1、第一章 化学计量在实验中的应用 第一节 物质的量 气体摩尔体积 考向一 物质的量 摩尔质量 【通考点融会贯通】1.以物质的量为中心的计算 AmNnMN2.摩尔质量的计算方法(1)任意状态的任意物质,M=m/n;(2)已知一个分子的质量,M=m(分子)NA(3)已知一个分子的质量和一个12C原子的质量,12m()12Mm(C)分子。【通考题触类旁通】角度1 有关物质的量、摩尔质量等概念的辨析与应用 1.下列叙述中正确的是()A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.021023个分子 B.1 mol氧的质量为16 g C.0.5 mol He约含有6.021023个电子 D.2H既可表示2个
2、氢原子又可表示2 mol氢分子 【解析】选C。作为物质的量的单位,摩尔可以计量微 观粒子(包括原子、分子、离子、原子团等),每摩尔 物质约含有6.021023个“粒子”,这里的“粒子”并 不一定是分子,A项错误;使用“mol”作单位时,所指 粒子必须明确,且粒子种类要用适当的符号或化学式 表示,“1 mol氧”的说法错误,B项错误;1个He中有2 个电子,所以0.5 mol He中有0.5 mol2=1 mol电子,约为6.021023个,C正确;2H只表示2个氢原子,D项错误。2.下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是 ()A.0.012 kg12C中含有约6.021023个碳原子 B.
3、1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧 C.氢氧化钠的摩尔质量等于它的相对分子质量 D.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍【解析】选A。0.012 kg 12C的物质的量为 1 mol,1 mol碳中约含有6.021023个碳原子,A正 确;1 mol H2O中含有2 mol 氢原子和1 mol 氧原子,指代必须明确,B错误;氢氧化钠的摩尔质量为40 g mol-1,它的相对分子质量为40,二者单位不相同,C错 误;2 mol水的摩尔质量与1 mol水的摩尔质量相等,都 是18 gmol-1,D错误。112 g12 g mol 3.(2019贵阳模拟)硫单质的同素
4、异形体有多种,比如S2、S4、S6、S8,对于其中的S8,下列有关说法正确是 ()A.该物质的摩尔质量为256 g B.1 mol该分子中含有8NA个质子 C.0.5 mol该分子的质量为128 g D.该分子中含有电子128NA【解析】选C。摩尔质量的单位是gmol-1,则该物质的摩尔质量为256 gmol-1,A错误;1 mol该分子中含有8 mol硫原子,1个硫原子含有16个质子,则含有128NA个质子,B错误;0.5 mol该分子的质量为0.5 mol 256 gmol-1=128 g,C正确;1个硫原子含有16个电子,该分子中含有电子128个,D错误。角度2 有关物质的量的简单计算
5、4.(2018全国卷改编)下列叙述正确的是()A.24 g镁与27 g铝中,含有相同的质子数 B.同等质量的氧气和臭氧中,原子数相同 C.1 mol重水与1 mol水,质量比为11 D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中,分子数之比是43【解析】选B。A项24 g Mg为1 mol,含有质子数为12NA,27 g Al为1 mol,含有质子数为13NA,故A错误;B项氧气和臭氧都是由氧原子组成的,所以同质量的氧气和臭氧含有相同的氧原子数,故B正确;C项重水和水的相对分子质量之比是109,故C错误;D项1 mol乙烷和1 mol乙烯分子数相同,故D错误。5.利用太阳能分解水制氢,若光解 0.02
6、mol水,下列说法正确的是()A.可生成H2的质量为0.02 g B.可生成氢的原子数为2.4081023个 C.2 mol H2的摩尔质量为4 gmol-1 D.生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量【解析】选D。利用太阳能分解水制氢气的方程式为 2H2O 2H2+O2,0.02 mol的水被分解,产生H2的 物质的量为0.02 mol,标准状况下的体积为0.448 L,质量为0.04 g,氢原子总数为2.4081022个,A、B均错 误;H2的摩尔质量为2 gmol-1,与氢气的物质的量无 关,C错误;Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O=光照=2NaOH+
7、H2,0.04 mol Na与水反应,放出的H2的物质的量为0.02 mol,D正确。6.(1)含6.021023个中子的 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 (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_。73 Li182DO。【解析】(1)根据 计算中子物质的量 的中 子数为7-3=4,进而计算Li的物质的量,再根据m=nM计 算。(2)根据不足量的物质计算生成 的质量,18O2过 量。ANnN73 Li182DO(3)1 mol Na2X中含有2 mol钠离子,0.2 mol Na2
8、X中含 有0.4 mol钠离子,则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)=62 gmol-1;X的相对原子质量=62-46=16。12.4 g0.2 mol答案:(1)(2)22(3)62 gmol-1 16 74【加固训练】1.下列叙述中正确的是()A.物质的量就是物质的数量 B.1 mol CO的质量为28 gmol-1 C.阿伏加德罗常数等于6.021023 D.3.011023个SO2分子是0.5 mol【解析】选D。物质的量是一个基本物理量,不是物质的质量,也不是物质的数量,A错误;质量的单位是g,B错误;阿伏加德罗常数近似值是6.021023,C错误;3.011023个SO2分子是0.
9、5 mol,D正确。2.设阿伏加德罗常数为NA,标准状况下某O2和N2的混合气体m g含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是()AAAA22.4nb22.4mbA.B.mn22.4nnbC.D.mb22.4mNNNN【解析】选A。m g含有b个分子,则n g该混合气体含 有的分子数是 则混合气体的物质的量是 则混合气体的体积是 L,A正确。nbm，Anb molm，NA22.4nbmN考向二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 【通考点融会贯通】1.求气体的摩尔质量M的常用方法(1)根据标准状况下气体的密度:M=22.4;(2)根据气体的相对密度(D=):=D;1212MM
10、(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=;(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):M=NA ;mnmN(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:,a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。123M Ma%Mb%Mc%2.“阿伏加德罗定律”的应用解题步骤(1)找“相同”明“不同”。找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。(2)用“规律”。利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。【通考
11、题触类旁通】角度1 气体摩尔体积概念与应用 1.下列有关叙述正确的是()标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同 标准状况下,1 g H2和22 g CO2的体积相同 标准状况下,28 g NO的体积约为22.4 L 两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同 在同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大 同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比 A.B.C.D.【解析】选C。标准状况下,1 L HCl的物质的量为 但标准状况下水为液体,不能利用气体摩 尔体积来计算其物质的量,错误;标准状况下,1 g H2的物质的量为 22 g CO2的物质的 量为 则气
12、体的物质的量相同时,其体积相同,正确;标准状况下,28 g NO的体积为 11 L22.4 L mol，11 g0.5 mol2 g mol，122 g0.5 mol44 g mol，错误;两种物质只有 都是气体时,物质的量相同,则它们在标准状况下的体 积也相同,即物质的状态不确定,体积可能相同,也可 能不同,错误;由pV=nRT可知,同温同体积时,气体的 物质的量与压强成正比,则气体的物质的量越大,则压 强越大,正确;由pM=RT可知,同温同压下,气体的 密度与气体的相对分子质量成正比,正确。1128 g22.4 L mol20.9 L30 g mol，2.(2019北京东城区模拟)肼(N2
13、H4)是火箭常用的高能燃料,常温下为液体,其球棍模型如图所示。肼能与双氧水发生反应:N2H4+2H2O2=N2+4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.标准状况下,11.2 L N2中含电子总数为5NA B.标准状况下,22.4 L N2H4中所含原子总数为6NA C.标准状况下,3.2 g N2H4中含有共价键的总数为0.6NA D.若生成3.6 g H2O,则上述反应转移电子的数目为0.2NA【解析】选D。1个N2分子含有14个电子,标准状况 下,11.2 L N2的物质的量为0.5 mol,则所含电子数为 7NA,A项错误;标准状况下肼为液体,22.4 L N2H
14、4的物 质的量远大于1 mol,故所含原子数远大于6NA,B项错 误;1个肼分子含有5个共价键,3.2 g N2H4的物质的量 为0.1 mol,则所含共价键的数目为0.5NA,C项错误;反应N2H4+2H2O2=N2+4H2O中,生成4 mol H2O时转移4 mol电子,故生成3.6 g(即0.2 mol)H2O时,转移电子的数目为0.2NA,D项正确。角度2 阿伏加德罗定律及推论 3.(2019长沙模拟)等温等压下,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141413 C.质量之比为111 D.原子数之比为111【解析】选
15、B。一个CO、N2、C2H2分子含有的质子数都 是14个,质子数相等的CO、N2、C2H2的物质的量之比为 111。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,A错误;CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 gmol-1、28 gmol-1、26 gmol-1,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 282826=141413,B正确;根据m=nM知质量与 摩尔质量成正比,则质量之比为282826=1414 13,C错误;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,D错误。mmnMMnVV4.
16、(2019衡阳模拟)下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是()A.同温同压下,相同体积的O2和O3两种气体中的氧原子数 B.温度和压强不同,相同质量的N2O和CO2两种气体的总原子数 C.相同物质的量、不同体积的NH3和CH4两种气体中的氢原子数 D.同温同压下,相同体积的C2H4和C2H2、C2H6的混合气体的总原子数 【解析】选B。同温同压下,相同体积的O2和O3的物质 的量相等,但O2和O3各分子含有的原子数目分别为2、3,故所含原子数目不相等,A错误;N2O和CO2 的摩尔质量 都是44 gmol-1,二者质量相同,物质的量相同,都是3 原子分子,含有原子总数相等,B正确;NH3
17、和CH4的物质 的量相同,但NH3和CH4分子所含氢原子数目分别为3、4,所含氢原子数目不相等,C错误;同温同压下,相同体积 的C2H4 和C2H2、C2H6的物质的量相等,但C2H4 和C2H2、C2H6各分子含有的原子数目分别为6、4、8,故所含原子数目不相等,D错误。5.(1)同温同压下,同体积的氨气和氧气的质量比是_,相同质量的氨气和氧气的体积比是_;(2)同温同压下同体积的H2和A气体的质量分别是 0.2 g和1.6 g,则气体A的相对分子质量为_,含有A的分子个数为_。【解析】同温同压同体积下,气体的质量比等于其摩尔质量之比,即1732;相同质量的氨气和氧气的体积比等于物质的量之比
18、,与其摩尔质量成反比,即3217;应用问题(1)的规律,知2M(A)=0.2 g1.6 g=18,则M(A)=16,1.6 g时为0.1 mol,即分子数是6.021022。答案:(1)1732 3217(2)16 6.021022 考向三 阿伏加德罗常数的正误判断 【通考点融会贯通】阿伏加德罗常数正误判断的六大关键 1.抓“两看”,突破气体与状况陷阱 一看状况:“气体”是否处在“标准状况”。二看状态:“标准状况”下,物质是否为“气体”(如CCl4、CHCl3、CH2Cl2、H2O、溴、SO3、己烷、HF、NO2、N2O4、乙醇、苯等在标准状况下均不为气体)。2.排“干扰”,突破质量(或物质的
19、量)与状况无关陷阱 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“组成”,突破陷阱(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)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,如一分子H2O2、CnH2n+2中化学键的数目分别为3、3n+1。4.要识破隐含的可逆反应,记住反应条件、反应物浓 度变化对反应的
20、影响,突破陷阱(1)2SO2+O2 2SO3 2NO2 N2O4 N2+3H2 2NH3(2)Cl2+H2O HCl+HClO 催化剂 高温、高压 催化剂 (3)NH3+H2O NH3H2O +OH-(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O(5)盐溶液中弱酸根离子或弱碱阳离子的水解。(6)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。4NH=5.不忘电解质溶液中的“弱电解质”“弱离子”(1)角度:从难电离、易水解的粒子的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上突破。(2)突破方法:细审题、抓“三看”:一看是否指明溶液的体积;二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子(或弱碱阳离子)
21、,如 1 L 0.1 molL-1 的乙酸溶液和 1 L 0.1 molL-1的乙酸钠溶液中含CH3COO-的数目不相等且都小于0.1NA;三看所给条件是否与电解质的组成有关,如pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 molL-1(与电解质的组成无关),0.05 molL-1 的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 molL-1(与电解质的组成有关),不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。6.明辨特殊氧化还原反应中的电子转移数目(1)角度:突破特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目。(2)突破方法。三步确定电子转移数目:(3)熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量)反应 物质
22、 转移电子的物质的量 或电子数目 Na2O2+CO2(或H2O)1 mol Na2O2 1 mol或NA 1 mol O2 2 mol或2NA 反应 物质 转移电子的物质的量 或电子数目 Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA Cl2+Fe 1 mol Cl2 2 mol或2NA1 mol Fe 3 mol或3NA【通考法一通百通】判断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用气体摩尔体积的前提 (1)当物质是气体时,应查看所给条件是不是标准状况;(2)当条件是标准状况时,应查看所给物质在标准状况下是不是气体。第二步:分析题干所给物理量与物质的量的
23、关系正确进行换算的前提 (1)已知某种物质的质量或物质的量时,则这些数据不受外界条件的限制。(2)已知数据是体积时,要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体。(3)已知数据是物质的量浓度或pH时,要关注是否给出了溶液的体积。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 (1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系。(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。【通考题触类旁通】角度1 涉及气体摩尔体积的NA的判断 1.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.(2018全国卷)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA B.(2018全
24、国卷改编)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为4NA C.(2017全国卷)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子 D.(2017全国卷)标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA 【解析】选A。标准状况下22.4 L氩气的物质的量是 1 mol,氩气是单原子分子,其中含有的质子数是18 NA,A正确;11.2 L二者的混合气体中含有的氢原子数为2NA,B项错误;标准状况下苯是液体,不能利用气体摩尔体积计算,C项错误;2.24 L任何气体的物质的量都为0.1 mol,因此其所含有的分子数都为0.1NA,D项错误。2.正
25、误判断,正确的打“”,错误的打“”(1)常温下,11.2 L氨气气体含有的氨气分子数为0.5NA()(2)标准状况下,2.24 L HF含有分子数为0.1NA()(3)标准状况下,22.4 L 乙醇中含有分子数为NA()(4)标准状况下,22.4 L氨气和氯化氢的混合气体中含有NA个分子()【解析】(1)不是标准状况下;(2)中HF和(3)中乙醇在标准状况下不是气体,(4)中两种气体反应生成固体氯化铵。答案:(1)(2)(3)(4)角度2 涉及物质组成与结构的NA的判断 3.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.(2018全国卷)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶
26、体粒子数为0.1 NA B.(2018全国卷)常温常压下,124 g P4中所含 PP键数目为4NA C.(2018全国卷)92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D.(2017全国卷)0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子 【解析】选D。16.25 g氯化铁的物质的量是16.25 g 162.5 gmol-1=0.1 mol,由于氢氧化铁胶粒是分子 的集合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于 0.1 NA,A错误;P4的结构为 ,分子中含有6个 PP键,124 g P4中含PP键数目为6NA,B项错误;1分 子丙三醇含有3个羟基,92.0 g丙三醇的物质的量是
27、1 mol,其中含有羟基数是3 NA,C错误;11B中含有5个质子、6个中子,0.1 mol 11B中含有0.6NA个中子,D项正确。4.正误判断,正确的打“”,错误的打“”(1)17 gOH与17 g OH-所含电子数均为10NA()(2)30 g SiO2中含有硅氧键个数为1NA()(3)32 g甲醇中所含共价键数目为5NA()(4)常温常压下,32 g O2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA()【解析】(1)一个羟基中有9个电子,而一个氢氧根离子中有10个电子,错误;(2)SiO2晶体中每个硅原子都以单键与周围的四个氧原子直接相连,故0.5 mol SiO2中含有硅氧键个数为2NA,
28、错误;(3)一个甲醇分子中有5个化学键,正确;(4)氧原子的物质的量为2 mol,正确。答案:(1)(2)(3)(4)角度3 涉及电解质溶液中粒子数目的NA的判断 5.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ()A.(2018全国卷)100 mL 1 molL-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA B.(2017全国卷)pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+C.(2017全国卷)1 L 0.1 molL-1NH4Cl溶液中,的数量为0.1NA D.(2016四川高考改编)0.1 L 0.5 molL-1CH3COOH 溶液中含有的H+数小于0.05NA 4NH【解析】
29、选D。FeCl3溶液中Fe3+发生水解,因此溶液中 含有的Fe3+数目小于0.1NA,故A项错误;溶液体积未定,无法计算氢离子个数,故B项错误;NH4Cl溶液中,发生水解,导致其物质的量小于0.1 mol,因此其数量 小于0.1NA,故C项错误,0.1 L 0.5 molL-1CH3COOH溶 液中醋酸的物质的量为0.05 mol,因为醋酸是弱酸,不 能完全电离,所以溶液中含有的H+数小于0.05NA,故D 项正确。4NH角度4 涉及隐含条件的NA的判断 6.NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ()A.(2017全国卷)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,
30、其分子总数为0.2NA B.(2017全国卷)密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个PCl键 C.(2018全国卷)密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA D.(2018全国卷)1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA【解析】选A。H2和I2的反应方程式为H2+I2 2HI,反应前后分子数不变,因此无论此反应的进行程度多 大,反应后体系中的总分子数不变,故A项正确。PCl3 与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应,所以1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5,增加的PCl键的数目 小于2NA个,故B项错误。SO2和O2的反应为可逆反应,反 应不能进行彻底,故C项错误。CH4与Cl2在光照下反应 生成的有机分子有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,故D项错误。