2.1 第5讲 物质的量 气体摩尔体积（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

第5讲　物质的量　气体摩尔体积 【复习目标】　1.了解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。2.根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 考点一　物质的量　摩尔质量 1.物质的量 【微思考】　6.02×1023和阿伏加德罗常数(NA)有怎样的关系？ 　　　　　　　　　　　　　。 提示：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，国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023 2.摩尔质量 【正误判断】 1.1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等 (　　) 2.氧化钙的摩尔质量为56 g (　　) 3.0.8 g氦气中所含的原子数目约为1.204×1023 (　　) 4.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍 (　　) 5.1 mol NaCl和1 mol HCl中含有相同数目的离子 (　　) 6.17 g —OH与17 g OH－中所含电子数均为10NA (　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.× 1.填空： (1)3 g 3He含有的中子数为　　　　。 (2)常温常压下，124 g P4()中所含P—P键数目为　　　　。 (3)(2022·广东卷改编)1 mol CO中含有　　　　个电子。 (4)(2022·海南卷改编)2.8 g 56Fe含有的中子数为　　　　。 (5)a mol的R2＋(R的核内中子数为N，质量数为A)的核外电子数为　　　　NA。 答案：(1)NA　(2)6NA　(3)8.428×1024　 (4)1.5NA　(5)a(A－N－2) 解析：(1)3 g 3He即为1 mol，1个3He含有的中子数为3－2＝1，则1 mol 3He含有的中子数为NA；(2)白磷分子是正四面体结构，1个分子中含有6个P—P键，124 g P4是1 mol，因此含有P—P键数目为6NA；(3)1个CO分子中有14个电子，1 mol CO含有14×6.02×1023个电子；(4)56Fe的质子数为26、中子数为56－26＝30，相对原子质量为56，n(56Fe)＝＝0.05 mol，所含中子为0.05 mol×30＝1.5 mol即1.5NA；(5)R2＋的核外电子数为(A－N－2)，a mol的R2＋的核外电子数为a(A－N－2)NA。 2.(1)0.1NA个臭氧分子中的氧原子数与　　　　 g CO2中的氧原子数相等。 (2)8 g甲烷分子中的氢原子数为　　　　。 (3)1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　　　　 g·mol－1。 答案：(1)6.6　(2)2NA　(3)(b－a)NA 学生用书⬇第27页 3.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为　　　　，氢原子的物质的量为　　　　mol(该晶体的摩尔质量为122 g·mol－1)。 答案：0.33NA　0.26 解析：晶体的摩尔质量为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。 计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧 弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)的个数。如：第3题中，Na0.35CoO2·1.3 H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H。 考点二　气体摩尔体积 1.影响物质体积大小的因素 2.气体摩尔体积 【微思考】　标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，那么Vm＝22.4 L/mol时也一定是标准状况吗？ 　　　　　　　　　　　　　。 提示：在标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，若在非标准状况下，气体摩尔体积也可能是22.4 L/mol，因此Vm＝22.4 L/mol时不一定是标准状况 3.阿伏加德罗定律 (1)内容：同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。 (2)推论 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 ＝ 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、V相同 ＝ 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比 【正误判断】 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.在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同 (　　) 4.同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2 (　　) 5.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 (　　) 6.等物质的量的CO和N2，二者含有的原子数均为2NA (　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.√　5.√　6.× n＝＝＝的关系应用 1.在标准状况下，对下列四种气体，按要求完成填空。 ①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3 学生用书⬇第28页 (1)体积最大的是　　　　(填序号，下同)； (2)密度最小的是　　　　； (3)质量最大的是　　　　； (4)氢原子个数最少的是　　　　。 答案：(1)②　(2)①　(3)②　(4)② 以物质的量为中心计算的思维流程 相对分子质量的计算 2.(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为　　　　，可能是　　气体。 (2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为　　　　。 (3)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。 若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的摩尔质量为　　　　。NH4HCO3的摩尔质量为　　　　　　　(用含m、d的代数式表示)。 答案：(1)64　SO2　(2)64　(3)2d g·mol－1　 6d g·mol－1 解析：(1)M＝ρ×22.4 L·mol－1≈64 g·mol－1；(2)M＝×22.4 L·mol－1＝64 g·mol－1；(3)因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)，M(混)＝2d，M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1。 求气体摩尔质量的5种方法 1.根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。 2.根据标准状况下气体的密度(ρ g·L－1)：M＝22.4ρ g/mol。 3.根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。 4.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·。 5.对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述算式仍然成立；还可以用下式计算：＝M1a％＋M2b％＋M3c％＋……，a％、b％、c％指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。 阿伏加德罗定律的应用 3.(1)等物质的量的C2H4和C3H6中： ①所含的分子数目之比为　　　　； ②相同条件下体积之比为　　　　； ③所含的原子总数目之比为　　　　； ④相同条件下的密度之比为　　　　。 (2)等质量的C2H4和C3H6中： ①所含的分子数目之比为　　　　； ②相同条件下体积之比为　　　　； ③所含的原子总数目之比为　　　　； ④相同温度和体积时，压强之比为　　　　。 答案：(1)①1∶1　②1∶1　③2∶3　④2∶3　 (2)①3∶2　②3∶2　③1∶1　④3∶2 4.一个密闭容器，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)，回答下列问题： (1)左侧与右侧的原子个数之比为　　　　； (2)右侧充入CO的质量为　　　　； (3)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，则应再充入CO的物质的量为　　　　mol。 答案：(1)4∶1　(2)7 g　(3)0.75 解析：(2)设充入CO的物质的量为n，则 ＝，n＝ mol， 所以m(CO)＝ mol×28 g/mol＝7 g。 (3)若使隔板处于中间，则两边充入N2与CO物质的量应相等，此时CO为1 mol×＝0.25 mol，需再充入0.75 mol CO。 1.(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：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；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；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；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；故选A。 2.(2023·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，HC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 答案：D 解析：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；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0.5NA个CO2分子，B错误；NaHCO3Na＋＋HC，HC会发生水解和电离，则1 mol NaHCO3溶液中HC数目小于NA，C错误；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；故答案为D。 学生用书⬇第29页 3.(2024·江西卷)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下)，制得的[N==C==N]2－离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是(　　) 15N2＋C(石墨)＋2LiHLi2[15NC15N]＋H2 A.22.4 L 15N2含有的中子数为16NA B.12 g C(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA C.1 mol [N==C==N]2－中含有的π键数为4NA D.生成1 mol H2时，总反应转移的电子数为6NA 答案：D 解析：22.4 L 15N2的温度压强不知，不能计算物质的量，故A错误；12 g C(石墨)物质的量n＝＝1 mol，C原子的杂化轨道上3个电子，有一个电子未参与杂化，sp2杂化轨道含有的电子数为3NA，故B错误；双键中一个σ键，一个π键，则1 mol [N==C==N]2－中含有的π键数为2NA，故C错误；该反应中氮元素化合价0价降低到－3价，碳元素化合价0价升高到＋4价，氢元素化合价－1价升高到0价，转移6e－，生成1 mol H2时，总反应转移的电子数为6NA，故D正确；故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $