1、第2讲物质的量物质的聚集状态【课标要求】1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。2.能根据粒子(原子、分子、离子等)数目、物质的量、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(1)物质的量(n)表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(mol)。(2)物质的量的规范表示方法：(3)阿伏加德罗常数(NA)0012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.021023，单位为mol1。公式：NA。提醒“物质的量”的计量对象是微观粒子(如：
2、分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等)，而不是宏观物质。2摩尔质量(1)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子数目。()(2)1 mol任何物质都含有6.021023个分子。()(3)NaOH的摩尔质量为40 g。()(4)1 mol CO2的质量与它的相对分子质量相等。()(5)1 mol NH的质量为18 gmol1。()(6)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1阿伏加德罗常数(NA)与6.021023是否相同？_。答案：不相同。6.021023是纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数
3、(NA)是指1 mol任何粒子所含的粒子数，它与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.0210232摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量三者有何区别与联系？请以钠为例加以说明。_。答案：三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。其单位分别为gmol1、1、g。若摩尔质量、1 mol物质的质量分别以gmol1、g为单位时，三者在数值上是相同的。例如：钠的摩尔质量为23 gmol1，钠的相对原子质量为23，1 mol钠的质量为23 g题组一基本概念的理解与应用1下列说法正确的是()A物质的量是物质所含粒子数目B1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等C1 m
4、ol OH的质量为17 gmol1D氖气的摩尔质量(单位gmol1)在数值上等于它的相对原子质量答案：D2下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是()A0.012 kg 12C中含有约6.021023个碳原子B1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧C氢氧化钠的摩尔质量是40 gD2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍答案：A题组二粒子数与相关物理量之间的换算3填空答案：6.0210231.20410246.0210231 mol2 mol4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N
5、A表示阿伏加德罗常数，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为_，氢原子的物质的量为_mol。答案：0.33NA0.2650.3 mol CH4分子中所含质子数与_个H2O分子中所含质子数相等。2.4 g TO中所含中子数为_，1.5 g CH中的电子数为_，15.6 g Na2O2中的阴离子数目为_。解析：CH4分子和H2O分子的质子数都是10，所以H2O分子个数为0.3NA；TO中的中子数为14，2.4 g TO中所含中子数为1.4NA；CH中的电子数为8，1.5 g CH中的电子数为0.8NA；Na2O2中的阴离子为O，15.6 g Na2O2中的阴离子数目为0.2NA。答案：0.3NA(
6、或1.8061023)1.4NA0.8NA0.2NA6(1)某氯原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值。该氯原子的相对原子质量为_；该氯原子的摩尔质量是_；m g该氯原子的物质的量为_；n g该氯原子所含的电子数为_。(2)12.4 g Na2R含Na 0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为_，R的相对原子质量为_。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为_。解析：(2)据电离方程式Na2R=2NaR2，得1 mol Na2R电离生成2 mol Na，题目中有Na 0.4 mol，则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)62 g/mol。由Mr(M
7、a2R)62，求得Ar(R)6222316，已知m(R)，根据n，得n(R)0.1 mol，则n(Na2R)0.1 mol。答案：(1)aNA gmol1 mol(2)62 g/mol160.1 mol考点2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：单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，单位是Lmol1；基本表达式是Vm。(2)基本关系式：n。(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。3阿伏加德罗定律及其推论(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、的推论相同条件结论公式语言叙述T、p相同同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比T、V相同温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比T、p相同同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比提醒对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。(1)在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，在非标准状况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L。()(2)标准状况下，1 mol O2和1 mol SO3的体积相同。()(3)常温常压下，22.4 L氯气与足量铁粉充分反应，转移的电子数为2NA。()(4)常温常压下，9 g H2O和0.5 mol Br2所含分
9、子数相同。()(5)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。()(6)相同温度、压强下，相同质量的CO和N2所占的体积相同。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1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(C)_。答案：(1)不一定(2)11(3)212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_(填序
10、号)。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：题组一有关n的计算1设NA为阿伏加德罗常数的值，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.BC D解析：双原子分子的物质的量为 mol，双原子分子的摩尔质量为 gmol1，故b g气体在标准状况下的体积为22.4 Lmol1 L。答案：D20.2 mol NaO2与足量CO2完全反应后，下表对生成物Na2CO3和O2的描述中正确的是()Na2CO3的质量关于O2的描述A21.2 gO2的摩尔质量是36 gmol1B21.6 g生成标准状况下O2的体积为2.24 LC21.6 gO2的摩
11、尔质量是34 gmol1D22.4 g生成标准状况下O2的体积为2.24 mL解析：2NaO22CO2=2Na2C16OO18O2 2 mol 216 g 22.4 L 0.2 mol 21.6 g 2.24 L即生成21.6 g Na2CO3、2.24 L(标准状况)O2，生成O2的摩尔质量为36 gmol1。答案：B3(2021陕西省延安检测)同温同压下相同体积的两种气体12C18O和14N2。下列判断正确的是()A分子数目相等B中子数相等C密度之比为1415D电子数之比为23解析：A.同温同压下，其体积之比物质的量之比分子个数之比，相同体积的两种气体12C18O和14N2含有相同的分子数
12、，故A正确；B.每个12C18O和14N2分子中的中子数分别是16、 14，相同体积的两种气体12C18O和14N2含有相同的分子数，其分子中的中子数之比为87，故B错误；C.同温同压下，气体摩尔体积相等，两种气体12C18O和14N2的摩尔质量分别是30 g/mol、28 g/mol，根据知，其密度之比等于摩尔质量之比，二者的摩尔质量之比为1514，所以其密度之比为1514，故C错误；D.同温同压下，其体积之比物质的量之比分子个数之比，每个12C18O和14N2分子中电子数都是14个，所以二者的电子数相等，故D错误。答案：A题组二阿伏加德罗定律及其推论的应用4(双选)等温等压下，有质子数相等
13、的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述正确的是()A体积之比为111B密度之比为141413C质量之比为111D原子数之比为111解析：A项，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，故A正确；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，故B正确；C项，三种气体分子的质子数分别为14、14、14，质子数相等的CO、N2、C
14、2H2三种气体，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，则质量之比为282826141413，故C错误；D项，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，1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为112，故D错误。答案：AB5在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质，此时密闭容器中气体分子总的物质的量增加了75%。则A单质的一个分子中有_个A原子，AH3分解反应
15、的化学方程式为_。答案：44AH3A46H2题组三气体物质的摩尔质量的计算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_ 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
16、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 mol22.4 Lmol15.6 L；(3)原混合气体的密度1.61 gL1；(4)解法一：22.4 Lmol11.61 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计算气体摩尔质量的四种方法序号前提条件公式任意状态的任意物质M(定
17、义式)已知一个分子的质量Mm(分子)NA标准状况下的气体M22.4 Lmol1同温同压下的气体M(A)M(B)D(相对密度)阿伏加德罗常数的综合应用考能突破练1抓“两看”，突破气体与状况陷阱(1)标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA。()(2)标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA。()(3)常温常压下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA。()解析：(1)标准状况下CCl4为液态，故无法求算2.24 L CCl4的物质的量，则其含有的共价键数不是0.4NA，错误。(2)标准状况下CO2为气态，5.6 L CO2气体的物质的量为0.25
18、 mol，0.25 mol CO2中氧原子数为0.5NA，正确。(3)常温常压下11.2 L甲烷无法求算物质的量，或者说小于0.5 mol，所以甲烷分子数为小于0.5NA，错误。答案：(1)(2)(3)突破陷阱(1)看“气体”是否处在“标准状况(0 和101 kPa)”。注意常温常压下的气体摩尔体积大于22.4 L/mol。(2)看“标准状况”下，物质是否为气体如H2O、溴、SO3、含碳原子数大于4的烃(新戊烷除外)、CCl4、CH2Cl2、HF、苯等在标准状况下均不为气体。2突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱(1)常温常压下，4.4 g乙醛所含键数目为0.7NA。()(2)标准状况下，18
19、 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。()解析：(1)质量与物质的量间的转化与温度压强无关，可求算4.4 g乙醛物质的量为0.1 mol，每个乙醛分子中含有6个键，故4.4 g乙醛所含键数目为0.6NA，错误。(2)质量与物质的量间的转化与温度、压强无关，18 g H2O为1 mol，含的氧原子数目为NA，正确。(3)直接知道物质的量，CH4为5个原子分子，正确。答案：(1)(2)(3)突破陷阱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记
20、“组成”突破物质与结构陷阱(1)14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA。()(2)18 g D2O和18 g H2O含有质子数均为10NA。()(3)17 g OH与17 g OH所含电子数均为10NA。()(4)62 g白磷中所含共价键数目为NA。()解析：(1)运用极值法分别求算，14 g乙烯物质的量为0.5 mol，氢原子物质的量为0.542 mol，所以氢原子数目为2NA，同理14 g丙烯物质的量为 mol，氢原子物质的量为62 mol，所以氢原子数目为2NA，两者相同，正确。(2)D2O和H2O质子数相同(均为10)，但D2O、H2O的摩尔质量不同，分别为20 gmol1和1
21、8 gmol1，所以18 g D2O和H2O的物质的量不同，质子数不同，错误。(3)考查根和基的差别，OH为中性基团所含电子数为9，OH则为10，错误。(4)考查白磷(P4)结构为正四面体，62 g白磷中所含共价键数目为3NA，错误。答案：(1)(2)(3)(4)突破陷阱(1)一定质量的两种或两种以上最简式相同的物质以任意比混合后，求所含粒子的数目，运用极值法分别求算所含粒子数。(2)记特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如Ne、D2O、18O2、OH、OH等。(3)记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。(4)记摩尔质量相同的物质
22、，如N2、CO、C2H4等。(5)记物质中所含化学键的数目，如一分子H2O2、CnH2n2中化学键的数目分别为3、3n1。4运用化学平衡思想，突破电离、水解等平衡陷阱(1)1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA。()(2)0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H数为0.05NA。()(3)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。()(4)1 L 0.1 molL1的NaHCO3溶液中HCO和CO的数目之和为0.1NA。()(5)室温下，1 L pH13的NaOH溶液中，由水电离的OH数目为0.1NA。()解析：(
23、1)合成氨是可逆反应，则1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误。(2)醋酸是弱酸，部分电离：CH3COOHCH3COOH，含0.05 mol CH3COOH的溶液中H数目小于0.05NA，错误。(3)发生反应：2NOO2=2NO2，生成2 mol NO2，常温下NO2和N2O4之间存在平衡：2NO2N2O4，所以产物分子数少于2NA，错误。(4)HCO既电离又水解，根据电解质溶液中物料守恒可知，1 L 0.1 molL1的NaHCO3溶液中HCO、CO和H2CO3粒子数之和为0.1NA，错误。(5)NaOH溶液中有n(OH)水电离n(H)溶液1013 molL
24、11 L1013 mol，则水电离出的OH数目为1013NA，错误。答案：(1)(2)(3)(4)(5)突破陷阱(1)可逆在高中有以下几种情况：一是可逆反应；二是弱电解质的电离；三是弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解；四是沉淀溶解平衡。(2)溶液给了物质的量浓度时看是否指明了溶液的体积。5关注化合价突破氧化还原反应中电子转移数目(1)1 mol Fe溶于过量稀硝酸，电子转移数为2NA。()(2)2.4 g Mg在足量的O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA。()(3)过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA。()(4)标准状况下，5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电
25、子数为 0.5NA。()(5)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子。()(6)氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NA。()解析：(1)铁和过量稀硝酸反应生成硝酸铁，故1 mol Fe电子转移数为3NA，错误。(2)0.1 mol Mg完全反应转移电子数为0.2NA，错误。(3)发生的反应是2Na2O22H2O=4NaOHO2，转移电子数为2e，所以生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA，正确。(4)根据2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，转移电子数为2e，标准状况下，5.6 L CO2为0.25 mol，所以反应转移的
26、电子数为0.25NA，错误。(5)3 mol Fe生成1 mol Fe3O4，根据Fe3O4中Fe原子的化合价共为8价，可知反应中3 mol单质铁失去8NA个e，(或者把Fe3O4看成Fe2O3FeO)正确。(6)氢氧燃料电池正极消耗的气体是O2，当消耗1 mol O2时，电路中通过的电子数目为4NA，错误。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)突破陷阱(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只做氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既做氧化剂，又做还原剂；Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既做氧化剂，又做还原剂，而Na2O2与SO2反应
27、，Na2O2只做氧化剂。(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，Cl2首先氧化I，再氧化Fe2。6关注“复合式”，突破特殊反应(1)50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA。()(2)1 mol FeCl3完全转化为Fe(OH)3时，可得到Fe(OH)3胶粒的数目为NA。()(3)1 mol熔融NaHSO4中含有阳离子数目为2NA。()解
28、析：(1)随着反应的进行浓盐酸变成稀盐酸，不再和MnO2反应，故50 mL 12 mol/L的盐酸与足量的MnO2共热转移的电子数小于0.3NA，错误。(2)Fe(OH)3胶粒是很多个Fe(OH)3的聚合体，所以数目小于NA，错误。(3)NaHSO4熔融时不破坏共价键，电离方程式为NaHSO4=NaHSO，而在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO，所以1 mol熔融NaHSO4中含有阳离子数目为NA，错误。答案：(1)(2)(3)突破陷阱(1)2NO2N2O4使分子数目减少。(2)定量浓硝酸与金属反应、定量浓硫酸与活泼金属反应、浓盐酸与足量MnO2共热等随着浓度变化引起反应发生变化。
29、(3)气体溶于水或可逆反应不能进行到底，则生成的量比理论值小。如Cl2溶于水。1(2020高考全国卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子B1 mol重水比1 mol水多NA个质子C12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子D1 L 1 molL1 NaCl溶液含有28NA个电子解析：标准状况下22.4 L氮气的物质的量是1 mol，1个N2中有14个中子，则1 mol氮气有14NA个中子，A错误；重水和水中的质子数相同，B错误；石墨烯和金刚石是碳的同素异形体，是由碳元素组成的不同单质，12 g石墨烯和12 g金刚石均含有1 mo
30、l碳原子，即NA个碳原子，C正确；1 L 1 molL1 NaCl溶液中含有1 mol NaCl(含有28NA个电子)和大量的水(水分子也含有电子)，D错误。答案：C2(2019高考全国卷)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NAB1 L 0.1 molL1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NAC.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3转移的电子数目为6NAD.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA解析：A对：3 g 3He含有的中子数为NA。B错：磷酸钠为强碱弱酸盐，PO会发生水解，所以所含PO的数目小于0.1NA。C对：Cr
31、的化合价变化为633，1 mol K2Cr2O7含有2 mol Cr，所以转移电子数为6NA。D对：58 g正丁烷、异丁烷的混合物为1 mol，烷烃(CnH2n2)中总键数为3n1，则该混合物中共价键数目为13NA。答案：B3(2018高考全国卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB.22.4 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NAD1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA解析：氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质
32、的量为1 mol，含有的质子数为18NA，B正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3的集合体，所以胶体粒子数小于0.1NA，A错误；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，C错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于NA，D错误。答案：B4(2018高考全国卷)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
33、.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2NA解析：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，C正确；124 g P4的物质的量为1 mol，每个P4分子中含有6个PP键，所以含有PP键数目为6NA，A错误；Fe3在水溶液中能发生水解，100 mL 1 molL1 FeCl3溶液中所含Fe3的数目小于0.1NA，B错误；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，D错误。答案：C
