内容正文:
第二单元 物质的化学计量(题型突破·举一反三)
题型01 物质的量及其单位
题型02 阿伏加德罗常数
题型03 摩尔质量
题型04 物质的量、微粒数目及物质质量之间的相互换算
题型05 决定物质体积大小的因素
题型06 气体摩尔体积
题型07 阿伏加德罗定律及推论
题型08 物质的量在化学方程式中的应用
▌题型01 物质的量及其单位
1.物质的量及单位
(1)含义:物质的量是国际单位制中的基本物理量之一,符号为 ,常用单位为 (简称摩,符号为 。
(2)1 mol的标准:1 mol某种微粒集合体所含的微粒数与 12C中所含的原子数相同。
(3)计量对象:分子、原子、离子、电子、质子、中子等所有微观粒子及它们的特定组合。
(4)物质的量规范表示方法
2. 物质的量的理解——“四化”
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)下列有关物质的量的叙述中正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量
B.物质的量表示含有一定数目粒子的集合体
C.物质的量是国际单位制中的一个基本单位
D.物质的量可以用来计量大米、蚂蚁等小物质
【变式1-1】下列叙述错误的是
A.摩尔是摩尔质量的单位
B.1 mol C含有约个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
【变式1-2】下列叙述正确的是( )
A.摩尔是表示物质所含微粒数量以及物质质量的具有双重意义的单位
B.1 mol二氧化碳中含有1 mol碳和2 mol氧
C.含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2 mol氢原子
【变式1-3】下列说法正确的是( )
A.1 mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把宏观物质与微观粒子联系起来
D.1 mol水分子中含有2 mol氢分子和1 mol氧原子
▌题型02 阿伏加德罗常数
1.1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与0.012 kg 12C中所含的 数相同。
2.0.012 kg 中所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数,符号是 ,其数值约为 ,单位为 。
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系: 。
【典例1】(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法,错误的是
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.0.5 mol CCl4中含有的氯原子数约为6.02×1023
C.1 mol O3中含有的分子数为NA
D.含有NA个氢原子的H2SO4的物质的量是0.5 mol
【变式2-1】在中含有的数目约为( )个。
A. B. C.0.5 D.1
【变式2-2】下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是 ( )
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B.0.012 kg 12C中含有的原子数称为阿伏加德罗常数
C.阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D.1 mol NH3中所含原子数约是2.408×1024
【变式2-3】下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是( )
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol SO2含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有H2O分子的数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
▌题型03 摩尔质量
1.定义及符号: 的物质具有的质量,符号为 。
2.定义式:M=。
3.单位:g/mol或g·mol-1。
4.数值:以g/mol为单位时,数值与该粒子的 相等
5.摩尔质量的计算方法
(1)M=m/n,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定。不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
【典例3】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)下列关于水的说法正确的是
A.1个水分子的质量约是18/(6.02×1023) g
B.1 mol水中含有2 mol氢
C.在标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L
D.2 mol水的摩尔质量是36 g·mol-1
【变式3-1】(25-26高一上·江苏南京·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.标准状况下,等质量的和所含氧原子个数相同
C.硫酸的摩尔质量为98 g
D.1 mol任何物质都含有约个原子
【变式3-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)我县沂山风景区被称为天然氧吧,其原因是空气中的自由电子附着在分子或原子上形成空气负离子,被称为“空气维生素”。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
A.32g B.33 C.32g·mol-1 D.33g·mol-1
【变式3-3】(2026高一下·江苏·学业考试)含3.01×1023个分子的H2SO4的质量为
A.4.9 g B.49 g C.9.8 g D.98 g
▌题型04 物质的量、微粒数目及物质质量之间的相互换算
1.基本关系式
(1)n=(n表示物质的量,N表示微粒数)。关系式中NA的单位是 。
(2)M=(M为摩尔质量,m为物质的质量)。
在M、n和m中,已知任意两项求第三项;若M的单位是g·mol-1时,则m的单位是g。
2.恒等关系式
由基本关系式n=和n=可得恒等关系式: 。在 N、NA、m、M中,已知任意三项可求第四项。一般情况下,NA、M是已知的,则N与m可互求。
【典例4】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,和的混合气体所含原子数为
B.标准状况下,中含有的原子数为
C.常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为
D.10g氖气所含原子数为
【变式4-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)标准状况下,1.12L某气体的质量为2.2g,则该气体的化学式可能是
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)如果中含有个分子,那么中含有的质子数为
A. B. C. D.
【变式4-3】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)请回答下列问题
(1)标准状况下,的质量为_______g,含原子物质的量为_______mol。
(2)如图,两相邻圆圈内物质间含有相同的某一原子,且该原子的个数相同。(甲、乙含有的氧原子个数相同,乙、丙含有的硫原子个数相同,丙、丁含有的氢原子个数相同,甲、丁含有的氮原子个数相同。)
①乙中的N为_______,丙中的V为_______L。
②甲中和丁中的质量之比为_______。
③乙中和丁中的物质的量之比为_______。
(3)标准状况下,和的混合气体,其质量为7.6 g,则混合气体中甲烷的体积为_______L,一氧化碳的质量为_______g。
(4)的摩尔质量为_______,含氧原子的物质的量为_______。
▌题型05 决定物质体积大小的因素
【典例5】(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列是高一某同学整理的课堂笔记,其中不正确的一项是
A.气体的体积主要由微粒大小决定
B.固体或液体的体积主要由微粒的大小决定
C.同温同压下,分子数相同的两种气体的体积相同
D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大,固体或液体微粒间距受温度、压强影响小
【变式5-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)在一定的温度和压强下,影响气体物质体积大小的决定因素是
A.微粒的数目 B.微粒的本身大小 C.微粒之间的距离 D.物质的状态
【变式5-2】(24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)下列哪个因素与气体的体积大小无关的是
A.微粒之间的平均距离 B.温度和压强
C.微粒本身的大小 D.气体分子的数目
【变式5-3】(24-25高一上·江苏南京·期中)常温常压,含有相同分子数的和,体积相同的原因是
A.该条件下和的质量相同 B.该条件下和的密度相同
C.该条件下分子间距离相同 D.该条件下和分子的大小相同
▌题型06 气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
2.标准状况下的气体摩尔体积
3.标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ= g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA= ;
④气体的质量m=n·M=·M g。
【典例6】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)为阿伏加德罗常数的值,标准状况下,氮气和氧气的混合气体含有x个原子,则该混合气体在相同状态下的体积为(单位为L)
A. B. C. D.
【变式6-1】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列物质的体积约为22.4 L的是
A.标准状况下,1 mol B.20℃、101 kPa时,1 mol HCl
C.20℃、101 kPa时,17 g D.标准状况下,1 mol的空气
【变式6-2】(25-26高一上·江苏南京·期中)标准状况下,现有:①4.48 L ,②11 g ;下列物理量的比较正确的是
A.原子个数: B.质量: C.气体密度: D.体积:
【变式6-3】(25-26高一上·江苏无锡·期中)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25mol 在标准状况下的体积为___________L,0.25mol ,含有___________个氢原子。
(2)同温同压下,等体积的和所含原子个数比为___________,密度比为___________。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol ,金属元素的相对原子质量为___________。
(4)若a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是___________(设为阿伏加德罗常数的值)。
(5)16.4g 和的混合气体,标况下体积为8.96L,则的物质的量为___________mol。
▌题型07 阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
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.阿伏加德罗定律的常用推论
推论
公式
同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比
同温同体积时,气体的压强之比等于其物质的量之比
同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比
【典例7】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)两个密闭容器中分别充入,下列说法正确的是
A.压强、体积和温度均相同时,两种气体的质量
B.体积、温度和压强均相同时,两种气体的密度
C.温度和密度都相同时,两种气体的压强
D.质量、温度和压强均相同时,两种气体的体积
【变式7-1】(2026高一下·江苏·学业考试)对于物质的量相同的CH4和NH3,下列说法不正确的是
A.可能具有相同的密度 B.可能具有相同的体积
C.可能具有相同的氢原子数 D.一定具有相同的电子数
【变式7-2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)下列说法正确的是
A.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比为
B.1 g甲烷和1 g氧气的分子数之比为
C.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为
D.在标准状况下,等质量的甲烷和氧气的体积之比为
【变式7-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)密闭容器内可移动的活塞两边分别充入空气和和的混合气体且体积比为1:3,活塞起始位置如图所示,在室温下若将混合气体点燃,活塞先向左滑,恢复至室温后(水为液态)右滑停留在容器中央,则和的体积比为
空气
H2和O2混合气体
A.或 B.或 C.或 D.或
▌题型08 物质的量在化学方程式中的应用
物质的量在化学方程式中的应用
如: 2H2 + O2=====2H2O
质量之比 4 g ∶ 32 g ∶ 36 g
计量数之比 2 ∶ 1 ∶ 2
微粒数之比 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大NA倍 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比 2 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol
结论:化学方程式中,各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比,也等于 之比。
【典例8】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)现有15.6 g和的固体混合物,测得其中含氧元素的质量为7.2 g。将该混合物与200g稀盐酸混合,恰好完全反应。则下列判断中,不正确的是
A.反应产生二氧化碳气体的质量为6.6g
B.反应结束后溶液中的溶质有两种
C.稀盐酸溶液的溶质质量分数为7.3%
D.固体混合物中金属元素的质量是6.6g
【变式8-1】(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)某金属氯化物含有氯离子。下列说法不正确的是
A.该金属氯化物含有
B.该金属氯化物的摩尔质量为135
C.金属M的相对原子质量为64
D.完全沉淀上述氯离子至少需
【变式8-2】9.75 g锌与含________ mol HCl的盐酸刚好完全反应,放出________ mol H2,在溶液中有________ mol Zn2+和________ mol Cl-。(已知Zn的相对原子质量为65)
【变式8-3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)取一定体积、的混合溶液,加入过量的溶液后得14.51g白色沉淀,用过量的稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g,并有气体放出。试计算:(写计算过程)
(1)原混合物中、的物质的量_______。
(2)产生的气体在标准状况下的体积_______。
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第二单元
解题必备
摩尔
mol
0.012kg
典例精析
【典例1】B
E
举一反三
【变式1-1】A
【变式1-2】C
【变式1-3】B
解题必备
原子2C
N6.02×1029
E
典例精析
【典例2】B
举一反三
【变式2-1】B
【变式2-2】A
【变式2-3】A
解题必备
单位物质的量
M
相
典例精析
【典例3】A
举一反三
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物质的化学计量(题型突破举一反三)
题型01物质的量及其单位
题型02阿伏加德罗常数
mol-n=
题型03摩尔质量
对原子质量或相对分子质量
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【变式3-1】B
【变式3-2】C
【变式33】B
题型04物质的量、微粒数目及物质质量之间的相互换算
解题必备
mol-1
=n=
典例精析
【典例4】B
E举一反三
【变式41】D
【变式42】D
【变式43】(1)
17
(2)
NA
22.4
23:8
2:1
(3)
6.72
2.8
(4)
34 g/mol
3 mol
题型05决定物质体积大小的因素
解题必备
大小
数目
距离
E
典例精析
【典例5】A
举一反三
【变式1】A
【变式52】C
【变式53】C
题型06气体摩尔体积
E
解题必备
1.单位物质的量的气体Vm
L'mol!m3.mol!
Vm=V/n
温度压强
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22.4p
·Na
E
典例精析
【典例6】C
举一反三
【变式61】D
【变式6-2】A
【变式63】(1)
5.6
(2)
2:3
2:3
(3)24
22.4bcL
(4)aNA
(5)0.1
解题必备
粒子
典例精析
【典例7】D
举一反三
【变式7-1】C
【变式7-2】B
【变式7-3】D
解题必备
物质的量
E
典例精析
【典例8】C
举一反三
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NA(或6.02×1023)
题型07阿伏加德罗定律及推论
题型08物质的量在化学方程式中的应用
3/4
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【变式81】B
【变式82】0.30.150.150.3
【变式83】(1)Na2C0的物质的量为0.05mol,Na2s04的物质的量为0.02mol
(2)产生的气体在标准状况下的体积为1.12L
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第二单元 物质的化学计量(题型突破·举一反三)
题型01 物质的量及其单位
题型02 阿伏加德罗常数
题型03 摩尔质量
题型04 物质的量、微粒数目及物质质量之间的相互换算
题型05 决定物质体积大小的因素
题型06 气体摩尔体积
题型07 阿伏加德罗定律及推论
题型08 物质的量在化学方程式中的应用
▌题型01 物质的量及其单位
1.物质的量及单位
(1)含义:物质的量是国际单位制中的基本物理量之一,符号为n,常用单位为摩尔(简称摩,符号为mol。
(2)1 mol的标准:1 mol某种微粒集合体所含的微粒数与0.012kg 12C中所含的原子数相同。
(3)计量对象:分子、原子、离子、电子、质子、中子等所有微观粒子及它们的特定组合。
(4)物质的量规范表示方法
2. 物质的量的理解——“四化”
【典例1】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)下列有关物质的量的叙述中正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量
B.物质的量表示含有一定数目粒子的集合体
C.物质的量是国际单位制中的一个基本单位
D.物质的量可以用来计量大米、蚂蚁等小物质
【答案】B
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,A错误;
B.由物质的量的概念可知,物质的量表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,B正确;
C.物质的量是物理量,其单位“摩尔”才是国际单位制中的基本单位,C错误;
D.物质的量适用于微观粒子(如分子、原子),不适用于宏观物体(如大米、蚂蚁),D错误;
故选B。
【变式1-1】下列叙述错误的是
A.摩尔是摩尔质量的单位
B.1 mol C含有约个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
【答案】A
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,A错误;
B.国际上规定,1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同,把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,所以1 mol C含有阿伏加德罗常数个碳原子,B正确;
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应指明粒子的种类,C正确;
D.长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度为七个基本物理量,则物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,D正确;
故选A。
【变式1-2】下列叙述正确的是( )
A.摩尔是表示物质所含微粒数量以及物质质量的具有双重意义的单位
B.1 mol二氧化碳中含有1 mol碳和2 mol氧
C.含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2 mol氢原子
【答案】C
【解析】物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,它表示含有一定数目粒子的集合体,其单位是摩尔,A项错误;1个H3PO4分子中含有4个O,即1 mol H3PO4中含有4 mol O,含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol,C项正确;2H可以表示2个氢原子,但不能表示2 mol氢原子,2 mol氢原子应表示为2 mol H,D项错误。
【变式1-3】下列说法正确的是( )
A.1 mol任何物质所含有的分子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把宏观物质与微观粒子联系起来
D.1 mol水分子中含有2 mol氢分子和1 mol氧原子
【答案】B
【解析】物质可能由分子、原子、离子等微粒构成,A错误;物质的量是物理量,其单位为摩尔,简称摩,符号为 mol,B正确;物质的量用来表示含有一定数目微粒的集合体,是将宏观物质和微观粒子联系起来的桥梁,C错误;水分子由氢原子和氧原子构成,水分子中没有氢分子,D错误。
▌题型02 阿伏加德罗常数
1.1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与0.012 kg 12C中所含的原子数相同。
2.0.012 kg 12C中所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数,符号是NA,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
【典例1】(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法,错误的是
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.0.5 mol CCl4中含有的氯原子数约为6.02×1023
C.1 mol O3中含有的分子数为NA
D.含有NA个氢原子的H2SO4的物质的量是0.5 mol
【答案】B
【解析】A.0.012 kg 的物质的量为:,含有的原子数是,A正确;
B.1个分子含有4个氯原子,0.5 mol中氯原子的物质的量为,数目约为,B错误;
C.1 mol 中含有的分子数为,C正确;
D.1个分子含有2个氢原子,含有个氢原子即氢原子物质的量为1 mol,因此的物质的量为,D正确;
故选B。
【变式2-1】在中含有的数目约为( )个。
A. B. C.0.5 D.1
【答案】B
【解析】中含有2个,则0.5 mol 中的物质的量为,粒子数目约为,故选B。
【变式2-2】下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是 ( )
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B.0.012 kg 12C中含有的原子数称为阿伏加德罗常数
C.阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D.1 mol NH3中所含原子数约是2.408×1024
【答案】A
【解析】阿伏加德罗常数近似为6.02×1023 mol-1,A项错误。
【变式2-3】下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是( )
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol SO2含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有H2O分子的数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
【答案】A
【解析】32 g O2的物质的量是1 mol,氧原子的数目为2NA,A错误;每摩尔SO2中含有3 mol原子,0.5 mol SO2中含有的原子数目为1.5NA,B正确; 1 mol H2O中含有H2O分子的数目为NA,C正确;根据n=可知0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol,D正确。
▌题型03 摩尔质量
1.定义及符号:单位物质的量的物质具有的质量,符号为M。
2.定义式:M=。
3.单位:g/mol或g·mol-1。
4.数值:以g/mol为单位时,数值与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等
5.摩尔质量的计算方法
(1)M=m/n,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定。不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
【典例3】(25-26高一上·江苏宿迁·阶段检测)下列关于水的说法正确的是
A.1个水分子的质量约是18/(6.02×1023) g
B.1 mol水中含有2 mol氢
C.在标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L
D.2 mol水的摩尔质量是36 g·mol-1
【答案】A
【解析】A.1 mol 水的质量为18 g,约含个水分子,因此1个水分子的质量约为g,A正确;
B.“2mol氢”指代不明确,未说明是氢原子还是氢分子,1mol水中实际含有2mol氢原子,B错误;
C.标准状况下水不是气态,不能使用气体摩尔体积计算其体积,1 mol 水的体积远小于22.4 L,C错误;
D.摩尔质量是物质的固有属性,与物质的量无关,水的摩尔质量恒为,D错误;
故选A。
【变式3-1】(25-26高一上·江苏南京·期中)下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.标准状况下,等质量的和所含氧原子个数相同
C.硫酸的摩尔质量为98 g
D.1 mol任何物质都含有约个原子
【答案】B
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量才是国际基本物理量,A错误;
B.和都由氧原子构成,等质量的二者所含氧原子总质量相等,氧原子的物质的量相等,因此氧原子个数相同,B正确;
C.摩尔质量的单位为,硫酸的摩尔质量应为,C错误;
D.构成物质的微粒不一定是原子,也可能是分子、离子等,物质所含原子数不一定为,D错误;
故选B。
【变式3-2】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)我县沂山风景区被称为天然氧吧,其原因是空气中的自由电子附着在分子或原子上形成空气负离子,被称为“空气维生素”。就是一种空气负离子,其摩尔质量为
A.32g B.33 C.32g·mol-1 D.33g·mol-1
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位为,O的相对原子质量为16,则,仅比多1个电子,电子质量极小可忽略,因此的摩尔质量为,故选C;
【变式3-3】(2026高一下·江苏·学业考试)含3.01×1023个分子的H2SO4的质量为
A.4.9 g B.49 g C.9.8 g D.98 g
【答案】B
【解析】分子数为3.01×1023,阿伏伽德罗常数为6.02×1023 mol-1,摩尔数为;H2SO4的摩尔质量为98 g/mol(2×1 + 32 + 4×16 = 98),质量为0.5 mol × 98 g/mol = 49 g,B正确。
▌题型04 物质的量、微粒数目及物质质量之间的相互换算
1.基本关系式
(1)n=(n表示物质的量,N表示微粒数)。关系式中NA的单位是 mol-1。
(2)M=(M为摩尔质量,m为物质的质量)。
在M、n和m中,已知任意两项求第三项;若M的单位是g·mol-1时,则m的单位是g。
2.恒等关系式
由基本关系式n=和n=可得恒等关系式:=n=。在 N、NA、m、M中,已知任意三项可求第四项。一般情况下,NA、M是已知的,则N与m可互求。
【典例4】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,和的混合气体所含原子数为
B.标准状况下,中含有的原子数为
C.常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为
D.10g氖气所含原子数为
【答案】B
【解析】A.32g O2和O3混合气体中,氧原子总质量为32g,氧的摩尔质量为16g/mol,原子总物质的量为2mol,对应原子数为2NA,而非6.02×1023(即1NA),A错误;
B.1.8g H2O的物质的量为0.1mol,每个H2O含3个原子,总原子数为0.3 NA =1.806×1023,B正确;
C.常温常压下,11.2L O2的物质的量小于0.5mol,对应原子数小于NA,而题目中为NA,C错误;
D.氖的摩尔质量为20g/mol,10g氖的物质的量为0.5mol,原子数为0.5 NA,而非6.02×1023(即1 NA),D错误;
故答案为:B。
【变式4-1】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)标准状况下,1.12L某气体的质量为2.2g,则该气体的化学式可能是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】标准状况下,该气体物质的量:,根据,则该气体为CO2,故选D。
【变式4-2】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)如果中含有个分子,那么中含有的质子数为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】1. NH3的分子数计算:4 g NH3的物质的量为,对应分子数。
2. H2S的物质的量:8 g H2S的物质的量为,与NH3物质的量相等,故分子数同为。
3. H2S的质子数:每个H2S分子含个质子,总质子数为。
故答案选D。
【变式4-3】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)请回答下列问题
(1)标准状况下,的质量为_______g,含原子物质的量为_______mol。
(2)如图,两相邻圆圈内物质间含有相同的某一原子,且该原子的个数相同。(甲、乙含有的氧原子个数相同,乙、丙含有的硫原子个数相同,丙、丁含有的氢原子个数相同,甲、丁含有的氮原子个数相同。)
①乙中的N为_______,丙中的V为_______L。
②甲中和丁中的质量之比为_______。
③乙中和丁中的物质的量之比为_______。
(3)标准状况下,和的混合气体,其质量为7.6 g,则混合气体中甲烷的体积为_______L,一氧化碳的质量为_______g。
(4)的摩尔质量为_______,含氧原子的物质的量为_______。
【答案】(1) 17 4
(2) NA 22.4 23:8 2:1
(3) 6.72 2.8
(4) 34 g/mol 3 mol
【解析】根据题干要求,两相邻圆圈内物质间含有相同的某一原子,且该原子的物质的量相同,推出46 g NO2的物质的量为:,氧原子物质的量为2 mol,且两者氧原子物质的量相同,那么SO2的物质的量也为1 mol,所以乙中N为NA;同理SO2和H2S硫原子的物质的量也相等,则标准状况下,丙中的V为:;同理N2H4为0.5 mol,其质量为:,则甲中NO2和丁中N2H4的质量之比为46 g:16 g=23:8,乙中SO2和丁中N2H4的质量之比为1 mol:0.5 mol=2:1;
(1)标准状况下,22.4 L NH3的物质的量为:,其质量为:,含原子物质的量为:1 mol×4=4 mol;
(2)①由分析可知,乙中N为NA;标准状况下,丙中的V为:;
②由分析可知,甲中NO2和丁中N2H4的质量之比为46 g:16 g=23:8;
③由分析可知,乙中SO2和丁中N2H4的物质的量之比为1 mol:0.5 mol=2:1;
(3)根据要求标准状况下,8.96 L CH4和CO的混合气体,物质的量为:,其质量为7.6 g,设CH4的物质的量为a mol,则CO物质的量为(0.4-a)mol,再根据质量之和为7.6 g,列出方程式16a+(0.4-a)28=7.6;解得a=0.3 mol,则CH4的物质的量为0.3 mol,则CO物质的量为0.1 mol,则甲烷的体积为:;一氧化碳的质量为:;
(4)1.5 mol H2O2的摩尔质量为34 g/mol,含氧原子的物质的量为:1.5 mol×2=3mol。
▌题型05 决定物质体积大小的因素
【典例5】(25-26高一上·江苏连云港·阶段检测)下列是高一某同学整理的课堂笔记,其中不正确的一项是
A.气体的体积主要由微粒大小决定
B.固体或液体的体积主要由微粒的大小决定
C.同温同压下,分子数相同的两种气体的体积相同
D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大,固体或液体微粒间距受温度、压强影响小
【答案】A
【解析】A.气体微粒间的距离远大于微粒本身的直径,因此1mol气体的体积主要由微粒间距离决定,而非微粒大小,A错误;
B.固体或液体中微粒间距极小可忽略,1mol固体或液体的微粒数固定,因此体积主要由微粒的大小决定,B正确;
C.同温同压下气体摩尔体积相同,分子数相同的两种气体物质的量相同,根据可知二者体积相同,C正确;
D.气体微粒间距离较大,温度、压强改变时间距变化明显,固体或液体微粒间距极小,受温度、压强影响小,D正确;
故选A。
【变式5-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)在一定的温度和压强下,影响气体物质体积大小的决定因素是
A.微粒的数目 B.微粒的本身大小 C.微粒之间的距离 D.物质的状态
【答案】A
【解析】气体物质微粒之间的距离远大于微粒的本身大小,微粒的本身大小对气体体积几乎没有影响。影响气体物质体积大小的因素是微粒之间的距离、微粒的数目,在一定的温度和压强下,微粒之间的距离是定值,所以影响气体物质体积大小的决定因素是微粒的数目,选A。
【变式5-2】(24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)下列哪个因素与气体的体积大小无关的是
A.微粒之间的平均距离 B.温度和压强
C.微粒本身的大小 D.气体分子的数目
【答案】C
【解析】A.分子之间的距离远远大于微粒本身体积,所以气体体积与微粒间的距离有关,故A不符合题意;
B.温度和压强不同,导致气体摩尔体积不同,根据知,气体体积与温度和压强有关,故B不符合题意;
C.微粒本身体积很小,分子之间的距离远远大于微粒本身体积,所以对气体体积无明显影响,故C符合题意;
D.根据知,气体体积与物质的量有关,而物质的量与气体分子的数目有关,故D不符合题意;
故选C;
【变式5-3】(24-25高一上·江苏南京·期中)常温常压,含有相同分子数的和,体积相同的原因是
A.该条件下和的质量相同 B.该条件下和的密度相同
C.该条件下分子间距离相同 D.该条件下和分子的大小相同
【答案】C
【解析】有阿伏伽德罗定律可知,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,故常温常压下,含有相同分子数的和的分子数相同,体积相同这是因为在常温常压下,气体分子间的距离远远大于分子本身的大小,所以气体的体积主要取决于分子间的距离,而与分子的大小、密度和质量无关;
故选C。
▌题型06 气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
2.标准状况下的气体摩尔体积
3.标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
【典例6】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)为阿伏加德罗常数的值,标准状况下,氮气和氧气的混合气体含有x个原子,则该混合气体在相同状态下的体积为(单位为L)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该混合气体含有个原子,由于氮气和氧气均为双原子分子,则混合气体的物质的量为。因此,该混合气体的物质的量为。在标准状况下,其体积为,故选C。
【变式6-1】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)下列物质的体积约为22.4 L的是
A.标准状况下,1 mol B.20℃、101 kPa时,1 mol HCl
C.20℃、101 kPa时,17 g D.标准状况下,1 mol的空气
【答案】D
【解析】A.标准状况下,不是气态,不能使用气体摩尔体积22.4 L/mol计算其体积,A错误;
B.20 ℃、101 kPa不属于标准状况,相同压强下温度越高气体摩尔体积越大,该条件下气体摩尔体积大于22.4 L/mol,1 mol HCl的体积大于22.4 L,B错误;
C.17 g 的物质的量为1 mol,所处的20 ℃、101 kPa不是标准状况,气体摩尔体积大于22.4 L/mol,其体积大于22.4 L,C错误;
D.标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol,该数值适用于所有气体(包括混合气体),因此1 mol空气的体积约为22.4 L,D正确;
故选D。
【变式6-2】(25-26高一上·江苏南京·期中)标准状况下,现有:①4.48 L ,②11 g ;下列物理量的比较正确的是
A.原子个数: B.质量: C.气体密度: D.体积:
【答案】A
【解析】A.CH4的原子数为,CO2的原子数为,①原子数更多,A正确;
B.CH4质量为,CO2质量为11g,①质量小于②,B错误;
C.气体密度与摩尔质量成正比,CH4(16g/mol)密度小于CO2(44g/mol),C错误;
D.CO2的体积为,大于CH4的4.48L,D错误;
故答案为A。
【变式6-3】(25-26高一上·江苏无锡·期中)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25mol 在标准状况下的体积为___________L,0.25mol ,含有___________个氢原子。
(2)同温同压下,等体积的和所含原子个数比为___________,密度比为___________。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol ,金属元素的相对原子质量为___________。
(4)若a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是___________(设为阿伏加德罗常数的值)。
(5)16.4g 和的混合气体,标况下体积为8.96L,则的物质的量为___________mol。
【答案】(1) 5.6 (或)
(2)
(3)24
(4)
(5)0.1
【解析】(1)标准状况下气体摩尔体积,;1个含4个H原子,,故H原子数为(或);
(2)同温同压下等体积气体的物质的量相等,设均为1mol,含原子总物质的量为2mol,为3mol,原子个数比等于物质的量之比为;同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,即;
(3)二价金属氯化物的化学式为,含时,的物质的量为,其摩尔质量,金属相对原子质量为;
(4)气体的物质的量为,该气体摩尔质量;气体的物质的量为,标况下体积为;
(5)混合气体总物质的量,设的物质的量为,的物质的量为,由总质量列方程:,解得。
▌题型07 阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。
2.阿伏加德罗定律的常用推论
推论
公式
同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比
=
同温同体积时,气体的压强之比等于其物质的量之比
=
同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比
=
【典例7】(25-26高一上·江苏扬州·阶段检测)两个密闭容器中分别充入,下列说法正确的是
A.压强、体积和温度均相同时,两种气体的质量
B.体积、温度和压强均相同时,两种气体的密度
C.温度和密度都相同时,两种气体的压强
D.质量、温度和压强均相同时,两种气体的体积
【答案】D
【解析】A.根据,当压强、体积和温度相同时,物质的量n相同,质量m=n×M,的摩尔质量M更小,故m()<m(),A错误;
B.体积、温度和压强相同时,n相同,密度,因m()=n×32>m()=n×2,故ρ()<ρ(),B错误;
C.根据可得,温度T和密度ρ相同时,压强p与摩尔质量M成反比,的M更小,故p()>p(),C错误;
D.质量、温度和压强相同时,,M越大V越小,的M更大,故V()<V(),D正确;
故选D。
【变式7-1】(2026高一下·江苏·学业考试)对于物质的量相同的CH4和NH3,下列说法不正确的是
A.可能具有相同的密度 B.可能具有相同的体积
C.可能具有相同的氢原子数 D.一定具有相同的电子数
【答案】C
【解析】A.密度取决于质量和体积,对于气体,在温度和压强不同的条件下,密度可能相同,因此该说法可能成立。A正确;
B. 体积受温度和压强影响,如果二者处于同温同压的气体状态,则体积相同,因此该说法可能成立。B正确;
C. CH4分子含4个氢原子,NH3分子含3个氢原子,物质的量相同时,氢原子数之比为4:3,不可能相等。因此“可能具有相同的氢原子数”不成立。C不正确;
D. 每个CH4和NH3分子均含10个电子,物质的量相同则电子数一定相同。因此该说法成立。D正确;
故选C。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段检测)下列说法正确的是
A.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比为
B.1 g甲烷和1 g氧气的分子数之比为
C.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为
D.在标准状况下,等质量的甲烷和氧气的体积之比为
【答案】B
【解析】A.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,甲烷与氧气的摩尔质量之比为,故密度比为,A错误;
B.分子数之比等于物质的量之比,1 g甲烷的物质的量为,1 g氧气的物质的量为,二者物质的量之比为,即分子数之比为,B正确;
C.等物质的量的气体质量之比等于摩尔质量之比,甲烷与氧气的摩尔质量比为,故质量比为,C错误;
D.标准状况下气体体积之比等于物质的量之比,等质量的甲烷和氧气的物质的量之比为,故体积比为,D错误;
故选B。
【变式7-3】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)密闭容器内可移动的活塞两边分别充入空气和和的混合气体且体积比为1:3,活塞起始位置如图所示,在室温下若将混合气体点燃,活塞先向左滑,恢复至室温后(水为液态)右滑停留在容器中央,则和的体积比为
空气
H2和O2混合气体
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】D
【解析】假设空气的物质的量为1mol,反应前,左右两室的体积之比为1∶3,反应前右室气体的物质的量为3mol,反应后活塞处于中央,两室体积相等,则两室的气体的物质的量相等,反应后右室气体的物质的量为1mol,H2和O2反应生成水,假设反应前H2和O2的物质的量分别为x、y;若氢气过量,则有x-2y=1mol,x+y=3mol,解得x=mol,y=mol,x∶y=7∶2;若氧气过量,则有x+y=3mol,y-=1mol,解得x=mol,y=mol,x∶y=4∶5;故原来H2、O2的体积比最接近于7∶2或4∶5;故选D。
▌题型08 物质的量在化学方程式中的应用
物质的量在化学方程式中的应用
如: 2H2 + O2=====2H2O
质量之比 4 g ∶ 32 g ∶ 36 g
计量数之比 2 ∶ 1 ∶ 2
微粒数之比 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大NA倍 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比 2 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol
结论:化学方程式中,各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比,也等于物质的量之比。
【典例8】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)现有15.6 g和的固体混合物,测得其中含氧元素的质量为7.2 g。将该混合物与200g稀盐酸混合,恰好完全反应。则下列判断中,不正确的是
A.反应产生二氧化碳气体的质量为6.6g
B.反应结束后溶液中的溶质有两种
C.稀盐酸溶液的溶质质量分数为7.3%
D.固体混合物中金属元素的质量是6.6g
【答案】C
【解析】依据题意:,反应中碳酸根中的氧原子转化为二氧化碳和水,根据碳原子守恒有:,金属原子的质量加碳酸根离子的质量等于15.6 g,则;
固体混合物与盐酸的反应为:,,,稀盐酸溶液的溶质质量分数=;据此作答。
A.依据分析知产生的二氧化碳气体的质量为6.6 g,A正确;
B.固体混合物与盐酸的反应为:,,则反应后溶质为CaCl2和NaCl两种,B正确;
C.依据分析知稀盐酸溶液的溶质质量分数为5.475%,C错误;
D.依据分析知固体混合物中金属元素的质量是6.6 g,D正确;
故答案选C。
【变式8-1】(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)某金属氯化物含有氯离子。下列说法不正确的是
A.该金属氯化物含有
B.该金属氯化物的摩尔质量为135
C.金属M的相对原子质量为64
D.完全沉淀上述氯离子至少需
【答案】B
【解析】A.1 mol 含2 mol ,含0.6 mol 时物质的量为0.3 mol,对应物质的量为0.3 mol,A正确;
B.摩尔质量的单位为,该氯化物摩尔质量为,B错误;
C.的式量为135,的相对原子质量为,C正确;
D.沉淀反应为,0.6 mol 完全沉淀需要0.6 mol ,D正确;
故选B。
【变式8-2】9.75 g锌与含________ mol HCl的盐酸刚好完全反应,放出________ mol H2,在溶液中有________ mol Zn2+和________ mol Cl-。(已知Zn的相对原子质量为65)
【答案】0.3 0.15 0.15 0.3
【解析】n(Zn)==0.15 mol,
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
1 2 1 1
0.15 mol n(HCl) n(ZnCl2) n(H2)
n(HCl)==0.3 mol,
n(H2)==0.15 mol,
n(ZnCl2)==0.15 mol。
【变式8-3】(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)取一定体积、的混合溶液,加入过量的溶液后得14.51g白色沉淀,用过量的稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g,并有气体放出。试计算:(写计算过程)
(1)原混合物中、的物质的量_______。
(2)产生的气体在标准状况下的体积_______。
【答案】(1)
Na2CO3的物质的量为0.05 mol,Na2SO4的物质的量为0.02 mol
(2)
产生的气体在标准状况下的体积为1.12 L
【解析】(1)14.51克白色沉淀是BaCO3和BaSO4混合物,加入稀硝酸后剩余沉淀为BaSO4,Na2SO4的物质的量等同于BaSO4的物质的量,所以Na2SO4的物质的量为:,减少的沉淀质量为BaCO3,Na2CO3的物质的量等同于BaCO3的物质的量,所以Na2CO3的物质的量为;
(2)设生成的气体在标准状况下的体积为x,则
解得x=1.12 L。
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