1、第3讲 物质的量、气体摩尔体积【最新考纲】1.了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。理解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。2.了解物质的量的单位摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。3.能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 摩尔质量阿伏加德罗常数(NA)与 6.021023 完全相同吗？思考提示：不相同。6.021023 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，它与 0.012 kg12C 所含的碳原子
2、数相同，数值上约为 6.021023。【典例1】(2016最新调研)下列说法正确的是()A1 mol氯含有6.021023个微粒B阿伏加德罗常数的数值约等于6.021023C钠的摩尔质量等于它的相对原子质量DH2O的摩尔质量是18 g解析：A项，没有指明微粒的种类，错误；C项，摩尔质量与相对原子质量在数值上大小相等，错误；D项，H2O的摩尔质量为18 g/mol，错误。答案：B理解物质的量的相关概念的四个要点(1)物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量，其描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。(2)使用摩尔做单位时，应用化学式指明粒
3、子的种类，如1 mol H不能描述为1 mol氢。(3)摩尔质量与相对分子(原子)质量是两个不同的概念，当摩尔质量以gmol1为单位时，二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，无单位。(4)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的变化而变化。题组一 理解物质的量的几个概念1下列说法中，正确的是()AKOH的摩尔质量是56 gB一个碳原子的质量就是其相对原子质量C硫原子的质量就是硫的相对原子质量D22 g CO2中含有的氧原子的物质的量为1 mol解析：A 项，摩尔质量的单位应是 gmol1，错误；碳原子的相对原子质量是指一个碳原子质量除以一个12
4、C 原子质量的 1/12 所得的值；同理，一个硫原子的质量除以一个 12C 原子质量的 1/12 所得的值才是硫的相对原子质量，故 B、C 均不对；D 项，n(CO2)mM22 g44 gmol10.5 mol，n(O)0.5 mol21 mol，正确。答案：D2某气体的摩尔质量为 M g/mol，分子数目为 N，质量是m g，阿伏加德罗常数为 NA，m(C)为一个 12C 的原子质量。试说明下列各式所表示的意义。(1)NNA：_。(2)MNA：_。(3)mN：_。(4)mN112m（C）：_。解析：(1)因为每摩尔物质含阿伏加德罗常数个粒子，所以 NNA表示该气体的物质的量。(2)每摩尔物质
5、所具有的质量与每摩尔物质所具有的粒子个数比值，表示该气体一个分子的质量。(3)气体的质量与气体的个数相比，表示该气体一个分子的质量。(4)该气体一个分子的质量与一个 12C 原子质量的 112相比，得到的是该气体的相对分子质量。答案：(1)表示该气体的物质的量(2)表示该气体一个分子的质量(3)表示该气体一个分子的质量(4)表示该气体的相对分子质量题组二 以物质的量为中心的计算与换算3标准状况下有：0.5NA 个 HCl 分子 25.6 g SO2气体 0.2 mol 氨气 2 mol 氦气，所含原子个数从大到小的顺序为_。答案：412.4 g Na2R含Na0.4 mol，则Na2R的摩尔质
6、量为_，R的相对原子质量为_。含R的质量为1.6 g的Na2R，含Na的个数为_。解析：据电离方程式 Na2R=2NaR2，得 1 mol Na2R 电离生成 2 mol Na，题目中有 Na0.4 mol，则有 0.2 mol Na2R。M(Na2R)m（Na2R）n（Na2R）12.4 g0.2 mol62 gmol1。由 Mr(Na2R)62，求得 Ar(R)6222316。已知 m(R)1.6 g，根据 nmM，得 n(R)0.1 mol，n(Na2R)0.1 mol，则 n(Na)0.2 mol，故 N(Na)0.2NA 个。答案：62 gmol1 16 0.2NA考点二 气体摩尔体
7、积 阿伏加德罗定律1影响物质体积大小的因素(1)微粒的大小(物质的本性)。(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)。(3)微粒的数目(物质的量的大小)。2气体摩尔体积(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为 Vm，标准状况下，Vm约为 22.4_Lmol1。(2)相关计算。基本表达式：VmVn。与气体质量的关系：VVmmM。与气体分子数的关系：VVm NNA。(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。3阿伏加德罗定律及其推论应用(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。(2)阿伏加德罗定律
8、的推论(可通过 pVnRT 及 nmM、mV导出)。【典例2】下列说法正确的是()标准状况下22.4 L氨水含有NA个NH3分子标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA同温同压下的两种气体12C18O和14N2，体积相等时具有的电子数相等常温常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子标准状况下，11.2 L CH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NAA BC D 解析：中，标准状况下，氨水呈液态，错；中，n(NO2)0.3 mol，0.3 mol NO2H2O 0.2 mol HNO30.1 mol NO，共转移 0.2 mol 电子，数目为
9、 0.2NA，错误；中，依据阿伏加德罗定律，在同温同压下的两种气体体积相同，则分子数相同，而每个 CO 和 N2 分子所含电子数相同，正确；中，常温常压下，22.4 L NO2 和 CO2 混合气体的物质的量不是 1 mol，错误；中，标准状况下，CH3CH2OH 为液体，不能根据气体的摩尔体积计算物质的量，错误。答案：D题组一 气体摩尔体积的使用和计算1一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.021023个分子，这些分子由1.2041024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标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 LC该气体中每个分子含有2
10、个原子D若O2在该条件下为气态，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L解析：由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子，且其物质的量为1 mol，若该物质为气态，则其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，在此状况下，Vm30 Lmol1。答案：A2设 NA 为阿伏加德罗常数，如果 a g 某气态双原子分子的分子数为 p，则 b g 该气体在标准状况下的体积 V(L)是()A.22.4apbNAB.22.4abpNAC.22.4NAbaD.22.4pbaNA解析：解法一 公式法 双原子分子的物质的量 pNA mol，双原子分子的摩尔质量a gpNA mola
11、NAp gmol1，所以 b g 气体在标准状况下的体积为：b gaNAp gmol122.4 Lmol122.4pbaNA L。解法二 比例法 同种气体其分子数与质量成正比，设 b g 气体的分子数为 N：a gp，b gN，则 Nbpa，双原子分子的物质的量为 pbaNA，所以 b g 该气体在标准状况下的体积为22.4pbaNA L。答案：D【归纳提升】(1)牢记 1 个关系。摩尔质量以 gmol1 为单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量。(2)熟记 2 个数值。NA6.021023 mol1，Vm22.4 Lmol1(标准状况)。(3)掌握 2 个公式。nmM VVm NNA，V1
12、V2n1n2N1N2(同温、同压)题组二 阿伏加德罗定律及推论的应用3(教材改编)瓦斯中甲烷与氧气的体积比(同条件下)为12时极易爆炸，则甲烷与氧气的质量比为()A12 B14C11 D41解析：两种气体在相同条件下的体积比等于其物质的量之比，则物质的量之比为 12 的甲烷与氧气的质量之比为1 mol16 gmol12 mol32 gmol116 g64 g14，故选 B。答案：B4如图，两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是()A所含原子数相等 B气体密度相等C气体质量相等D摩尔质量相等解析：左瓶与右瓶中气体的物质的量相等，N2、O2分子均为双原子分子，A项正确；N2、O
13、2的比例不固定，气体的质量不一定相等，密度不一定相等；当N2、O2物质的量相等时，摩尔质量相等，其余情况摩尔质量不相等。答案：A考点三 突破阿伏加德罗常数应用的六个“陷阱”围绕阿伏加德罗常数(NA)的有关说法的正误判断，可通过多方面的知识点来进行考查。这类问题常设置的陷阱大致有如下六个方面。1状况不一定为标准状况或物质不一定是气态 只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 Lmol1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n
14、，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油等常作为命题的干扰因素迷惑学生。2物质的量或质量与状况给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。3物质的微观结构此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，以及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质；金刚石，SiO2、P4等物质中化学键的数目。4电解质溶液中粒子
15、数目的判断突破此类题目的陷阱，关键在于审题：(1)是否有弱离子的水解。(2)是否指明了溶液的体积。(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH1的H2SO4溶液中c(H)0.1 molL1，与电解质的组成无关；0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 molL1，与电解质的组成有关。6电子转移的特殊情况氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的陷阱，突破陷阱的关键是：(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。如：Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作
16、还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。(2)量不同，所表现的化合价不同。如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3，Fe过量，生成Fe2。(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。(4)注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I，再氧化Fe2。【典例3】(2015新课标卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NAB2 L 0.5 molL1亚硫酸溶液中含有的H离子数为2NAC过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子
17、数为0.2NAD密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA解析：A、D和H的质量数不同，则18 g D2O和18 g H2O的物质的量不同，所以含有的质子数不同，错误；B、亚硫酸为弱酸，在水溶液中不完全电离，所以溶液中氢离子数目小于2NA，错误；C、过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于1价的O元素，所以生成0.1 mol氧气时转移电子0.2NA，正确；D、NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，错误，答案选C。答案：C正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”第一步 查看物质的状态及所处状况正确运
18、用气体摩尔体积的前提 第二步 分析题干所给物理量与物质的量的关系正确进行换算的前提第三步 准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化正确判断微粒数目的前提题组一 有关阿伏加德罗常数的计算1某气体的摩尔质量为M gmol1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X，则表示的是()AV L该气体的质量(以g为单位)B1 L该气体的质量(以g为单位)C1 mol该气体的体积(以L为单位)D1 L该气体中所含的分子数解析：在一定的温度和压强下，体积为 V L 的该气体所含有的分子数为 X，则气体物质的量 n XNA mol，A.以 g 为单位
19、V L该气体的质量为 XNA molM gmol1，故 A 错误；B.该气体的密度为 XNA molM gmol1V L MXVNA gL1，故 B 正确；C.1 mol 该气体的体积(以 L 为单位)为 V XNA，所以 C 不正确；D.1 L 该气体所含的分子数为XV，故 D 错误。答案：B2科学家刚发现了某种元素的原子，其质量是 a g，12C原子的质量是 b g，NA 是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是()A由已知信息可得 NA12bBW g 该原子的物质的量一定是 WaNA molCW g 该原子中含有Wa 个该原子D该原子的摩尔质量是 aNA g解析：原子的摩尔质量在数值上等
20、于其相对原子质量。1 mol该原子的总质量为aNA g，故该原子的摩尔质量为aNA gmol1，D项单位错误。答案：D题组二 有关阿伏加德罗常数的正误判断3设NA是阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是()A1 L 0.1 molL1的FeCl3溶液中，Fe3的数目为0.1NAB1 mol NH3中含有NH键的数目为3NAC7.8 g Na2O2中含有的阳离子数目为0.1NAD标准状况下，22.4 L水中水分子的数目为NA解析：A项，Fe3发生水解，溶液中Fe3的数目小于0.1NA，A错；1个NH3分子中含有3个NH键，B对；1 mol Na2O2中含有2 mol Na和1 mol O，7.8
21、 g Na2O2的物质的量为0.1 mol，其含有的阳离子的数目为0.2NA，C错；标准状况下，水不是气体，不能用气体摩尔体积来计算，D错。答案：B4设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是()A4 g重水(D2O)中所含的质子数为0.2NAB4.48 L N2与CO的混合物所含的分子数为0.2NAC6.2 g白磷与红磷的混合物中所含的磷原子数为0.2NAD12.5 mL 16 molL1浓硫酸与足量铜反应，转移的电子数为0.2NA解析：A 项，D(氘)原子的质量数为 2，质子数为 1，1 个D2O 分子中所含质子数为 10，4 g 重水的物质的量为4 g20 gmol10.2 mol，所含的质子数为 2NA，错误；B 项，没有指明是否在标准状况下，错误；C 项，白磷和红磷是同素异形体，6.2 g 白磷和红磷混合物中所含磷原子的物质的量为6.2 g31 gmol10.2 mol，正确；D 项，n(H2SO4)16 molL112.5103 L0.2 mol，如果 0.2 mol浓硫酸完全反应，则转移的电子数为 0.2NA，由于随着反应的进行浓硫酸变成稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，故转移的电子数小于 0.2NA，错误。答案：C
