1、第3讲物质的量气体摩尔体积考纲要求1.了解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，并能用于进行简单的化学计算。2.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。3.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(1)含义：表示含有一定数目粒子的集合体。是国际单位制中七个基本物理量之一，符号为n。(2)单位：摩尔，简称摩，符号为mol。是国际单位制中七个基本单位之一。(3)国际上规定：1 mol任何物质所含有的微粒数与0.012_kg 12C所含的碳原子数相同，约为6.021023。2阿伏加德罗常数(1)
2、含义：1 mol任何粒子所含的粒子数，符号为NA。(2)NA6.021023mol1。(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)和微粒数(N)之间的关系为n。3摩尔质量(1)含义：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，单位为gmol1。(2)数值：当微粒的摩尔质量以gmol1为单位时，数值上与该微粒的相对原子(分子)质量相等。(3)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系为n。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量()(2)物质的量就是1 mol物质的质量()(3)0.012 kg 12C中含有约6.021023个碳原子()(4)1
3、mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧()(5)氢氧化钠的摩尔质量是40 g()(6)2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍()(7)18 g水含有10NA个质子()(8)1 mol OH的质量为17 gmol1()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2H2SO4的相对分子质量为_；摩尔质量为_；1 mol H2SO4的质量为_；1个硫酸分子的质量为_。(用NA表示，其中NA表示阿伏加德罗常数的值)答案：9898 gmol198 g g1填空答案：6.0210231.20410246.0210231 mol2 mol2标准状况下有0.112 L水0.5N
4、A个HCl分子25.6 g SO2气体0.2 mol氨气2 mol氦气6.021023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为_。答案：3(1)含6.021023个中子的Li的质量是_g。(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成_g DO。(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是_，X的相对原子质量是_。答案：(1)(2)22(3)62 gmol1164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Na0.35CoO21.3H2O。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
5、氧原子数为_，氢原子的物质的量为_mol。解析：晶体的摩尔质量为122 gmol1，n0.1 mol，故氧原子数目0.1 mol(21.3)NA mol10.33NA，n(H)0.1 mol1.320.26 mol。答案：0.33NA0.26考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律1影响物质体积的因素2气体摩尔体积(1)含义：在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积。(2)符号与单位：符号为Vm，单位为Lmol1(或m3mol1)。(3)特例：标准状况是指0_和101_kPa，此情况下，气体摩尔体积约为22.4_Lmol1。(4)与物质的量、气体体积之间的关系：n。3阿伏加德罗定律(1)阿伏
6、加德罗定律“三同”定“一同”(2)阿伏加德罗定律的推论“两同”定“比例”条件结论类型一同温同压V1/V2n1/n21/2M1/M2类型二同温同容p1/p2n1/n2注：以上用到的符号为密度、p为压强、n为物质的量、M为摩尔质量、V为气体体积(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。(2)应用阿伏加德罗定律及推论时不宜死记硬背，要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导(可通过pVnRT及n、导出)。 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)在标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同()(2)在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，在非标准状
7、况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L()(3)标准状况下，氢气的气体摩尔体积为22.4 L()(4)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()(5)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为12()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是_。1摩尔水的质量1摩尔水蒸气的质量1摩尔水蒸气的体积答案：3(1)等物质的量的C2H4和C3H6中：所含的分子数目之比为_；相同条件下体积之比为_；所含的原子总数目之比为_；相同条件下的密度之比为_
8、。(2)等质量的C2H4和C3H6中：所含的分子数目之比为_；相同条件下体积之比为_；所含的原子总数目之比为_；相同温度和体积时，压强之比为_。答案：(1)11112323(2)32321132题组一涉及“气体摩尔体积”的有关计算1在标准状况下，对下列四种气体的描述正确的是()6.72 L CH43.011023个HCl分子13.6 g H2S0.2 mol NH3a体积b密度c质量d氢原子个数A仅abcB仅bcdC仅abdDabcdD先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量，然后再比较它们的体积、密度等。标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.011023个HCl分
9、子的物质的量为0.5 mol，13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol，然后进行比较即可得出结论。2设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某双原子分子气体的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是()A. B. C. D.Da g该双原子分子气体的分子数为p，则b g该气体的分子数为，可得b g该气体的物质的量为(mol)，则b g该气体在标准状况下的体积为(L)。题组二阿伏加德罗定律及推论的应用3等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是 ()A体积之比为131314 B密度之比为141413C质量之比为111 D原子数之比为111BA项，
10、三种气体分子的质子数分别为14、14、14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，气体的体积与其物质的量成正比，所以三者体积之比为111，错误；B项，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 gmol1、28 gmol1、26 gmol1，等温等压下，气体摩尔体积相同，根据知，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为282826141413，正确；C项，三种气体分子的物质的量相等，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 gmol1、28 gmol1、26 gmol1，根据mnM知：质量之比与摩尔质量成正比为282826141413，错误；D项，1分子CO、N2、C2H2分
11、别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为112，错误。4如图有三只气球，其中VAVB1.12 L。(1)A、B中气体的物质的量_(填“一定”或“不一定”)是0.05 mol。(2)标准状况下，A、B气球中的分子个数比为_。(3)相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相等，则V(A)V(B)_。答案：(1)不一定(2)11(3)21题组三气体摩尔质量的计算5长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为X2Y4(l)O2(g)=X2(g)2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2 L，其密度为1.
12、25 gL1，则：(1)反应前O2的体积(标准状况下)为_，其物质的量为_mol。(2)X2的摩尔质量为_，Y元素的名称是_。解析：(1)由化学方程式可知，反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同，为11.2 L，其物质的量为0.5 mol。(2)X2的摩尔质量为1.25 gL122.4 Lmol128 gmol1，X2Y4的摩尔质量为32 gmol1，故X为氮元素，Y为氢元素。答案：(1)11.2 L0.5(2)28 gmol1氢6CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)，(1)混合气体中CO的质量是_g；(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是_
13、L；(3)混合气体在标准状况下的密度是_gL1；(4)混合气体的平均摩尔质量是_gmol1。解析：CO燃烧发生反应：2COO22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为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x0.25，y0.25。(1)混合气体中CO的质量28 gmol10.25 mol7 g；(2)故原混合气体中，CO2的体积为0.25 mol224 Lmol15.6 L；(3)原混合气体的密度
14、1.61 gL1；(4)解法一：22.4 Lmol1161 gL122.4 Lmol136 gmol1；解法二：36 gmol1；解法三：28 gmol150%44 gmol150%36 gmol1；故平均摩尔质量为36 gmol1。答案：(1)7(2)5.6(3)1.61(4)36求解气体摩尔质量“五”方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：Mm/n。(2)根据标准状况下气体的密度( gL1)：M22.4 L/mol。(3)根据气体的相对密度(D1/2)：M1/M2D。(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)：MNA。(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量
15、，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)。 阿伏加德罗常数的综合应用一、22.4 Lmol1的适用条件及物质的聚集状态集训1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA()(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA()(3)标准状况下，2.24 L氨水含有NH3分子数为0.1NA()(4)标准状况下，22.4 L SO3中含有SO3分子数为1NA()(5)标准状况下，22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子()答案：(1)(2)(3
16、)(4)(5)抓“两看”突破一看“气体”是否处在“标准状况”。二看“标准状况”下，物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状态下不为气体) 二、物质的量或质量与状况集训2判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)常温常压下，3.2 g O2所含的原子数为0.2NA()(2)标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数目为NA()(3)室温下，1 mol CH4中含有5NA原子()(4)常温常压下，1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA()答案：(1)(2)(3)(4)排“干扰”突破给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生的正确判断，误以
17、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 三、物质的组成与结构集训3判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)在常温常压下，18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA()(2)17 g OH与17 g OH所含电子数均为10NA()(3)30 g SiO2中含有硅氧键个数为1NA()(4)32 g甲醇中所含共价键数目为5NA()(5)常温常压下，32 g O2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA()(6)56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA()(7)78 g苯中含有3NA碳碳双键 ()(8)60 时，92 g NO2与N2O4的
18、混合气体中含有的原子总数为6NA()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)记“组成”突破(1)记特殊物质中所含微粒的数目，如Ne、D2O、18O2、OH、OH等。(2)记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。(3)记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。(4)记物质中所含化学键的数目，如H2O2、CnH2n2中化学键的数目分别为3、3n1。 四、电解质溶液中粒子数目的判断集训4判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)0.1 L 3.0 molL1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3NA()(2)等体积、等物质的量浓度的
19、NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA()(3)0.1 molL1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA()(4)25 时，pH13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH数目为0.2NA()(5)1 L 0.1 molL1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA()答案：(1)(2)(3)(4)(5)审准“题目”突破(1)是否存在弱电解质的电离或盐类水解。(2)已知浓度，是否指明体积，用好公式ncV。(3)在判断溶液中微粒总数时，是否忽视溶剂水 五、物质转化中的“隐含反应”集训5判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)50 mL 12 molL1盐酸与
20、足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA()(2)常温下，密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA()(3)常温下，56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子()(4)一定条件下合成氨反应，用1.5 mol H2和0.5 mol N2，充分反应后可得到NH3分子数为NA()(5)1 L 0.01 molL1 KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数大于0.02NA()答案：(1)(2)(3)(4)(5)记“隐含反应”突破(1)2SO2O22SO32NO2N2O4N23H22NH3 (2)Cl2H2OHClHClO(3)NH3H2ONH3H2ONHO
21、H(4)H2I22H 六、氧化还原反应中电子转移数目的判断集训6判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA()(2)0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA()(3)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA()(4)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA()(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 mol Fe2被氧化时，共转移的电子的数目为NA()(6)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA()答案：(1)(2
22、)(3)(4)(5)(6)抓“反应”突破熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量)气体体积的测定气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。测量气体体积的常用方法：(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。测量前A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应
23、管吸收后剩余气体的体积。解答该量气装置读数时的答题模板：将恢复至室温。调节与两端液面相平。视线与在同一水平线上。E装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。集训欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。填写下列各项(气流从左到右)：(1)各种仪器连接的先后顺序是_接_、_接_、_接_、_接_(用小写字母表示)。(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后
24、顺序是_(填序号)。待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为Va mL；擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上衡量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；检查装置的气密性；旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水Vb mL。(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为_。(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(5)仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如右图所示的实验装置。装置中导管a的作用是_
25、。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为_mL。答案：(1)ahgbcfed(2)(3)(4)偏小(5)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差V1V21(2019全国卷，8)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A3 g 3He含有的中子数为1NAB1 L 0.1 molL1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NAC1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3转移的电子数为6NAD48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NAB本题考查阿伏加德罗常数的应用，
26、考查的核心素养是宏观辨识与微观探析。3 g 3He的物质的量为1 mol，每个3He含1个中子，则1 mol 3He含1 mol中子，A项正确；该溶液中含0.1 mol Na3PO4，由于部分PO水解，故溶液中PO的数目小于0.1NA，B项错误；K2Cr2O7中Cr元素为6价，1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3时，得到6 mol电子，C项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含10个CH键和3个CC键，即每个分子中含13个共价键，则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 mol共价键，D项正确。2(2018全国卷，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A1
27、6.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NABB对：氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为1 mol，含有的质子数为18NA。A错：Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体。C错：92.0 g甘油的物质的量为1 mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1 mol甘油含有的羟基数为3.0NA。D错：CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还
28、有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA。3(2018全国卷，11)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A常温常压下，124 g P4中所含PP键数目为4NAB100 mL 1 molL1 FeCl3溶液中所含Fe3的数目为0.1NAC标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NACC对：标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA。A错：124 g P4的物质的量为1 m
29、ol，每个P4分子中含有6个PP键，所以含有PP键数目为6NA。B错：Fe3在水溶液中能发生水解，100 mL 1 molL1FeCl3溶液中所含Fe3的数目小于0.1NA。D错：SO2和O2的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA。4(2017全国卷，8)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是()A1 L 0.1 molL1 NH4Cl溶液中，NH的数量为0.1NA(考查电解质溶液中粒子数目)B2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA(考查氧化还原反应中电子转移数目)C标准状况下，2
30、.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA(考查22.4 Lmol1的适用条件)D0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA(考查物质转化中的“隐含反应”)DA错：NH4Cl溶液中，NH易水解生成NH3H2O，1 L 0.1 molL1 NH4Cl溶液中，NH的数量小于0.1NA。B错：2.4 g Mg的物质的量为 0.1 mol，与H2SO4完全反应转移的电子数为0.2NA。C错：标准状况下，气体的摩尔体积为22.4 Lmol1,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA。D对：H2I22HI，反应前后气体的物质的量不变，0
31、.1 mol H2和0.1 mol I2反应后，其分子总数为0.2NA。5(2016全国卷，8)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是()A14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA(考查物质的组成与结构)B1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA(考查可逆反应的特点)C1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(考查氧化还原反应中电子转移的数目)D标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA(考查气体摩尔体积的使用条件)AA项乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6，二者的最简式均为CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中含有“CH2”的物质的量为1 mol，故所含氢原子数为2NA。B项N2和H2合成氨的反应为N23H22NH3，该反应为可逆反应，1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3小于2 mol，故生成的NH3分子数小于2NA。C项Fe与过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3，故1 mol Fe参加反应时转移电子数为3NA。D项标准状况下，CCl4为液体，2.24 L CCl4的物质的量远大于0.1 mol，故含有的共价键数远大于0.4NA。