈尔滨师范大学附属中学·一模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
B.向1 L 0.1 mol/L CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
C.标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
D.2SO2+O22SO3 ΔH=-a kJ·mol-1,每当有1 mol O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量
【答案】D
【解析】1.7 g H2O2的物质的量为=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,A不正确;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,B不正确;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,C不正确;每当有1 mol O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量,故D正确。
1. (2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】反应①电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2LCl2为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即NA,A正确;2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为NA,C错误;ClO⁻在水中会水解,故ClO⁻数目小于0.1NA,D错误;故选A。
2.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;SO32-为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO32-数目小于0.01NA,B错误;
反应①的方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO32-+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故选D
3.(2023·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-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
【答案】C
【解析】气体所处状况未知,无法根据CO2的体积计算其物质的量,A错误;根据题给化学方程式知,S、KNO3为氧化剂,C为还原剂,生成1 mol N2转移12 mol e-,则每生成2.8 g N2 (0.1 mol)转移电子数为1.2NA,B错误;S2-在溶液中会水解,则其物质的量小于0.1 mol,D错误。
4. (2022·辽宁卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的中子数为NA
B. 分子中含有的键数目为4NA
C. 标准状况下,气体中数目为NA
D. 的溶液中数目为
【答案】A
【解析】1个原子中含有10个中子,的物质的量为,故中含有中子的物质的量为,中子数为NA,故A正确;乙烯分子的结构式为,1个乙烯分子中含有5个键, 的物质的量为,所以分子中含有的键数目为5NA,B错误;是共价化合物,分子中不存在,故C错误;没有给出溶液的体积,无法计算的溶液中的数目,故D错误;故选A。
5.(2023·全国甲卷卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.异丁烷分子中共价键的数目为
B.标准状况下,中电子的数目为
C.的溶液中的数目为
D.的溶液中的数目为
【答案】A
【解析】异丁烷的结构式为 ,1mol异丁烷分子含有13NA共价键,所以0.50mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01mol/L,则1.0L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,C错误;属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO32-会发生水解,所以1.0L 1.0 mol/L的Na2CO3溶液中CO32-的数目小于1.0NA,D错误;故选A。
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