2026届高三化学一轮复习讲义第一章 第2讲：物质的量　气体摩尔体积

第2讲　物质的量　气体摩尔体积 【复习目标】 1.掌握物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义和应用。2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。3.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行相关计算。 考点一　物质的量 【知识梳理】 1.物质的量(n) 【基础过关】 下列说法错误的是　　　　。  ①物质的量是表示微粒数目多少的物理量 ②1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等 ③12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023 ④1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的分子数目 【核心点拨】 2.摩尔质量(M) 【基础过关】 下列说法正确的是　　　　。  ①2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍 ②1 mol OH-的质量为17 g·mol-1 ③NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1 ④(2023·浙江卷)1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA 【核心点拨】 【考点通关】 1.(1)含6.02×1023个中子的Li的质量是　　　　 g。  (2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成　　　　 g O。  (3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,Na2X的摩尔质量是　　　　,X的相对原子质量是　　　　。  2.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g该晶体中含有的氧原子数约为　　　　,氢原子的物质的量为　　　　 mol。  3.CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注,我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)CH3OH的摩尔质量为　　　　 g·mol-1。  (2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为　　　　,所含质子数为　　　　。  (3)　　　　 g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。  (4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为　　　　。  考点二　气体摩尔体积 【知识梳理】 1.影响物质体积大小的因素 【基础过关】 下列说法正确的打√,错误的打×。 (1)不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数肯定不同。(　　) (2)相同物质的量的Na、Mg、Al体积不同是因为金属原子的体积大小不同。(　　) (3)标准状况下,1 mol干冰与1 mol CO2气体体积相当。(　　) (4)标准状况下,1 mol CO2气体与1 mol O2的体积相当。(　　) 【核心点拨】 2.气体摩尔体积 【基础过关】 下列说法正确的是　　　　。  (1)22 g CO2气体的体积为11.2 L (2)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA (3)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023 (4)(2024·黑吉辽卷)标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA (5)(2024·安徽卷)标准状况下,2.24 L NO和N2O混合气体中氧原子数为0.1NA 【核心点拨】 3.阿伏加德罗定律及其推论 【基础过关】 (1)相同质量的SO2和SO3,所含分子的数目之比为　　　　,所含O原子的物质的量之比为　　　　。  (2)相同物质的量的NH3和H2S的质量比　　　　,分子个数比为　　　　,同温同压下的体积比为　　　　,所含氢原子的个数比为　　　　。  【核心点拨】 (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都含有相同数目的分子。 (2)阿伏加德罗定律的推论 同温、 同压下 气体的体积之比等于分子数之比: V1∶V2=N1∶N2 气体的摩尔质量之比等于密度之比: M1∶M2=ρ1∶ρ2 同温、 同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比: p1∶p2=n1∶n2 【考点通关】 1.(1)标准状况下,4.8 g甲烷(CH4)所占的体积为　　　　 L,它与标准状况下　　　　 L硫化氢(H2S)含有相同数目的氢原子。  (2)标准状况下,16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积是　　　　。  (3)9.03×1023个NH3含　　　　 mol氢原子,　　　　 mol质子,在标准状况下的体积约为　　　　 L。  (4)标准状况下,若6.72 L O3含有m个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为　　　　(用含m的式子表示)。  【解题妙招】 以物质的量为中心计算的思维流程 2.(2024·湖北襄阳四中模拟)同温同压下,m g NH4HCO3(s)完全分解生成NH3(g)、CO2(g)、H2O(g)。按要求填空。 (1)若所得混合气体的密度是H2的d倍,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ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为　　　　。  (3)在该条件下,所得NH3(g)、CO2(g)、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　　　　。  【解题妙招】 气体摩尔质量(M)的常用方法 (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×22.4 L·mol-1。 (4)根据气体的相对密度: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:M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 3.(2025·江西临川一中模拟)同温、同压下,A、B两容器分别充满O2和O3。 (1)若两容器所含O2和O3分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　　　　。  (2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是　　　　。  (3)若两容器的体积比为3∶2,则O2和O3物质的量之比为　　　　,质量之比为　　　　。  【真题剖析】 1.(2025·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA B.1 mol C中σ键的数目为3NA C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HC的数目等于0.1NA 2.(2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目为NA C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA 3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　) A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA 4.填空(NA为阿伏加德罗常数的值): (1)(2023·河北卷)1 mol 6号元素的原子一定含有个　　　　质子。  (2)(2023·河北卷)1 mol组成为CnH2n的烯烃一定含有　　　　个双键。  (3)(2023·广东卷)NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数目为　　　　。  (4)(2022·浙江卷)1.8 g重水(D2O)中所含质子数目为　　　　。  (5)(2022·浙江卷)32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为　　　　。  (6)(2022·浙江卷)12 g NaHSO4中含有　　　　个阳离子。  5.下列叙述正确的是　　　　(NA为阿伏加德罗常数的值)。  (1)(2023·全国卷)标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA (2)(2023·海南卷)5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.05NA (3)(2023·海南卷)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 (4)(2023·浙江卷)标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA (5)(2022·全国卷)25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA (6)(2022·浙江卷)11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA 【分层训练】 【基础练】 选择题只有1个选项符合题意 1.清末成书的《化学鉴原》中有一段描述:“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八),……一分剂轻气(氢气)为一,……并之即水,一分剂为九。”其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是(　　) A.摩尔质量 B.物质的量 C.化合价 D.质量分数 2.下列说法中正确的是(　　) A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位 B.阿伏加德罗常数是0.12 kg 12C中含有的碳原子数 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·mol-1 3.(2024·平顶山阶段练)关于1.5 mol H2O2,下列说法正确的是(　　) A.摩尔质量是34 g B.含有3 mol H C.含氧原子数目约为1.806×1025个 D.含有15 mol电子 4.(2025·云南大理一模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是(　　) A.该温度和压强可能是标准状况 B.若标准状况下该纯净物为气体,则其体积约是22.4 L C.每个该气体分子含有2个原子 D.若O2在该条件下为气体,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L 5.(2025·广东肇庆一中模拟)工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　) A.消耗14 g N2生成NH3分子数为2NA B.消耗1 mol H2,生成N—H数为2NA C.生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NA D.氧化1 mol NH3生成NO,需O2分子数为2NA 6.(2024·湖北黄冈中学模拟)科学家第一次让18个碳原子连成环,其合成过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.16.4 g C22O4中所含氧原子数约为2×6.02×1023 B.C18的摩尔质量为216 g C.1 mol C20O2转化为C18过程中反应生成44.8 L CO D.同温同压下,质量相等的CO和N2所占的体积相同 7.(2025·江西新余一中模拟)同温同压下,x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是(　　) A.甲与乙的相对分子质量之比等于x∶y B.等质量的甲与乙的分子个数之比等于x∶y C.同温同压下甲与乙的密度之比等于x∶y D.同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比等于y∶x 8.(2025·四川雅安中学模拟)标准状况下有①0.112 L水;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6 g H2S气体;④0.2 mol NH3。下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是(　　) A.体积:①③②④ B.密度:④①③② C.质量:①④③② D.氢原子数:②④③① 9.(2025·辽宁本溪高中模拟)回答下列问题: (1)标准状况下,1.92 g某气体A的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为　　　　。  (2)在25 ℃、101 kPa的条件下,同质量的CH4和B气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为　　　　。  (3)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g C气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为　　　　。  (4)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均相对分子质量分别是　　　　和　　　　。  【提升练】 10.(2025·江苏南通一中模拟)如果a g某气体中所含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) A. L B. L C. L D. L 11.(2025·河南鹤壁高中模拟)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是(　　) A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙 B.若M(甲)<M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙 C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙 D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙 12.(2024·河北沧州二模)制备S4N4(S呈+2价)的化学方程式为6S2Cl2+16NH3===S4N4+S8+12NH4Cl。下列说法正确的是(　　) A.40.5 g S2Cl2参与反应,转移电子的数目为0.5NA B.25 ℃、101 kPa条件下,33.6 L NH3的分子数为1.5NA C.由32 g S8()与S6()组成的混合物中所含共价键的数目为2NA D.常温下,1 L pH为5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA 13.(2024·山西大同一中)如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时活塞位置如下图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。 (1)甲室中气体的物质的量为　　　　。  (2)甲室中气体的质量为　　　　。  (3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为　　　　。  (4)将隔板a去掉,发生下列反应:HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s),当HCl与NH3充分反应后,活塞b将位于刻度“　　　　”处(填数字)。  14.(2025·山东广饶一中模拟)如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的化学式。 在注射器A中装有240 mL气体X,慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B,使之完全反应,得到下面的实验结果: 实验前B管重20.32 g,实验后B管重20.00 g,B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水;在注射器D中收集的气体是氮气。 试回答下列问题: (1)X气体是由　　　　和　　　　元素组成的。  (2)若240 mL X气体完全反应后,收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL,则X的摩尔质量是　　　　 g·mol-1。  (3)通过计算,确定X的化学式为　　　　。  (4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2讲　物质的量　气体摩尔体积 【复习目标】 1.掌握物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义和应用。2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。3.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行相关计算。 考点一　物质的量 【知识梳理】 1.物质的量(n) 【基础过关】 下列说法错误的是　　　　。  ①物质的量是表示微粒数目多少的物理量 ②1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等 ③12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023 ④1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的分子数目 答案　①②④ 【核心点拨】 2.摩尔质量(M) 【基础过关】 下列说法正确的是　　　　。  ①2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍 ②1 mol OH-的质量为17 g·mol-1 ③NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1 ④(2023·浙江卷)1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA 答案　③ 解析　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。质量的单位为g。④1.7 g H2O2的物质的量为0.05 mol,含有氧原子数为0.1NA。 【核心点拨】 【考点通关】 1.(1)含6.02×1023个中子的Li的质量是　　　　 g。  (2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成　　　　 g O。  (3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子,Na2X的摩尔质量是　　　　,X的相对原子质量是　　　　。  答案　(1)　(2)22　(3)62 g·mol-1　16 2.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道,该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,试计算12.2 g该晶体中含有的氧原子数约为　　　　,氢原子的物质的量为　　　　 mol。  答案　0.33NA　0.26 解析　晶体的摩尔质量约为122 g·mol-1,n==0.1 mol,故氧原子数目=0.1 mol×(2+1.3)NA mol-1=0.33NA,n(H)=0.1 mol×1.3×2=0.26 mol。 3.CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注,我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)CH3OH的摩尔质量为　　　　 g·mol-1。  (2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为　　　　,所含质子数为　　　　。  (3)　　　　 g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。  (4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为　　　　。  答案　(1)32　(2)0.6NA　2NA　(3)36　(4)1.1NA 解析　(1)CH3OH的相对分子质量为12+3+16+1=32,其摩尔质量为32 g·mol-1;(2)1个H2O分子中含有3个原子,则0.2 mol H2O中所含原子的物质的量为3×0.2 mol=0.6 mol,其数目为0.6NA;1个H2O中含有10个质子,则0.2 mol H2O中所含质子的物质的量为10×0.2 mol=2 mol,其数目为2NA;(3)1 mol CH3OH所含氢原子的物质的量为4×1 mol=4 mol,含4 mol氢原子的水的物质的量为2 mol,其质量为2 mol×18 g·mol-1=36 g;(4)1个CO2分子含有22个电子,含0.1NA个O原子的CO2的物质的量为0.05 mol,则含有1.1 mol电子,故所含电子数为1.1NA。 考点二　气体摩尔体积 【知识梳理】 1.影响物质体积大小的因素 【基础过关】 下列说法正确的打√,错误的打×。 (1)不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数肯定不同。(　　) (2)相同物质的量的Na、Mg、Al体积不同是因为金属原子的体积大小不同。(　　) (3)标准状况下,1 mol干冰与1 mol CO2气体体积相当。(　　) (4)标准状况下,1 mol CO2气体与1 mol O2的体积相当。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 【核心点拨】 2.气体摩尔体积 【基础过关】 下列说法正确的是　　　　。  (1)22 g CO2气体的体积为11.2 L (2)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA (3)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023 (4)(2024·黑吉辽卷)标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA (5)(2024·安徽卷)标准状况下,2.24 L NO和N2O混合气体中氧原子数为0.1NA 答案　(3)(5) 解析　气体体积与温度和压强有关,在未指明温度和压强下,22 g CO2气体的体积不确定。标况下,SO3为非气态物质。气体摩尔体积适用于单一气体,也适用于混合气体。 【核心点拨】 3.阿伏加德罗定律及其推论 【基础过关】 (1)相同质量的SO2和SO3,所含分子的数目之比为　　　　,所含O原子的物质的量之比为　　　　。  (2)相同物质的量的NH3和H2S的质量比　　　　,分子个数比为　　　　,同温同压下的体积比为　　　　,所含氢原子的个数比为　　　　。  答案　(1)5∶4　5∶6　(2)1∶2　1∶1　1∶1　3∶2 解析　(1)相同质量的SO2和SO3,则由n=可知,SO2和SO3的物质的量之比为5∶4,由n=可知SO2和SO3所含分子的数目之比等于物质的量之比;相同质量的SO2和SO3所含O原子的物质的量之比为2n(SO2)∶3n(SO3)=2×5∶3×4=10∶12=5∶6。(2)氨气的摩尔质量为17 g·mol-1,硫化氢的摩尔质量为34 g·mol-1,所以根据m=nM可知,相同物质的量的NH3和H2S的质量比为17∶34=1∶2;根据N=nNA可知,相同物质的量的NH3和H2S的分子个数比为1∶1;根据同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比可知,相同物质的量的NH3和H2S的体积之比为1∶1;1个氨气分子中含有3个H原子,1个硫化氢分子中含有2个H原子,所以相同物质的量的NH3和H2S分子中,含有氢原子的个数比为3∶2。 【核心点拨】 (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都含有相同数目的分子。 (2)阿伏加德罗定律的推论 同温、 同压下 气体的体积之比等于分子数之比: V1∶V2=N1∶N2 气体的摩尔质量之比等于密度之比: M1∶M2=ρ1∶ρ2 同温、 同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比: p1∶p2=n1∶n2 【考点通关】 1.(1)标准状况下,4.8 g甲烷(CH4)所占的体积为　　　　 L,它与标准状况下　　　　 L硫化氢(H2S)含有相同数目的氢原子。  (2)标准状况下,16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积是　　　　。  (3)9.03×1023个NH3含　　　　 mol氢原子,　　　　 mol质子,在标准状况下的体积约为　　　　 L。  (4)标准状况下,若6.72 L O3含有m个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为　　　　(用含m的式子表示)。  答案　(1)6.72　13.44　(2)22.4 L　(3)4.5　15　33.6　(4) 【解题妙招】 以物质的量为中心计算的思维流程 2.(2024·湖北襄阳四中模拟)同温同压下,m g NH4HCO3(s)完全分解生成NH3(g)、CO2(g)、H2O(g)。按要求填空。 (1)若所得混合气体的密度是H2的d倍,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ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为　　　　。  (3)在该条件下,所得NH3(g)、CO2(g)、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　　　　。  答案　(1) mol　6d g·mol-1 (2)22.4ρ g·mol-1　(3)17a%+44b%+18c% 解析　(1)NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,假设NH4HCO3的摩尔质量为M,混合气体的平均摩尔质量(混)==。同温同压下,==d,则(混)=2d g·mol-1=,所以M=6d g·mol-1。混合气体的物质的量n(混)== mol。(2)(混)=ρ·Vm=22.4ρ g·mol-1。(3)(混)=Mr(NH3)·φ(NH3)+Mr(CO2)·φ(CO2)+Mr(H2O)·φ(H2O)=17a%+44b%+18c%。 【解题妙招】 气体摩尔质量(M)的常用方法 (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×22.4 L·mol-1。 (4)根据气体的相对密度: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:M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 3.(2025·江西临川一中模拟)同温、同压下,A、B两容器分别充满O2和O3。 (1)若两容器所含O2和O3分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　　　　。  (2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是　　　　。  (3)若两容器的体积比为3∶2,则O2和O3物质的量之比为　　　　,质量之比为　　　　。  答案　(1)1∶1　(2)3∶2　(3)3∶2　1∶1 解析　(1)同温、同压下气体的体积与气体的分子数成正比,故两容器所含O2和O3分子总数相等时其气体的体积也相等,A容器和B容器的容积比是1∶1;(2)若两容器中所含原子总数相等,两容器所含O2和O3分子总数之比为3∶2,则A容器和B容器的容积比是3∶2;(3)若两容器的体积比为3∶2,两容器所含O2和O3分子总数之比为3∶2,则O2和O3物质的量之比为3∶2,又由于O2和O3摩尔质量之比为2∶3,则质量之比为1∶1。 【真题剖析】 1.(2025·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA B.1 mol C中σ键的数目为3NA C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HC的数目等于0.1NA 答案　B 解析　A.没有注明标准状况,无法计算气体的物质的量,A错误;B.1个C中有3个σ键,1 mol C σ键的数目为3NA,B正确;C.根据方程式2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O可知,2 mol Cl2参加反应,电子转移的物质的量为2 mol,电子转移数目为2NA,C错误;D.没有给出溶液的体积,无法计算NaHCO3的物质的量,D错误。 2.(2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.26 g H—C≡C—H中含有σ键的数目为3NA B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目为NA C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA 答案　A 解析　A.26 g C2H2的物质的量为1 mol,一个C2H2分子中含有3个σ键,故26 g C2H2中含有σ键的数目为3NA,A正确;B.N在水溶液中发生水解,1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目小于NA,B错误;C.CO和H2均由分子构成,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误。 3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　) A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA 答案　D 解析　二氧化硫在标准状况下为气体,11.2 L二氧化硫为0.5 mol,其原子总数为1.5NA,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,则3.4 g (0.1 mol)硫化氢反应生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S发生反应转移4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,即转移电子数目为2NA,D正确。 4.填空(NA为阿伏加德罗常数的值): (1)(2023·河北卷)1 mol 6号元素的原子一定含有个　　　　质子。  (2)(2023·河北卷)1 mol组成为CnH2n的烯烃一定含有　　　　个双键。  (3)(2023·广东卷)NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数目为　　　　。  (4)(2022·浙江卷)1.8 g重水(D2O)中所含质子数目为　　　　。  (5)(2022·浙江卷)32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为　　　　。  (6)(2022·浙江卷)12 g NaHSO4中含有　　　　个阳离子。  答案　(1)6NA　(2)NA　(3)28NA　(4)0.9NA　(5)3NA　(6)0.1NA 解析　(1)6号元素为碳元素,碳含有的质子数为6,故1 mol 6号元素的原子一定含有6NA个质子。(2)1 mol通式CnH2n的单烯烃其双键数目为NA。(3)NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,质子数为28NA。(4)1.8 g重水(D2O)的物质的量为0.09 mol,所含质子数为0.9NA。(5)甲醇的结构简式为CH3OH,32 g (1 mol)的甲醇分子中含有C—H键的数目为3NA。(6)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。 5.下列叙述正确的是　　　　(NA为阿伏加德罗常数的值)。  (1)(2023·全国卷)标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA (2)(2023·海南卷)5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.05NA (3)(2023·海南卷)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 (4)(2023·浙江卷)标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA (5)(2022·全国卷)25 ℃、101 kPa下,28 L氢气中质子的数目为2.5NA (6)(2022·浙江卷)11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA 答案　(2) 解析　(1)在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24 L SO3物质的量,故无法求出其电子数目,错误;(2)5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,产生的氢气的分子数目为0.05NA,正确;(3)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,错误; (4)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,错误;(5)25 ℃、101 kPa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,错误;(6)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,错误。 【分层训练】 【基础练】 选择题只有1个选项符合题意 1.清末成书的《化学鉴原》中有一段描述:“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八),……一分剂轻气(氢气)为一,……并之即水,一分剂为九。”其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是(　　) A.摩尔质量 B.物质的量 C.化合价 D.质量分数 答案　A 解析　根据“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’”。氧气八分为一分剂,氢气一分为一分剂,水九分为一分剂,则氧气的分剂数为八,氢气的分剂数为一,水的分剂数为九,即八份氧气与一份氢气化合生成九份水,满足O2+2H2===2H2O中的质量守恒,因此与“分剂数”一词最接近的现代化学概念为摩尔质量。 2.下列说法中正确的是(　　) A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位 B.阿伏加德罗常数是0.12 kg 12C中含有的碳原子数 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·mol-1 答案　C 解析　摩尔是物质的量的单位,故A错误; 0.012 kg 12C中含有的碳原子数为阿伏加德罗常数,故B错误;一个水分子含有2个氢原子和1个氧原子,因此1 mol H2O分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子,故C正确;一个NO分子的质量是a g,一个NO2分子的质量是b g,则一个氧原子的质量为(b-a) g,氧原子的摩尔质量为(b-a)NA g·mol-1,故D错误。 3.(2024·平顶山阶段练)关于1.5 mol H2O2,下列说法正确的是(　　) A.摩尔质量是34 g B.含有3 mol H C.含氧原子数目约为1.806×1025个 D.含有15 mol电子 答案　B 解析　摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值等于相对分子质量,H2O2的摩尔质量为34 g·mol-1,单位有误,故A错误;1.5 mol H2O2含有H原子物质的量为1.5 mol×2=3 mol,故B正确;1.5 mol H2O2含有O原子物质的量为1.5 mol ×2=3 mol,数目约为N=n·NA=3 mol×6.02×1023 mol-1=1.806×1024,故C错误;1个H2O2含18个电子,则1.5 mol H2O2含电子为1.5 mol×18=27 mol,故D错误。 4.(2025·云南大理一模)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是(　　) A.该温度和压强可能是标准状况 B.若标准状况下该纯净物为气体,则其体积约是22.4 L C.每个该气体分子含有2个原子 D.若O2在该条件下为气体,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L 答案　A 解析　1 mol气态物质在标准状况下的体积为22.4 L,故该温度和压强不可能是标准状况,A项错误、B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,C项正确;根据题意,在此温度和压强条件下,Vm=30 L·mol-1,D项正确。 5.(2025·广东肇庆一中模拟)工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　) A.消耗14 g N2生成NH3分子数为2NA B.消耗1 mol H2,生成N—H数为2NA C.生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NA D.氧化1 mol NH3生成NO,需O2分子数为2NA 答案　B 解析　由方程式可知,消耗14 g氮气生成氨气的分子数为×2×NA mol-1=NA,故A错误;由方程式可知,消耗1 mol氢气生成N—H数为1 mol××3×NA mol-1=2NA,故B正确;由方程式可知,生成标准状况下22.4 L氨气,反应电子转移数为×3×NA mol-1=3NA,故C错误;由得失电子数目守恒可知,1 mol氨气与氧气反应生成一氧化氮,需氧气分子数为1 mol××NA mol-1=1.25NA,故D错误。 6.(2024·湖北黄冈中学模拟)科学家第一次让18个碳原子连成环,其合成过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.16.4 g C22O4中所含氧原子数约为2×6.02×1023 B.C18的摩尔质量为216 g C.1 mol C20O2转化为C18过程中反应生成44.8 L CO D.同温同压下,质量相等的CO和N2所占的体积相同 答案　D 解析　16.4 g C22O4的物质的量为0.05 mol,0.05 mol C22O4中所含氧原子数约为0.05×4×6.02×1023=0.2×6.02×1023,A错误;摩尔质量的单位为g·mol-1,C18的摩尔质量为216 g·mol-1,B错误;C20O2—→C18+2CO,1 mol C20O2转化为C18过程中生成2 mol CO,标准状况下体积为44.8 L CO,而题中没有说明气体所处状况,C错误;质量相等的CO和N2物质的量相等,根据阿伏加德罗定律及推论,同温同压下,所占的体积相同,D正确。 7.(2025·江西新余一中模拟)同温同压下,x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是(　　) A.甲与乙的相对分子质量之比等于x∶y B.等质量的甲与乙的分子个数之比等于x∶y C.同温同压下甲与乙的密度之比等于x∶y D.同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比等于y∶x 答案　B 解析　同温同压下,气体的Vm相同,x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积,由n=可知甲、乙两种气体的物质的量相同。A.气体的物质的量相同,由m=nM可知,x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比,故A正确;B.等质量的甲与乙的分子个数之比应为∶=y∶x,故B错误;C.同温同压下,密度之比等于相对分质量之比,为x∶y,故C正确;D.同温同体积下,等质量的甲与乙的物质的量之比为∶=y∶x,则压强之比为y∶x,故D正确。 8.(2025·四川雅安中学模拟)标准状况下有①0.112 L水;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6 g H2S气体;④0.2 mol NH3。下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是(　　) A.体积:①③②④ B.密度:④①③② C.质量:①④③② D.氢原子数:②④③① 答案　D 解析　标况下,水是液体,气体摩尔体积对其不适用,n(HCl)==0.5 mol、n(H2S)==0.4 mol、n(NH3)=0.2 mol。A.水的体积是0.112 L,V(HCl)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L、V(H2S)=0.4 mol×22.4 L·mol-1=8.96 L、V(NH3)=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,所以由小到大排列正确的是①④③②,故A错误;B.水的密度是1 g·mL-1,根据ρ=知,气体密度与其摩尔质量成正比,HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1、硫化氢摩尔质量是34 g·mol-1、氨气摩尔质量是17 g·mol-1,气体密度都小于1 g·mL-1,所以密度从小到大顺序是④③②①,故B错误;C.水的质量是112 g,m(HCl)=0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g、m(H2S)=13.6 g、m(NH3)=0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g,所以质量从小到大顺序是④③②①,故C错误;D.水中N(H)=×NA mol-1×2≈12.4NA,HCl中N(H)=0.5 mol×NA mol-1×1=0.5NA,硫化氢中N(H)=0.4 mol×NA mol-1×2=0.8NA,氨气中N(H)=0.2×NA mol-1×3=0.6NA,所以H原子个数由小到大顺序是②④③①,故D正确。 9.(2025·辽宁本溪高中模拟)回答下列问题: (1)标准状况下,1.92 g某气体A的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为　　　　。  (2)在25 ℃、101 kPa的条件下,同质量的CH4和B气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为　　　　。  (3)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g C气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为　　　　。  (4)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均相对分子质量分别是　　　　和　　　　。  答案　(1)64　(2)30 g·mol-1　(3)44 g·mol-1　(4) g·mol-1　 g·mol-1 解析　(1)n==0.03 mol,M(A)==64 g·mol-1,则其相对分子质量为64;(2)温度、压强相同时,气体体积之比等于其物质的量之比,则15∶8=∶,M(B)=30 g·mol-1;(3)温度、体积相同时,气体压强之比等于其物质的量之比,则4∶11=∶,M(C)=44 g·mol-1;(4)体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量M1=M(H2)×+M(O2)×=2 g·mol-1×+32 g·mol-1×= g·mol-1;质量比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量M2== g·mol-1。 【提升练】 10.(2025·江苏南通一中模拟)如果a g某气体中所含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) A. L B. L C. L D. L 答案　A 解析　a g某气体中所含有的分子数为b,利用n==,推出该气体的摩尔质量为 g·mol-1,c g该气体的物质的量为 mol,则c g该气体在标准状况下的体积为,故A正确。 11.(2025·河南鹤壁高中模拟)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是(　　) A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙 B.若M(甲)<M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙 C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙 D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙 答案　C 解析　若M(甲)>M(乙),由于N=×NA,所以分子数:甲<乙,故A错误;质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同,说明两容器的体积相等,由V=×Vm可知若M(甲)<M(乙),气体摩尔体积:甲<乙,故B错误;若M(甲)<M(乙),由于压强与物质的量成正比,根据n=可得气体的压强:甲>乙,故C正确;质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同,所以气体体积相等,即甲=乙,故D错误。 12.(2024·河北沧州二模)制备S4N4(S呈+2价)的化学方程式为6S2Cl2+16NH3===S4N4+S8+12NH4Cl。下列说法正确的是(　　) A.40.5 g S2Cl2参与反应,转移电子的数目为0.5NA B.25 ℃、101 kPa条件下,33.6 L NH3的分子数为1.5NA C.由32 g S8()与S6()组成的混合物中所含共价键的数目为2NA D.常温下,1 L pH为5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA 答案　D 解析　根据化学方程式可知,6 mol S2Cl2得到的电子数为8 mol,所以40.5 g S2Cl2即0.3 mol S2Cl2参与反应转移的电子数为0.4NA,故A错误;不是标准状况,25 ℃、101 kPa条件下,33.6 L NH3的分子数小于1.5NA,故B错误;S8()与S6()中每个S原子平均形成一个共价键,32 g该混合物中所含共价键数目为NA,故C错误;铵根水解促进水的电离,常温下,1 L pH为5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA,故D正确。 13.(2024·山西大同一中)如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时活塞位置如下图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。 (1)甲室中气体的物质的量为　　　　。  (2)甲室中气体的质量为　　　　。  (3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为　　　　。  (4)将隔板a去掉,发生下列反应:HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s),当HCl与NH3充分反应后,活塞b将位于刻度“　　　　”处(填数字)。  答案　(1)1 mol　(2)11.0 g　(3)3∶2　(4)2 解析　(1)相同条件下,气体的物质的量之比等于其体积之比,看图可知甲、乙两室气体的体积比为5∶3,故其物质的量之比为5∶3,所以甲室中气体为1.0 mol;(2)HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11.0 g;(3)设氨气的物质的量为x mol,氢气的物质的量为y mol,根据其物质的量、质量列方程组为:x+y=1,17x+2y=11;解得x=0.6,y=0.4;氨气和氢气的物质的量之比=0.6 mol∶0.4 mol=3∶2;(4)甲室中NH3的物质的量为1.0 mol×=0.6 mol,恰好等于HCl的物质的量,所以二者恰好完全反应生成NH4Cl固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以活塞b将会左移至“2”处。 14.(2025·山东广饶一中模拟)如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的化学式。 在注射器A中装有240 mL气体X,慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B,使之完全反应,得到下面的实验结果: 实验前B管重20.32 g,实验后B管重20.00 g,B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水;在注射器D中收集的气体是氮气。 试回答下列问题: (1)X气体是由　　　　和　　　　元素组成的。  (2)若240 mL X气体完全反应后,收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL,则X的摩尔质量是　　　　 g·mol-1。  (3)通过计算,确定X的化学式为　　　　。  (4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)N(氮)、H(氢)　(2)32　(3)N2H4 (4)2CuO+N2H42Cu+N2+2H2O 解析　(1)由题意分析知B管中发生的反应为X+CuOCu+N2+H2O可推知X由N、H两种元素组成。(2)240 mL X的物质的量为240 mL÷24 000 mL·mol-1=0.01 mol,其中m(N)=0.28 g,m(H)=×2×1 g·mol-1=0.04 g,故X的摩尔质量为=32 g·mol-1。(3)=∶=1∶2,则X的最简式为NH2,最简式量为16,故=2,推知X的化学式为N2H4。 学科网（北京）股份有限公司 $$