第4讲　物质的量　气体摩尔体积 学案-2027届高三化学一轮复习

该高中化学导学案围绕物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积及阿伏加德罗常数展开，通过课前预习判断正误及高考题巩固基础，结合知识网络导图构建前后知识联系，为微粒数目与气体体积计算应用搭建学习支架。 资料融入2024至2025年多地高考真题，能力突破环节总结气体摩尔质量计算等方法技巧，助力学生形成化学观念（物质的量联系宏观与微观）和科学思维（证据推理与模型建构），提升解题严谨性与应用能力。

主题二　化学计量 第4讲　物质的量　气体摩尔体积 学习 目标 1.概念认知:了解物质的量(n)、摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积及阿伏加德罗常数(NA)的含义 2.计算应用:能根据微粒(原子、分子、离子等)的物质的量、数目和标准状况下气体体积,进行有关计算 知识 网络 【课前预习】 1.判断正误(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)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。 (　　) (3)1 mol NaCl和1 mol HCl粒子数相同。(　　) (4)1 mol OH-的质量是17 g·mol-1。 (　　) (5)22 g CO2中含有的氧原子数为NA。 (　　) (6)常温常压下,14 g乙烯和丙烯的混合物中含有的氢原子数目为2NA。 (　　) (7)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA。 (　　) (8)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。 (　　) (9)同温、同体积的条件下,等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1。 (　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ (7)×　(8)√　(9)× 2.(2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　) A.22.4 L CH4中原子的数目为5NA B.1 mol 18O所含中子的数目为10NA C.28 g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA D.0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA 答案　B 解析　未指明气体是否处于标准状况,22.4 L CH4的物质的量无法确定为1 mol,因此原子数目无法确定为5NA,A项错误;18O的中子数为18-8=10,1 mol 18O含10 mol中子,数目为10NA,B项正确;28 g (0.5 mol) Fe 与S反应生成FeS,Fe的化合价为+2,转移电子的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,数目为1NA,C项错误;浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行盐酸的浓度降低,变为稀盐酸时反应停止,实际生成Cl2的物质的量小于0.3 mol,D项错误。 3.(2024·河北卷)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+2CO22K2CO3+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C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 答案　A 解析　44 g (1 mol) CO2中σ键的数目为2NA,A项正确;KO2由K+和构成,1 mol KO2晶体中离子的数目为2NA,B项错误;在水溶液中会发生水解,故1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中的数目小于NA,C项错误;该反应中KO2中部分氧元素的化合价由-0.5升至0,部分氧元素的化合价由-0.5降至-2,则每4 mol KO2参加反应转移3 mol电子,生成3 mol O2,则每转移1 mol电子生成O2的数目为NA,D项错误。 考点1　物质的量　摩尔质量 (3年62卷62考) 【知识梳理】 知识点1　物质的量 知识点2　摩尔质量 答案　①含有一定数目粒子　②6.02×1023 mol-1 ③　④n·NA　⑤　⑥g·mol-1　⑦相对原子质量或相对分子质量　⑧　⑨　⑩n·M 【能力突破】 1.我国有望在2030年左右实现可燃冰商业化开采。可燃冰是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。用NA表示阿伏加德罗常数的值。 (1)1 mol甲烷中含有　　　　个CH4分子,含有　　　　个氢原子。  (2)甲烷的摩尔质量是　　　　　,32 g甲烷和　　　　g水所含氢原子数相同。  (3)已知:1.6 g可燃冰(CH4·xH2O)的物质的量与0.01NA个水分子的物质的量相等。该可燃冰的摩尔质量为　　　　,x的值为　　　　。  答案　(1)NA　4NA　(2)16 g·mol-1　72 (3)160 g·mol-1　8 2.科学家研究发现了首例带结晶水的晶体,该晶体在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,Co的相对原子质量为59,则12.245 g该晶体中氧原子数为　　　　,氢原子的物质的量为　　　　 mol。  答案　0.33NA　0.26 解析　该晶体的摩尔质量为122.45 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。 考点2　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律 (3年62卷48考) 【知识梳理】 知识点1　气体摩尔体积 知识点2　阿伏加德罗定律及其推论 1.阿伏加德罗定律 概括为“三同”定“一同”。即同温、同压、同体积的任何气体含有相同的分子数(或物质的量相同)。 2.阿伏加德罗定律的推论 相同条件 推论 语言叙述 同温同压 = 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 同温同 体积 = 温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比 备注 n为物质的量,M为摩尔质量,V为气体体积,ρ为密度,p为压强 答案　①22.4　②　③温度　④压强　⑤分子数 【能力突破】 能力1　n===关系的应用 1.(改编自苏教必修第一册P16 T8)现有三种气体:a.32 g甲烷;b.约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体;c.标准状况下33.6 L氨气。按物理量由小到大的顺序排列一定正确的是 (　　) A.分子数目:b<a<c B.含有的电子数目:c<b<a C.含有氢原子的数目:b<a<c D.气体的体积:b<c<a 答案　B 解析　32 g甲烷中n(CH4)==2 mol,约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢中n(HCl)==1 mol,标准状况下,33.6 L氨气中n(NH3)==1.5 mol。由N=n·NA可知,物质的量越大,分子数越大,分子数目a>c>b,A项错误;2 mol甲烷、1 mol HCl、1.5 mol NH3含有电子的物质的量分别为2 mol×10=20 mol、1 mol×18=18 mol、1.5 mol×10=15 mol,含有的电子数目c<b<a,B项正确;2 mol甲烷、1 mol HCl、1.5 mol NH3含氢原子的物质的量分别为2 mol×4=8 mol、1 mol×1=1 mol、1.5 mol×3=4.5 mol,氢原子数目a>c>b,C项错误;由V=n·Vm可知,同温同压下,物质的量越大,气体的体积越大,则体积a>c>b,若不是在相同温度和压强下,则无法判断体积大小,D项错误。 能力2　摩尔质量的计算 2.按要求解答下列问题。 (1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量约为　　　　,可能是　　　　气体。  (2)18 g CO和CO2的混合气体,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则: ①混合气体在标准状况下的密度是　　　　(精确到0.01)g·L-1。  ②混合气体的平均摩尔质量是　　　　g·mol-1。  (3)一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则该混合气体的平均相对分子质量为　　　,混合气体的物质的量为　　　　,NH4HCO3的摩尔质量为　　　　(用含m或d的代数式表示)。  答案　(1)64　SO2　(2)①1.61　②36　(3)2d　 mol　6d g·mol-1 解析　(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。 (2)2CO+O22CO2,CO的体积与生成的CO2的体积相等,故在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L (0.5 mol),设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则,解得x=0.25,y=0.25。 ①混合气体的密度为≈1.61 g·L-1。 ②解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1; 解法二:==36 g·mol-1; 解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。 (3)根据气体密度之比等于相对分子质量之比可知,混合气体的平均相对分子质量为2d;由n=得n混= mol;根据化学方程式NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑可知,NH4HCO3的物质的量为× mol= mol,所以NH4HCO3的摩尔质量为m÷ g·mol-1=6d g·mol-1。 【方法技巧】 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)的物质中微粒的数目(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(g·L-1):M=ρ×22.4 L·mol-1。 (4)根据气体的相对密度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)。 能力3　阿伏加德罗定律及其推论 3.同温同压下,向两个密闭容器中分别充入等质量的O2、O3,下列说法正确的是 (　　) A.两种气体的体积之比为2∶3 B.两种气体的物质的量之比为3∶2 C.两种气体的分子数之比为1∶1 D.两种气体的密度之比是3∶2 答案　B 解析　同温同压下,两种气体的体积之比等于物质的量之比即3∶2,A项错误,B项正确;两种气体的分子数之比等于物质的量之比即3∶2,C项错误;同温同压下,两种气体的密度之比等于摩尔质量之比即2∶3,D项错误。 4.X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为M(X)<M(Y)=0.5M(Z)。按要求回答下列问题: (1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是　　　　。  (2)同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是　　　　。  (3)同温下,向容积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,则压强p(Y)∶p(Z)=　　　　。  答案　(1)Z　(2)X　(3)4∶1 解析　(1)当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。(2)由ρ==可知,同温同压下,相对分子质量越小,密度越小。(3)由pV=nRT可知,同温同体积时,===×=。 【高考联接】 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≡中含有σ键的数目为3NA B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含的数目为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,1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项正确;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项错误;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项错误;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,因此无法得出转移电子数目,D项错误。 2.(2023·上海卷)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是 (　　) A.28 g 28Si和28 g 14N中所含的中子数 B.2.24 L SO2和2.24 L N2中的原子数 C.1 mol SO2和2 mol O2的密度 D.0.1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+) 答案　C 解析　28 g 28Si的物质的量是1 mol,中子数为14NA,28 g 14N的物质的量是2 mol,中子数为2×7NA=14NA,A项不符合题意;常温常压下,2.24 L SO2和2.24 L N2的分子数之比为1∶1,原子数之比为3∶2,B项不符合题意;常温常压下,1 mol SO2和2 mol O2的密度之比等于其摩尔质量之比,即ρ(SO2)∶ρ(O2)=M(SO2)∶M(O2)=64 g·mol-1∶32 g·mol-1=2∶1,C项符合题意;硫酸为强电解质,能完全电离,醋酸为弱电解质,不能完全电离,故0.1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)之比大于2∶1,D项不符合题意。 1 学科网（北京）股份有限公司 $