内容正文:
专题02 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
1.掌握物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)的定义及单位。
2.熟练运用公式:n =m/M =V/Vm (STP下Vm=22.4L/mol)解决质量-体积-粒子数的转换问题。
3.通过对比1 mol固/液/气体体积差异(如Fe、H2O、O2),理解气体摩尔体积的微观解释。
4.结合阿伏伽德罗定律分析同温同压下气体体积与分子数的关系。
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量(n)
(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法:
【特别提醒】(1)某微粒的物质的量,用“n(微粒符号)”表示。例如:n(O2)、n(H2O)、n(Na+)等。
(2)粒子集合体中的“粒子”指微观粒子,包括分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等,不适用宏观物体。
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)概念:1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA。
(2)阿伏加德罗常数的标准:0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
【特别提醒】①阿伏加德罗常数的“二量”
基准量
0.012 kg 12C中所含的碳原子数
近似量
6.02×1023 mol-1
②NA指1 mol任何微粒的微粒数,一定要明确指出是何种微粒,如1 mol CH4含有的分子数为NA,原子总数为5NA。
③涉及稀有气体时要注意He、Ne、Ar为单原子分子,O2、N2、H2等为双原子分子,臭氧(O3)为三原子分子等。
④求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023 mol-1。
(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间关系公式:NA=。
3.“四化”理解物质的量
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如苹果
具体化
必须指明具体粒子的种类,如“1 mol O”、“2 mol O2”、“1.5 mol O3”,不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如“1 mol NaCl”、“0.5 mol H2SO4”
二、摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量。
2.常用的单位是 g·mol-1。
3.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系公式:M=。
4.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。
【特别提醒】(1)质量单位是g,而摩尔质量单位是g·mol-1。
(2)等值性:以g·mol-1为单位时,摩尔质量在数值上与相对原子或分子质量相等。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
5.以物质的量为核心的定量计算
(1)基本关系式
①n= (n表示物质的量,单位是mol;N表示粒子数;NA表示阿伏伽德罗定律常数,单位是 mol-1)
②n= (n表示物质的量,单位是mol;m为物质的质量,单位是g;M为摩尔质量,单位是 g·mol-1)
(2)技巧:根据两公式n= ,n=进行计算时,首先要找到其核心物理量——物质的量,其次根据题目要求解其他物理量
三、气体摩尔体积
1.物质的体积
(1)影响物质体积大小的因素
①粒子的大小(物质的本性);②粒子间距的大小(由温度与压强共同决定);③粒子的数目(物质的量的大小)。
(2)固体、液体的体积由①粒子的大小和③粒子的数目的多少决定,忽略②粒子间距不计。
(3)气体的体积由②粒子间距和③粒子的数目的大小决定,忽略①粒子的大小不计,而粒子间的距离由。温度、压强决定。
【特别提醒】①在0℃、101 KPa(标准状况)时,1mol任何气体的体积都约为22.4L。
②在温度和压强一定时,任何气体的体积只随分子数的大小而变化。
③温度和压强一定时,1mol任何气体的体积都约为一个定值。
④对于气体的体积一定要标明状态(温度、压强)。
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,单位为L·mol-1(或L/mol);
(2)特例:标准状况(将温度为0℃、压强为101 KPa的状态规定为标准状况,简写为:标况下或STP)下,Vm约为 22.4_L·mol-1。
(3)基本关系式:n===
(4)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。
3.标准状况下有关气体体积的计算
计算关系
公式
①气体的物质的量n= mol
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρg·mol-1
③气体的分子数N=n·NA=·NA
④气体的质量m=n·M=·Mg
【特别提醒】①使用气体摩尔体积四注意
②用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1,但也可能是22.4 L·mol-1。
③气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
题型01 对物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理解
【典例】“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,下列有关说法正确的是( )
A.2 g H2含有1 mol氢分子
B.2 mol氧气的摩尔质量为64 g·mol-1
C.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
D.质量相等的CO和CO2,物质的量之比为2∶3
【变式】下列叙述正确的是
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【思维建模】核心概念精准辨析
概念
定义要点
单位
注意事项
物质的量 (n)
描述微观粒子集体的物理量,是国际单位制7个基本物理量之一
mol
① 只能用于微观粒子(如分子、原子等)
② 表述需完整(如“1 mol O2”,不可写“1 mol氧”)
摩尔质量 (M)
单位物质的量的物质所具有的质量,数值=相对原子/分子质量
g/mol
① 与物质状态无关(如H2O的M恒为18 g/mol)
② 计算式:M = m/n
气体摩尔体积 (Vm)
一定条件下,1 mol气体所占的体积,标准状况(STP:0℃,101 kPa)下为 22.4 L/mol
L/mol
① 仅适用于气态物质(如CO2适用,Br2(l)不适用)
② 非标准状况需用
题型02 物质的量、摩尔质量及粒子数之间的计算
【典例】设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.中含有和 B.的质量是
C.和所含分子数相等 D.等物质的量的中所含分子数一样多
【变式】若50滴水正好是m mL,则1滴水所含的分子数是
A.m×50×18×6.02×1023 B.×6.02×1023
C.×6.02×1023 D.
【解题必备】由已知物理量求物质所含的粒子数目的思维模型
(记住特殊物质中1 mol物质所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等)
题型03 物质的量、气体摩尔体积及粒子数之间的计算
【典例】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,含有的分子数是
B.常温常压下,气体含有的分子数是
C.溶液含有的钠离子数为
D.标准状况下,和混合气体所含原子总数为
【变式】用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中原子数为0.1NA
B.标准状况下,22g CO2和16g O2混合后的体积为22.4L
C.常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D.若一定条件下,三种气体的体积均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
【思维建模】(1)先将体积→物质的量:n=。
(2)再将物质的量→粒子数:n= 。
题型04 物质的量、摩尔质量及粒子数之间的计算
【典例】设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.和的混合气体中所含的O原子数为
B.22g和的混合气体中含有O原子的数目为0.5
C.3.2g在反应过程中得到电子的数目一定为0.4
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【变式】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.50g质量分数为46%的酒精溶液中,所含氢原子数为6NA
B.2.24LCO2和O2组成的气体混合物中,所含氧原子总数为0.2NA
C.7.8gNa2O2与足量CO2完全反应,转移的电子数为0.2NA
D.含0.01molFeCl3的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数为0.01NA
【思维建模】(1)先将质量→物质的量:n= 或将体积→物质的量:n=。
(2)再将物质的量→粒子数:n= 。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·宁夏中卫·期中)下列关于物质的量的说法正确的是
A.物质的量可以理解为物质的数量
B.物质的量描述的对象是分子、原子等微观粒子
C.1 mol任何物质都约含有个原子
D.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
2.(24-25高一上·天津·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.“摩尔”是一个基本物理量 B.“摩尔”表示物质质量的单位
C.“摩尔”是物质的量的单位 D.“摩尔”表示个粒子的集合
3.(24-25高一上·河南漯河·期中)下列关于等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的说法正确的是
A.摩尔质量都是 B.物质的量都是
C.标准状况下的体积相同 D.含有的氧原子数相同
4.(24-25高一上·云南昆明·期中)下列叙述错误的个数是
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
②1mol任何物质都含有约个分子
③就是阿伏加德罗常数
④HCl的摩尔质量等于1molHCl分子的质量
⑤中含有1mol氢分子和1mol氧原子
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
5.(2024高一下·辽宁·学业考试)下列关于物质的量的说法正确的是
A.标准状况下,的体积约是11.2L
B.摩尔是国际单位制中的7个基本物理量之一
C.溶液中所含的物质的量为1mol
D.中所含的氧原子数目是(代表阿伏加德罗常数)
6.(24-25高一上·江西萍乡·期中)下列叙述正确的是
A.的体积为22.4L
B.个分子,其质量约为22g
C.的摩尔质量为16g
D.40gNaOH固体完全溶于1L水,溶液中浓度为
7.(24-25高一上·福建福州·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.含有个氦原子的氦气体积约为
B.25℃,,中含有的原子数为
C.在常温常压下,含有的分子数为
D.固体溶于水中,所得溶液浓度为
8.(24-25高一上·河北唐山·期中)化学的学习与研究,由宏观到微观,由定性到定量。用表示阿伏加德罗常数的值,下列定量分析正确的是
A.标准状况下,22.4LNaCl的质量为58.5g
B.等物质的量的、含有的O原子数均为
C.1L0.5mol·L-1溶液中含有的O原子数为
D.通常状况下,9.5g固体中含有的阴离子数为
9.(24-25高一上·贵州黔西·期中)阿伏加德罗常数的命名是为了纪念意大利科学家阿伏加德罗。用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.28 g N2含的分子数为2NA
B.1 mol Na含有的电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L O2含有的氧原子数为2NA
D.常温常压下,11.2 L CO2所含原子数为1.5NA
10.(23-24高一上·福建厦门·期中)完成下列填空:
(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是 ,0.5mol的H2O质量是 ,含有的电子数为 (用NA表示)。
(2)质量相同的SO2和SO3的物质的量之比是 ,含氧原子个数比是 。
(3)标准状况下,8gCH4与 LH2S气体含有相同的氢原子数。
(4)40.5g某金属氯化物MCl2中含有0.6molCl-,则该金属氯化物的摩尔质量为 。
【强化训练】
1.(24-25高一上·河北张家口·期中)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.18gH2O含有的水分子数为2NA
B.常温常压下,1molCl2的体积是22.4L
C.28gN2和28gCO均含NA个分子
D.0.1molMgCl2含有的数目为0.1NA
2.(24-25高一上·辽宁丹东·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.2mol OH-含有的电子数为3.4NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.标准状况下,11.2L H2O中含有的分子数为0.5NA
D.常温常压下,32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为2NA
3.(24-25高一上·贵州遵义·期中)“二氧化碳催化加氢合成乙烯”是综合利用的热点研究领域,其反应可以表示为。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有的分子数目为 B.中所含电子数目为
C.中所含原子数目为 D.在标准状况下的体积为
4.(24-25高一上·山西太原·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1L 0.5mol/L Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数等于2NA
B.标准状况下,2.24LH2O2含有1.8NA个电子
C.H2O的摩尔质量为18g
D.常温常压下,2.1gO2和2.7gO3的混合气体中含有的氧原子数为0.3NA
5.(23-24高一上·贵州铜仁·期中)中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
6.(24-25高一上·陕西安康·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下11.2L中含有原子的数目为
B.22g和的混合气体中含有O原子的数目为0.5
C.3.2g在反应过程中得到电子的数目不一定为0.4
D.0.1溶液中含有的数目为0.1
7.(2025高一上·福建·学业考试)表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的原子总数为
B.含有的氧原子数为
C.溶液中含有的为
D.标准状况下22.4LH2含有的分子数为
8.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列说法不正确的是
A.和CO混合气体中的分子数约为
B.含氧原子的和混合气体的质量为
C.分子数为的和混合气体的物质的量为
D.常温常压下,和混合气体的体积为
9.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)在标准状况下①6.72L②个HCl分子③13.6g④0.2mol,下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是
a.体积②>③>①>④ b.密度②>③>④>①
c.质量②>③>①>④ d.氢原子个数①>④>③>②
A.abc B.bcd C.abd D.abcd
10.(24-25高一上·福建龙岩·期中)含氮物质发生如下反应:①,②,③,④。请回答下列问题:
(1)上述反应中,反应①④分别属于四大基本反应类型的 、 。
(2)标准状况下,的摩尔质量为 ,物质的量为 ,质量为 g。
(3)中含有的原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)标准状况下,由和组成的混合气体质量为,则此混合气体的平均摩尔质量为
, ,氮原子总数为 (保留两位有效数字)。
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专题02 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
1.掌握物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)的定义及单位。
2.熟练运用公式:n =m/M =V/Vm (STP下Vm=22.4L/mol)解决质量-体积-粒子数的转换问题。
3.通过对比1 mol固/液/气体体积差异(如Fe、H2O、O2),理解气体摩尔体积的微观解释。
4.结合阿伏伽德罗定律分析同温同压下气体体积与分子数的关系。
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量(n)
(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法:
【特别提醒】(1)某微粒的物质的量,用“n(微粒符号)”表示。例如:n(O2)、n(H2O)、n(Na+)等。
(2)粒子集合体中的“粒子”指微观粒子,包括分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等,不适用宏观物体。
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)概念:1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA。
(2)阿伏加德罗常数的标准:0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
【特别提醒】①阿伏加德罗常数的“二量”
基准量
0.012 kg 12C中所含的碳原子数
近似量
6.02×1023 mol-1
②NA指1 mol任何微粒的微粒数,一定要明确指出是何种微粒,如1 mol CH4含有的分子数为NA,原子总数为5NA。
③涉及稀有气体时要注意He、Ne、Ar为单原子分子,O2、N2、H2等为双原子分子,臭氧(O3)为三原子分子等。
④求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023 mol-1。
(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间关系公式:NA=。
3.“四化”理解物质的量
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如苹果
具体化
必须指明具体粒子的种类,如“1 mol O”、“2 mol O2”、“1.5 mol O3”,不能说“1 mol 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如“1 mol NaCl”、“0.5 mol H2SO4”
二、摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量。
2.常用的单位是 g·mol-1。
3.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系公式:M=。
4.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。
【特别提醒】(1)质量单位是g,而摩尔质量单位是g·mol-1。
(2)等值性:以g·mol-1为单位时,摩尔质量在数值上与相对原子或分子质量相等。
(3)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
5.以物质的量为核心的定量计算
(1)基本关系式
①n= (n表示物质的量,单位是mol;N表示粒子数;NA表示阿伏伽德罗定律常数,单位是 mol-1)
②n= (n表示物质的量,单位是mol;m为物质的质量,单位是g;M为摩尔质量,单位是 g·mol-1)
(2)技巧:根据两公式n= ,n=进行计算时,首先要找到其核心物理量——物质的量,其次根据题目要求解其他物理量
三、气体摩尔体积
1.物质的体积
(1)影响物质体积大小的因素
①粒子的大小(物质的本性);②粒子间距的大小(由温度与压强共同决定);③粒子的数目(物质的量的大小)。
(2)固体、液体的体积由①粒子的大小和③粒子的数目的多少决定,忽略②粒子间距不计。
(3)气体的体积由②粒子间距和③粒子的数目的大小决定,忽略①粒子的大小不计,而粒子间的距离由。温度、压强决定。
【特别提醒】①在0℃、101 KPa(标准状况)时,1mol任何气体的体积都约为22.4L。
②在温度和压强一定时,任何气体的体积只随分子数的大小而变化。
③温度和压强一定时,1mol任何气体的体积都约为一个定值。
④对于气体的体积一定要标明状态(温度、压强)。
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,单位为L·mol-1(或L/mol);
(2)特例:标准状况(将温度为0℃、压强为101 KPa的状态规定为标准状况,简写为:标况下或STP)下,Vm约为 22.4_L·mol-1。
(3)基本关系式:n===
(4)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。
3.标准状况下有关气体体积的计算
计算关系
公式
①气体的物质的量n= mol
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρg·mol-1
③气体的分子数N=n·NA=·NA
④气体的质量m=n·M=·Mg
【特别提醒】①使用气体摩尔体积四注意
②用“22.4 L·mol-1”要“二看”
一看——物质状态,必有是气体,如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质;
二看——外界条件,必须为标准状况,标准状况是0 ℃、1.01×105 Pa,不是常温、常压。非标准状况下,气体摩尔体积一般不是22.4 L·mol-1,但也可能是22.4 L·mol-1。
③气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
题型01 对物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积概念的理解
【典例】“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,下列有关说法正确的是( )
A.2 g H2含有1 mol氢分子
B.2 mol氧气的摩尔质量为64 g·mol-1
C.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
D.质量相等的CO和CO2,物质的量之比为2∶3
【答案】A
【解析】】A项,2 g H2的物质的量为=1 mol,即含有1 mol氢分子,故A正确;B项,氧气的摩尔质量为32 g/mol,与氧气的物质的量无关,故B错误;C项,并不是所有物质都是由分子构成,如NaCl由离子构成,所以并不是1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子,故C错误;D项,1 g CO的物质的量为 mol,1 g CO2的物质的量为 mol,二者物质的量之比为∶=11∶7,故D错误;故选A。
【变式】下列叙述正确的是
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【答案】B
【解析】A.标况下乙醇为液体,故1mol乙醇的体积小于22.4L,故A错误;B.0℃、101kPa下,1mol任何气体所占体积约为22.4L,任何气体的摩尔体积都约为,故B正确;C.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,不一定在标准状况下,故C错误;D.决定气体的体积大小的主要因素为粒子数目和粒子间的距离,标况下1molN2O气体的体积约为22.4L,在其它温度和压强下其体积也可能为22.4L,故D错误;故选B。
【思维建模】核心概念精准辨析
概念
定义要点
单位
注意事项
物质的量 (n)
描述微观粒子集体的物理量,是国际单位制7个基本物理量之一
mol
① 只能用于微观粒子(如分子、原子等)
② 表述需完整(如“1 mol O2”,不可写“1 mol氧”)
摩尔质量 (M)
单位物质的量的物质所具有的质量,数值=相对原子/分子质量
g/mol
① 与物质状态无关(如H2O的M恒为18 g/mol)
② 计算式:M = m/n
气体摩尔体积 (Vm)
一定条件下,1 mol气体所占的体积,标准状况(STP:0℃,101 kPa)下为 22.4 L/mol
L/mol
① 仅适用于气态物质(如CO2适用,Br2(l)不适用)
② 非标准状况需用
题型02 物质的量、摩尔质量及粒子数之间的计算
【典例】设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.中含有和 B.的质量是
C.和所含分子数相等 D.等物质的量的中所含分子数一样多
【答案】D
【解析】是纯净物,不含有,中含有和,A错误;的质量是,B错误;的物质的量为,所含分子数为,的物质的量为,所含分子数为,两者所含分子数不相等,C错误。
【变式】若50滴水正好是m mL,则1滴水所含的分子数是
A.m×50×18×6.02×1023 B.×6.02×1023
C.×6.02×1023 D.
【答案】B
【解析】50滴水正好是m mL,则1滴水的体积为 mL,质量为 g,则1滴水所含H2O的物质的量== mol,所含分子数为 mol×6.02×1023·mol-1=×6.02×1023,B项符合题意,答案选B。
【解题必备】由已知物理量求物质所含的粒子数目的思维模型
(记住特殊物质中1 mol物质所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等)
题型03 物质的量、气体摩尔体积及粒子数之间的计算
【典例】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,含有的分子数是
B.常温常压下,气体含有的分子数是
C.溶液含有的钠离子数为
D.标准状况下,和混合气体所含原子总数为
【答案】C
【解析】A.标准状况下,CCl4呈液态,无法求出2.24LCCl4的物质的量,也就无法求出其含有的分子数,A不正确;B.常温常压下,气体的物质的量小于1mol,则含有的分子数小于,B不正确;C.溶液含有0.2molNa+,则所含的钠离子数为,C正确;D.标准状况下,和混合气体的物质的量为0.5mol,H2和CO都为双原子分子,则所含原子总数为,D不正确;故选C。
【变式】用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中原子数为0.1NA
B.标准状况下,22g CO2和16g O2混合后的体积为22.4L
C.常温常压下,11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D.若一定条件下,三种气体的体积均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
【答案】B
【解析】A.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体总物质的量为0.1mol,N2和O2都含有2个原子,则混合气体中原子数为0.2NA,A错误;B.标准状况下,22g CO2和16g O2混合后的总物质的量为=1mol,体积为22.4L,B正确;C.常温常压下,气体摩尔体积不是22.4L/mol,11.2 L氮气的物质的量不是0.5mol,C错误;D.气体的物质的量n= ,和气体所处的温度和压强有关,三种气体体积均为2.24 L,不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,D错误;故选B。
【思维建模】(1)先将体积→物质的量:n=。
(2)再将物质的量→粒子数:n= 。
题型04 物质的量、摩尔质量及粒子数之间的计算
【典例】设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.和的混合气体中所含的O原子数为
B.22g和的混合气体中含有O原子的数目为0.5
C.3.2g在反应过程中得到电子的数目一定为0.4
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【答案】A
【解析】A.和,的混合气体中含有原子团的物质的量,所含的O原子数,A正确;B.和的摩尔质量均为44g/mol,但是1个、分子中所含氧原子数不同,故不确定22g和的混合气体中含有O原子的数目,B错误;C.氧气在反应中可以变为-1价或-2价,故3.2g(含0.2molO)在反应过程中得到电子的数目不一定为0.4,C错误;D.22gCO2的物质的量为=0.5mol,所含原子为1.5mol;标准状况下H2O为液体,11.2LH2O物质的量无法计算,但远远大于0.5mol,故所含原子数目不相同,D错误;故选A。
【变式】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.50g质量分数为46%的酒精溶液中,所含氢原子数为6NA
B.2.24LCO2和O2组成的气体混合物中,所含氧原子总数为0.2NA
C.7.8gNa2O2与足量CO2完全反应,转移的电子数为0.2NA
D.含0.01molFeCl3的饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,制得的氢氧化铁胶体粒子数为0.01NA
【答案】A
【解析】A.50g质量分数为46%的酒精溶液中,有50g×46%=23 g乙醇,即0.5mol,含氢原子数为0.5×6NA =3NA,有27g水,即1.5mol,含氢原子数为1.5×2NA =3NA,所含氢原子数为6NA ,故A正确;B.2.24L CO2和O2组成的气体混合物中,没有说明温度压强,所以无法计算含氧原子总数,故B错误;C.7.8gNa2O2即0.1mol,与足量CO2完全反应,2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2,转移的电子数为0.1NA ,故C错误;D.胶体粒子是由许多氢氧化铁分子组成的,含0.01molFeCl3制得的氢氧化铁胶体粒子数小于0.01NA ,故D错误;答案选A。
【思维建模】(1)先将质量→物质的量:n= 或将体积→物质的量:n=。
(2)再将物质的量→粒子数:n= 。
【巩固训练】
1.(24-25高一上·宁夏中卫·期中)下列关于物质的量的说法正确的是
A.物质的量可以理解为物质的数量
B.物质的量描述的对象是分子、原子等微观粒子
C.1 mol任何物质都约含有个原子
D.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
【答案】B
【解析】A.物质的量表示一定数目的粒子集合体的物理量,不能理解为物质的数量,也不能理解为物质的质量,A错误;B.物质的量表示一定数目的粒子集合体的物理量,微观粒子可以是分子、原子、离子,也可能是质子、中子等,故描述的对象是分子、原子等微观粒子,B正确;C.物质的构成微粒可能是原子,也可能是离子或分子, 1 mol任何物质都约含有个组成该物质的基本微粒,但不一定是原子,C错误;D.摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,D错误;故合理选项是B。
2.(24-25高一上·天津·期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.“摩尔”是一个基本物理量 B.“摩尔”表示物质质量的单位
C.“摩尔”是物质的量的单位 D.“摩尔”表示个粒子的集合
【答案】C
【解析】A.物质的量是国际科学界建议采用的七个基本物理量之一,摩尔只是物质的量的一个单位,故A错误;B.摩尔是物质的量的单位,符号为mol,故B错误;C.摩尔是表示物质的量的单位,符号为mol,C正确;D.约含有个粒子的集合体的物质的量为1mol,摩尔只是单位,故D错误;答案选C。
3.(24-25高一上·河南漯河·期中)下列关于等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的说法正确的是
A.摩尔质量都是 B.物质的量都是
C.标准状况下的体积相同 D.含有的氧原子数相同
【答案】D
【分析】硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的相对分子质量都是98,所以等质量的硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相等。
【解析】A.摩尔质量的单位为g/mol,则硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)摩尔质量都是98g/mol,A不正确;B.由分析可知,硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,但不一定是1mol,B不正确;C.标准状况下硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)都呈液态,它们的质量相同,但密度不一定相同,所以体积不一定相同,C不正确;D.硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,每个分子中都含有4个O原子,则它们所含有的氧原子数相同,D正确;故选D。
4.(24-25高一上·云南昆明·期中)下列叙述错误的个数是
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
②1mol任何物质都含有约个分子
③就是阿伏加德罗常数
④HCl的摩尔质量等于1molHCl分子的质量
⑤中含有1mol氢分子和1mol氧原子
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】D
【解析】①摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,错误;②构成物质的微粒不都是分子,还有原子和离子,错误;③是阿伏加德罗常数的近似值,错误;④摩尔质量的单位是g/mol,质量的单位是g,两者意义不同,错误;⑤中含有2mol氢原子和1mol氧原子,错误;错误的个数为5,选D。
5.(2024高一下·辽宁·学业考试)下列关于物质的量的说法正确的是
A.标准状况下,的体积约是11.2L
B.摩尔是国际单位制中的7个基本物理量之一
C.溶液中所含的物质的量为1mol
D.中所含的氧原子数目是(代表阿伏加德罗常数)
【答案】D
【解析】A.标准状况下,H2O为液体,不能用气体摩尔体积计算体积,9gH2O体积远小于11.2L,故A错误;B.摩尔是单位,物质的量才是国际单位制中的基本物理量之一,故B错误;C.未说明溶液体积,无法计算Na⁺的物质的量,故C错误;D.1mol SO3含3mol氧原子,数目为,故D正确;故答案为:D。
6.(24-25高一上·江西萍乡·期中)下列叙述正确的是
A.的体积为22.4L
B.个分子,其质量约为22g
C.的摩尔质量为16g
D.40gNaOH固体完全溶于1L水,溶液中浓度为
【答案】B
【解析】A.为1mol,由于其标况下不是气体,故其体积不为22.4L,A错误;B.个分子,其质量约为3.01×1023÷6.02×1023mol-1×44g/mol=22g,B正确;C.CH4的摩尔质量为16g/mol,C错误;D.溶剂的体积不等于溶液的体积,应将40gNaOH固体溶于水,再加水稀释至溶液体积为1L,得浓度为1mol/L的NaOH溶液,D错误;故选B。
7.(24-25高一上·福建福州·期中)用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.含有个氦原子的氦气体积约为
B.25℃,,中含有的原子数为
C.在常温常压下,含有的分子数为
D.固体溶于水中,所得溶液浓度为
【答案】B
【解析】A.未说明是否处于标准状况,不能使用标准状况下气体摩尔体积进行计算,含有NA个氦原子的氦气物质的量为1mol,但体积不一定为22.4L,故A错误;B.25℃,时,的物质的量为= 0.5mol,含有的原子数= 0.5mol ×3NA mol-1 =1.5NA,故B正确;C.在常温常压下,气体摩尔体积不等于22.4L/mol,11.2LCl2含有的分子数不等于0.5NA,故C错误;D.1molMgCl2固体溶于1L水中,溶液体积不等于1L,所得溶液中浓度不等于2mol·L-1,故D错误;故选B。
8.(24-25高一上·河北唐山·期中)化学的学习与研究,由宏观到微观,由定性到定量。用表示阿伏加德罗常数的值,下列定量分析正确的是
A.标准状况下,22.4LNaCl的质量为58.5g
B.等物质的量的、含有的O原子数均为
C.1L0.5mol·L-1溶液中含有的O原子数为
D.通常状况下,9.5g固体中含有的阴离子数为
【答案】D
【解析】A.标准状况下,NaCl不是气体,不适合用气体摩尔体积计算物质的量,A错误;B.二氧化碳和氧气中含有的氧原子个数都为2,但是没有告诉具体的物质的量,不能计算氧原子的数目,B错误;C.水中也含有氧原子,所以溶液中含有的O原子数大于,C错误;D.通常状况下,9.5g的物质的量为0.1mol,固体中含有的阴离子个数为,D正确;故选D。
9.(24-25高一上·贵州黔西·期中)阿伏加德罗常数的命名是为了纪念意大利科学家阿伏加德罗。用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.28 g N2含的分子数为2NA
B.1 mol Na含有的电子数为NA
C.标准状况下,22.4 L O2含有的氧原子数为2NA
D.常温常压下,11.2 L CO2所含原子数为1.5NA
【答案】C
【解析】A.28gN2的物质的量为1mol,所含分子数为NA,A错误;B.电子数=原子序数,1molNa含有的电子数为11NA,B错误;C.标况下,22.4LO2的物质的量为1mol,含有的氧原子数为2NA,C正确;D.不是标准状况,不能计算二氧化碳的物质的量,D错误;故选C。
10.(23-24高一上·福建厦门·期中)完成下列填空:
(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是 ,0.5mol的H2O质量是 ,含有的电子数为 (用NA表示)。
(2)质量相同的SO2和SO3的物质的量之比是 ,含氧原子个数比是 。
(3)标准状况下,8gCH4与 LH2S气体含有相同的氢原子数。
(4)40.5g某金属氯化物MCl2中含有0.6molCl-,则该金属氯化物的摩尔质量为 。
【答案】(1)0.5mol 9g 5NA
(2)5∶4 5∶6
(3)22.4
(4)135g/mol
【解析】(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量为=0.5mol;0.5molH2O的质量为0.5mol×18g/mol=9g;含电子物质的量为0.5mol×10=5mol,含电子数为5NA。
(2)SO2、SO3的摩尔质量依次为64g/mol、80g/mol,根据n=,质量相同的SO2和SO3的物质的量之比为∶=5∶4;含氧原子物质的量之比为(5×2) ∶(4×3)=5∶6,含氧原子个数比为5∶6。
(3)8gCH4物质的量为=0.5mol,含H原子物质的量为0.5mol×4=2mol;与8gCH4含相同氢原子数的H2S物质的量为1mol,在标准状况下H2S的体积为1mol×22.4L/mol=22.4L。
(4)40.5g某金属氯化物MCl2中含有0.6molCl-,MCl2物质的量为0.3mol,该金属氯化物的摩尔质量为=135g/mol。
【强化训练】
1.(24-25高一上·河北张家口·期中)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.18gH2O含有的水分子数为2NA
B.常温常压下,1molCl2的体积是22.4L
C.28gN2和28gCO均含NA个分子
D.0.1molMgCl2含有的数目为0.1NA
【答案】C
【解析】A.18gH2O物质的量为,含水分子数为NA,A错误;B.常温常压下,气体的摩尔体积大于22.4L/mol,1molCl2的体积大于22.4L,B错误;C.28gN2为1mol,28gCO为1mol,28gN2和28gCO均含NA个分子,C正确;D.1个MgCl2含有1个镁离子,2个,0.1molMgCl2含有 0.2NA,D错误;故答案为:C。
2.(24-25高一上·辽宁丹东·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.2mol OH-含有的电子数为3.4NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.标准状况下,11.2L H2O中含有的分子数为0.5NA
D.常温常压下,32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为2NA
【答案】D
【解析】A.OH-中含有的电子数为8+1+1=10,,A错误;B.,B错误;C.在标准状况下水为液态,气体摩尔体积适用的对象为气体,C错误;D.32gO2和O3的混合气体中含有的氧原子数为,D正确;故选D。
3.(24-25高一上·贵州遵义·期中)“二氧化碳催化加氢合成乙烯”是综合利用的热点研究领域,其反应可以表示为。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有的分子数目为 B.中所含电子数目为
C.中所含原子数目为 D.在标准状况下的体积为
【答案】C
【解析】A.没有注明标况,无法确定二氧化碳的分子数目,A错误;B.1个中所含电子数目为2个,故中所含电子数目为,B错误;C.1个C2H4分子中所含原子数为6个,28gC2H4的物质的量为1mol,1molC2H4所含原子数目为6NA,C正确;D.标准状况下,H2O不是气态,无法计算,D错误;故选C。
4.(24-25高一上·山西太原·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1L 0.5mol/L Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数等于2NA
B.标准状况下,2.24LH2O2含有1.8NA个电子
C.H2O的摩尔质量为18g
D.常温常压下,2.1gO2和2.7gO3的混合气体中含有的氧原子数为0.3NA
【答案】D
【解析】A.由于溶剂H2O中也含有O原子,故1L 0.5mol/L Na2SO4溶液中,含有的氧原子总数大于1mol×0.5mol/L×4NAmol-1=2NA,A错误;B.已知标准状况下H2O2为液体,则无法计算2.24LH2O2的物质的量,也就无法计算电子数,B错误;C.摩尔质量的单位常为g/mol,则H2O的摩尔质量为18g/mol,C错误;D.常温常压下,2.1gO2和2.7gO3的混合气体中含有的氧原子数为:[]×NAmol-1=0.3NA,D正确;故答案为:D。
5.(23-24高一上·贵州铜仁·期中)中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2所含原子的数目与标准状况下11.2 L H2O所含原子数目相同
【答案】B
【解析】A.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,则1molCO2的体积大于22.4L,A错误;B.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为1∶1,B正确;C.淀粉中C、H、O原子个数之比为6∶10∶5,则质量之比为(6×12)∶(1×10)∶(5×16)=36∶5∶40,C错误;D.22gCO2的物质的量为=0.5mol,所含原子为1.5mol;标准状况下H2O为液体,11.2LH2O物质的量无法计算,但远远大于0.5mol,故所含原子数目不相同,D错误;故选B。
6.(24-25高一上·陕西安康·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下11.2L中含有原子的数目为
B.22g和的混合气体中含有O原子的数目为0.5
C.3.2g在反应过程中得到电子的数目不一定为0.4
D.0.1溶液中含有的数目为0.1
【答案】C
【解析】A.题中条件不是标准状况下,不确定氧气的物质的量,A错误;
B.和的摩尔质量均为44g/mol,但是1个、分子中所含氧原子数不同,故不确定22g和的混合气体中含有O原子的数目,B错误;C.氧气在反应中可以变为-1价或-2价,故3.2g(含0.2molO)在反应过程中得到电子的数目不一定为0.4,C正确;D.缺少溶液体积,无法确定的数目,D错误;故选C。
7.(2025高一上·福建·学业考试)表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的原子总数为
B.含有的氧原子数为
C.溶液中含有的为
D.标准状况下22.4LH2含有的分子数为
【答案】C
【解析】A.44gCO2的物质的量为1mol,每个CO2分子含3个原子,原子总数为3,故A错误;B.2molH2O含2mol氧原子,氧原子数为2,故B错误;C.1LNaOH溶液中NaOH完全离解,的物质的量为1mol,数目为,故C正确;D.标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol,分子数为,故D错误;故答案为:C。
8.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列说法不正确的是
A.和CO混合气体中的分子数约为
B.含氧原子的和混合气体的质量为
C.分子数为的和混合气体的物质的量为
D.常温常压下,和混合气体的体积为
【答案】D
【解析】A.N2与CO的摩尔质量均为28g/mol,因此28g混合气体为1mol,其分子数约为,故A正确;B.由可知,含1mol氧原子的和混合气体的质量为16g,故B正确;C.由可知,分子数为的和混合气体的物质的量为0.5mol,故C正确;D.根据,但此时并非是标准状况,,因此和混合气体的体积不是,故D错误;故答案选D。
9.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)在标准状况下①6.72L②个HCl分子③13.6g④0.2mol,下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是
a.体积②>③>①>④ b.密度②>③>④>①
c.质量②>③>①>④ d.氢原子个数①>④>③>②
A.abc B.bcd C.abd D.abcd
【答案】A
【解析】标准状况下①6.72L②个HCl分子③13.6g④0.2mol,他们的相关数据如下:
a.体积:①;②;③;④,大小顺序为:②>③>①>④ ,排序正确;b.密度:在标准状况状况下,,而摩尔质量的值与相对原子质量(相对分子质量)的值相同,所以只要相对分子质量越大,密度越大:①:16;②HCl:36.5;③:34;④:17,大小顺序为:②>③>④>①,排序正确;c.质量:①:;②HCl:;③:13.6g;④:,大小顺序为:②>③>①>④,排序正确; d.氢原子个数:根据,只需要计算出H原子摩尔数就可以比较大小了,①:;②HCl:;③:;④:,大小顺序为:①>③>④>②,排序错误;正确的组合为:abc。故答案为:A。
10.(24-25高一上·福建龙岩·期中)含氮物质发生如下反应:①,②,③,④。请回答下列问题:
(1)上述反应中,反应①④分别属于四大基本反应类型的 、 。
(2)标准状况下,的摩尔质量为 ,物质的量为 ,质量为 g。
(3)中含有的原子个数与 中含有的原子个数相同。
(4)标准状况下,由和组成的混合气体质量为,则此混合气体的平均摩尔质量为 , ,氮原子总数为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)化合反应 分解反应
(2) 0.5 35.5
(3)0.9
(4)22 5:6 0.58
【解析】(1)①,属于化合反应;④属于分解反应;
(2)的相对分子质量为71,故摩尔质量为,物质的量为,质量为35.5;
(3)中含有的H原子为、数目为0.1NA,与=0.9gH2O中含有的H原子个数相同;
(4)在标准状况下,由和组成的混合气体为8.96L,物质的量为:=0.4mol,质量为8.8g,其平均摩尔质量为:=22g/mol;设混合气体中物质的量为x,物质的量为y,则x+y=0.4,28x+17y=8.8,解得x=mol,y=mol,5:6,氮原子总数为0.58mol。
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