第2单元 第5讲 物质的量 气体摩尔体积（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 单选）

第5讲　物质的量　气体摩尔体积 【备考目标】　1.了解物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)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气体体积、压强与物质的量关系的判断。3.能根据微粒(原子、分子、离子等)的物质的量、数目和气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 考点1　物质的量　摩尔质量 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．物质的量与阿伏加德罗常数 (1)物质的量 ①概念：表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。 ②数值：国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。 (2)阿伏加德罗常数 1 mol任何粒子所含的粒子数，符号为NA，通常用6.02×1023__mol－1表示。 (3)物质的量与微粒个数N之间的关系为n＝。 2．摩尔质量(M) (1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，单位为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、质量与摩尔质量的关系为n＝。 【提醒】 摩尔质量、相对分子质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，单位不同。三者的单位分别是g·mol－1、1、g。 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(×) (2)摩尔质量就是1 mol物质的质量(×) (3)H2SO4与H3PO4的摩尔质量均为98 g·mol－1(√) (4)0.032 kg O2中含有的O2分子数约为6.02×1023个(√) 一、质量、物质的量、微粒数目之间的换算 1．(1)1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为________________________________________________________________________。 (2)已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为__________________。 (3)NA为阿伏加德罗常数，已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为__________________。 (4)a mol硫酸中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数(NA)可以表示为________________________________________________________________________。 答案：(1)64 g·mol－1　(2)bNA g·mol－1　(3) g·mol－1　 (4) mol－1 2．已知12.4 g Na2R中含有Na＋ 0.4 mol。Na2R的摩尔质量为________， R的相对原子质量为________________________________________________________________________， 若Na2R中含R的质量为1.6 g，则Na2R的物质的量为________。 答案：62 g·mol－1　16　0.1 mol 二、阿伏加德罗常数(NA)的应用 3．(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)1 mol CO中含有________个电子。 (4)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。 解析：(1)3 g 3He即为1 mol, 1个3He原子中子数＝3－2＝1；(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，所含中子数为0.05 mol×30＝1.5 mol＝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。 答案：(1)NA　(2)6NA　(3)8.428×1024　(4)1.5NA　(5)a(A－N－2) 考点2　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 1．气体摩尔体积(Vm) (1)概念：单位物质的量的气体所占的体积。 (2)单位：L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。 (3)特例：标准状况(0__℃，101__kPa)下，Vm约为22.4__L·mol－1。 (4)气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系为Vm＝。 【提醒】 ①Vm的使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。如：水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积进行计算。②对Vm＝22.4 L·mol－1的理解：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关；非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol－1，故1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况。 2．阿伏加德罗定律及其推论 (1)阿伏加德罗定律：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 (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 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)0 ℃、101 kPa，1 mol任何物质的体积都是22.4 L(×) (2)在标准状况下，1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同，含有原子数也相同(×) (3)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(×) (4)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同(√) (5)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(√) (6)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同(√) 一、n＝＝＝关系的应用 1．物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算(设NA为阿伏加德罗常数的值)： (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)某条件下，8 g氧气所占的体积为6 L，则在该条件下的气体摩尔体积为________。 (3)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl－，则此氯化物的摩尔质量为________。 (4)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后，生成Fe的质量为________g，转移的电子数目为__________。 (5)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)24 L·mol－1　(3)95 g·mol－1 (4)11.2　0.6NA　(5) 二、气体摩尔质量的计算 【方法指导】　求气体摩尔质量(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(以g·L－1为单位)：M＝ρ×22.4 L·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%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．在一定条件下，m g NH4HCO3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ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为______(用含ρ的代数式表示)。 (3)若在该条件下，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________(用含a、b、c的代数式表示)。 解析：发生反应NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)。 (1)M(混)＝2d g·mol－1⇒n(混)＝ mol⇒M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1。 (2)M(混)＝22.4ρ g·mol－1。 (3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，Mr(混)＝17a%＋44b%＋18c%。 答案：(1) mol　6d g·mol－1　(2)22.4ρ g·mol－1 (3)17a%＋44b%＋18c% 三、阿伏加德罗定律及其推论的应用 3．向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体。 (1)同温、同压、同体积时，三种气体的密度ρ(Ne)、ρ(H2)、ρ(O2)由大到小依次是____________________________________。 (2)温度、密度相同时，三种气体的压强p(Ne)、p(H2)、p(O2)由大到小依次是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积V(Ne)、V(H2)、V(O2)由大到小依次是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量m(Ne)、m(H2)、m(O2)由大到小依次是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)ρ(O2)>ρ(Ne)>ρ(H2)　(2)p(H2)>p(Ne)>p(O2)　(3)V(H2)>V(Ne)>V(O2)　(4)m(O2)>m(Ne)>m(H2) 4．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和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，静止时隔板位置如图。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______mol。 (2)甲室中气体的质量为________g。 (3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为______________________。 (4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。 解析：(1)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲室中气体的物质的量为＝1 mol。(2)乙室中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 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol，质量为11 g，平均摩尔质量为＝11 g·mol－1，则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为x＋y＝1 mol，17 g·mol－1×x＋2 g·mol－1×y＝11 g，可得x＝0.6 mol、y＝0.4 mol；如果将隔板a去掉，0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，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，所以隔板b将会左移至刻度“2”处。 答案： (1)1　(2)11　(3)11　(4)2 【真题演练·感悟高考】 1．(2024·河北高考)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂，反应为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．44 g CO2中σ键的数目为2NA B．1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA C．1 L 1 mol·L－1 K2CO3溶液中CO的数目为NA D．该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA 解析：选A。CO2的结构式为O===C===O，44 g(1 mol)CO2中σ键的数目为2NA，A正确；KO2晶体中含有的离子为K＋、O，故1 mol KO2晶体中离子数目为2NA，B错误；由于CO在溶液中发生水解反应，故溶液中CO的数目小于NA，C错误；根据题给反应可知，KO2中的O部分化合价由－升高为0，部分由－降低为－2，消耗4 mol KO2，转移3 mol e－，生成3 mol O2，故存在关系式O2～e－，则转移1 mol电子时，生成1 mol O2，即生成O2的数目为NA，D错误。 2．(2024·黑、吉、辽高考)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，SO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 解析：选D。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100 mL 0.1 mol·L－1Na2SO3溶液中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－＋SO＋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，数目为2NA，D正确。 3．(2023·浙江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－1CH3COOH溶液中通氨气至中性，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：选A。4.4 g C2H4O的物质的量为＝0.1 mol，分子式为C2H4O的物质中含σ键数目最多的为环氧乙烷，0.1 mol环氧乙烷中含有σ键数目为0.7NA，故A正确；1.7 g H2O2的物质的量为＝0.05 mol，而1 mol H2O2中含2 mol氧原子，故0.05 mol H2O2含0.1 mol氧原子即0.1NA个，故B错误；醋酸铵为弱酸弱碱盐，向1 L 0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中通氨气至中性，醋酸根离子和铵根离子均水解，铵根离子数小于0.1NA，故C错误；氯气与水反应是可逆反应，标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数小于0.5NA，故D错误。 4．(2021·山东高考)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1 L；0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2 L。下列说法错误的是(　　) A．X、Y生成H2的物质的量之比一定为 B．X、Y消耗酸的物质的量之比一定为 C．产物中X、Y化合价之比一定为 D．由一定能确定产物中X、Y的化合价 解析：选D。同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为，A正确；根据2HCl～H2、H2SO4～H2，知X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比一定为，B正确；根据金属失电子总数等于H＋得电子总数，知0.1 mol X、0.1 mol Y失电子数之比为，则产物中X、Y的化合价之比一定为，C项正确；若＝1，则产物中X、Y的化合价相等，但不能确定化合价的具体数值，D错误。 5．(2020·北京高考)下列说法正确的是(　　) A．同温同压下，O2和CO2的密度相同 B．质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数相同 C．物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同 D．室温下，pH相同的盐酸和硫酸中，溶质的物质的量浓度相同 解析：选C。同温同压下，O2和CO2的密度之比为32∶44，A说法错误；质量相同的H2O和D2O(重水)的物质的量之比为20∶18，分子中均含有3个原子，则所含的原子数之比为20∶18，B说法错误；每个CH3CH2OH和CH3OCH3中含共价键数均为8，则物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同，C说法正确；室温下，pH相同的盐酸和硫酸中，氢离子的浓度相等，硫酸是二元强酸，而盐酸是一元强酸，故pH相同的盐酸和硫酸的物质的量浓度不相同，D说法错误。 学科网（北京）股份有限公司 $