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(新高考)高考化学一轮复习课时练习第1章第1讲物质的量气体摩尔体积(含解析)
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这是一份(新高考)高考化学一轮复习课时练习第1章第1讲物质的量气体摩尔体积(含解析)，共33页。试卷主要包含了物质的量的单位——摩尔，摩尔质量，气体摩尔体积，阿伏加德罗定律等内容，欢迎下载使用。
物质的量
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
课 程 标 准
知 识 建 构
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。
2．能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
一、物质的量的单位——摩尔
1．基本概念及相互关系
2．物质的量的规范表示方法
如：1 mol H、0.5 mol O2、0.01 mol Na＋。
3．物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系
n＝或N＝n·NA或NA＝。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)阿伏加德罗常数就是6.02×1023( )
(2)仓库里存有1 mol小米( )
(3)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧( )
(4)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子( )
(5)1 mol O2中约含有6.02×1023个氧气分子( )
(6)等物质的量的O2和O3，所含氧原子数相同( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
二、摩尔质量
1．基本概念
2．物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系
n＝或m＝n·M或M＝。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)摩尔质量就是1 mol物质的质量( )
(2)硫酸的摩尔质量为98 g( )
(3)1 mol OH－的质量是17 g·mol－1 ( )
(4)2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍( )
(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相同( )
(6)22 g CO2中含有的氧原子数为NA( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
三、气体摩尔体积
1．影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
3．物质的量与气体体积、气体摩尔体积之间的关系
Vm＝或V＝n·Vm或n＝。
【诊断3】 下列叙述正确的是( )
A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C．标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L
D．标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
答案 D
解析 A项没有指明气体所处的状况，即温度、压强，错误；B项没有指明该物质的状态，错误；C项水在标准状况下不是气体，错误；D项是对气体摩尔体积概念的应用，正确。
四、阿伏加德罗定律
1．阿伏加德罗定律
可简单总结为“四同”：同温、同压、同体积、同分子数，并且“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
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
＝
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
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
【诊断4】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)在标准状况下，1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同，含有原子数也相同( )
(2)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同( )
(3)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA( )
(4)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同( )
(5)同温同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强比为2∶1( )
(6)同温、同压、同体积的CH4和NH3含有的质子数相等( )
答案 (1)× (2) √ (3)× (4) √ (5)× (6)√
考点一 物质的量、摩尔质量的有关计算
【典例1】 根据相关量的关系，完成下列填空：
(1)有以下四种物质：①22 g二氧化碳 ②8 g氢气
③1.204×1024个氮气分子 ④4 ℃时18 mL水，它们所含分子数最多的是________，所含原子数最多的________，质量最大的是________，所含电子数最多的是________(填序号)。
(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________。
(3)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Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA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 (1)② ② ③ ③
(2)62 g·mol－1 16 0.1 mol
(3)0.33NA 0.26
解析 (1)①22 g二氧化碳的物质的量为＝0.5 mol；②8 g氢气的物质的量为＝4 mol；
③1.204×1024个氮气分子的物质的量为＝2 mol，质量为2 mol×28 g/mol＝56 g；④4 ℃时18 mL水，其质量为18 mL×1 g/mL＝18 g，物质的量为＝1 mol；故所含分子数最多的是②8 g氢气；质量最大是③1.204×1024个氮气分子；
①22 g二氧化碳，含有原子物质的量为0.5 mol×3＝1.5 mol；②8 g氢气，含有原子物质的量为4 mol×2＝8 mol；③1.204×1024个氮气分子，含有原子物质的量为2 mol×2＝4 mol；④4 ℃时18 mL水，含有原子物质的量为1 mol×3＝3 mol；故所含原子数最多的是②8 g氢气；
①22 g二氧化碳，含有电子物质的量为0.5 mol×22＝11 mol；②8 g氢气，含有电子物质的量为4 mol×2＝8 mol；③1.204×1024个氮气分子，含有电子物质的量为2 mol×14＝28 mol；④4 ℃时18 mL水，含有电子物质的量为1 mol×10＝10 mol；故所含电子数最多的是③1.204×1024个氮气分子。
(2)1 mol Na2R中含2 mol Na＋，题目中有Na＋ 0.4 mol，则有0.2 mol Na2R。运用公式M＝得＝＝62 g·mol－1。Mr(Na2R)＝62，求得Mr(R)＝62－2×23＝16。根据n＝，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。
(3)Na0.35CoO2·1.3H2O的摩尔质量约为122 g·mol－1,12.2 g Na0.35CoO2·1.3H2O的物质的量为＝0.1 mol，因此12.2 g晶体的氧原子数为0.1NA×3.3＝0.33NA，氢原子的物质的量为0.1 mol×2.6＝0.26 mol。
物质中某指定微粒数目的计算技巧
(1)明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？
(2)原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数
如典例1(3)中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：
Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H
【对点练1】 (有关n＝＝的应用)在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是( )
A．1.5NA 2 mol B．1.5NA 32 g
C．3.01×1023 4 mol D．NA 64 g
答案 B
【对点练2】 (平均摩尔质量的计算)根据相关量的关系，完成下列填空：
(1)由8 g O2和28 g N2组成的混合气体的平均摩尔质量是________。
(2)在空气中N2、O2、Ar的体积分数分别约为78%、21%、1%，则空气的平均摩尔质量为________。
答案 (1)28.8 g·mol－1 (2)28.96 g·mol－1
解析 (1)＝28.8 g·mol－1
(2)28 g·mol－1×78%＋32 g·mol－1×21%＋40 g·mol－1×1%＝28.96 g·mol－1。
【对点练3】 (物质中某指定微粒数目的计算)国家地质调查局“海洋六号”考查船在我国南海北部发现了大量“可燃冰”，它是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
(1)32 g甲烷和________ g水所含的氢原子数相同。
(2)0.3 mol CH4分子中所含电子数与________个H2O分子中所含电子数相等。1.5 g CH中的电子数为________。
(3)已知，1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为________，x的值为________。
答案 (1)72 (2)0.3NA(或1.806×1023) 0.8NA
(3)160 g·mol－1 8
解析 (1)32 g CH4的物质的量为＝2 mol，即含8 mol氢原子，n(H2O)＝＝4 mol，m(H2O)＝4 mol×18 g·mol－1＝72 g。(2)CH4和H2O分子均含10个电子，则与0.3 mol CH4中所含电子数相等的水的物质的量为0.3 mol，则N＝nNA＝0.3NA或1.806×1023,1.5 g CH的物质的量为＝0.1 mol，每个CH中含有8个电子，故1.5 g CH含电子数为0.8NA。(3)由n＝，得水的物质的量为＝0.01 mol，则可燃冰的物质的量为0.01 mol，M＝＝160 g·mol－1，由16＋18x＝160可得x＝8。
摩尔质量的计算方法
考点二 气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的应用
【典例2】 三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)
B．若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C．同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是X
D．同温下，体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体，则压强比为1∶4
答案 C
解析 根据m＝nM＝M，分子数目相等的三种气体，相对分子质量越大，质量越大；因为不确定X、Y、Z三种气体分子中原子个数和组成，所以原子数相等的三种气体就不能确定三种气体的分子数，故A错误；三种气体体积均为2.24 L，Vm不一定等于22.4 L/mol，所以它们的物质的量不一定均为0.1 mol，故B错误；同温同压下，同质量的三种气体，密度和相对分子质量成正比，三种气体密度最小的是X，故C正确；同温同体积气体物质的量之比等于压强之比，Y、Z气体的压强比为＝＝＝＝＝4∶1，故D错误。
【对点练4】 (气体摩尔体积的有关计算)已知：①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl，下列关系正确的是( )
A．体积大小：④＞③＞②＞①
B．原子数目：①＞③＞④＞②
C．密度大小：④＞②＞③＞①
D．质量大小：④＞②＞③＞①
答案 D
解析 ①标准状况下，6.72 L NH3的物质的量为＝0.3 mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为＝0.2 mol；③5.6 g CH4的物质的量为＝0.35 mol；④HCl物质的量为0.5 mol。由上述计算可知，物质的量④＞③＞①＞②，相同条件下，体积大小为④＞③＞①＞②，A项错误；①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4＝1.2 mol，②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol，③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol×5＝1.75 mol，④0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol×2＝1 mol，所以原子数目③＞①＞④＞②，B项错误；同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，故密度大小④＞②＞①＞③，C项错误；①NH3的质量为17 g·mol－1×0.3 mol＝5.1 g，②H2S的质量为34 g·mol－1×0.2 mol＝6.8 g，③CH4质量为5.6 g，④HCl质量为36.5 g·mol－1×0.5 mol＝18.25 g，故质量大小④＞②＞③＞①，D项正确。
【对点练5】 (2020·北京高考改编)下列说法正确的是( )
A．同温同压下，O2和CO2的密度相同
B．质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数相同
C．物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同
D．同温同压下，等质量的O2和O3的体积比为1∶1
答案 C
解析 A项，同温同压下，O2和CO2的体积相同时，其质量之比为32∶44，则密度之比为32∶44，密度不相同，错误；B项，质量相同的H2O和D2O(重水)的物质的量之比为20∶18，分子中均含有3个原子，则所含的原子数之比为20∶18，原子数不相同，错误；C项，每个CH3CH2OH和CH3OCH3中含共价键数均为8条，则物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同，正确；D项，同温同压下，等质量的O2和O3的体积比即为物质的量之比，即＝＝3∶2，错误。
(1)阿伏加德罗常数及其推论的适用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体。
(2)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等。
(3)阿伏加德罗定律的推论可以通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出。
微专题1 突破阿伏加德罗常数判断的6个“陷阱”
陷阱1 对气体摩尔体积“22.4 L·mol－1”的使用条件设置陷阱
【典例1】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·全国Ⅲ)22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子( )
(2)(2020·海南高考)标准状况下，22.4 L C2H5OH所含氢原子数为0.6NA( )
(3)(2018·全国卷Ⅰ)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA( )
(4)(2017·全国Ⅲ)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
解析 (1)标准状况下22.4 L氮气为1 mol，若该氮气分子中的氮原子全部为14N，则每个N2分子含有(14－7)×2＝14个中子，1 mol该氮气含有14NA个中子，不是7NA，且构成该氮气的氮原子种类并不确定，故说法错误；(2)标准状况下，C2H5OH是液体不是气体，不能用气体摩尔体积进行计算，故说法错误。(3)标准状况下，氩气为气体，可利用n＝求22.4 L氩气的物质的量为＝1 mol，又因每个氩气分子含有18个质子，故含有的质子数为18NA，故说法正确；(4)标准状况下苯为液体，不能用气体摩尔体积计算苯的物质的量也不能计算苯燃烧生成的CO2分子数，故说法错误。
陷阱突破
解答此类试题，突破的关键是抓住“三看”：
陷阱2 对一定量的混合物中微粒数的计算设置陷阱
【典例2】 (2021·1月福建新高考适应性考试，3)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L－1 KNO3溶液中离子总数大于0.2NA
B.DO和T2O的混合物1.1 g, 含有的质子数为0.5NA
C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数小于0.3NA
答案 B
解析 溶液体积未知，无法确定溶液中离子数目，A错误；DO和T2O的摩尔质量均为22 g·mol－1，所以1.1 g混合物的物质的量为0.05 mol，一个DO分子和一个T2O分子均含有10个质子，所以混合物含有的质子数为0.5NA，B正确；5.6 g Fe的物质的量为0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；H2和I2反应的化学方程式为H2＋I22HI，反应前后分子总数不变，所以0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数为0.3NA，D错误。
陷阱突破
(1)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。
(2)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。
(3)物质的量相同的分子含有的分子数相同，原子数不一定相同。如CO2与CO的混合气体若为1 mol，则含分子数为NA，原子数介于2NA和3NA之间。
陷阱3 对一定量物质中微观粒子与共价键数目的计算设置陷阱
【典例3】 (2021·1月河北学业水平选择考适应性测试，6)NA是阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1 mol氮气分子中含有π键的数目为2NA
B.1 mol氩气分子中含有原子的数目为NA
C.1 mol氯化钠中含有Na＋的数目为NA
D.1 mol白磷中含有P—P共价键的数目为4NA
答案 D
解析 白磷分子的结构为正四面体结构，每个白磷分子含有6条P—P键，1 mol 白磷分子中含有6 mol P—P键。
陷阱突破
(1)记住特殊物质中所含分子、原子、电子、质子、中子等的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等，理清整体与部分的关系。
(2)记住常考特殊物质的结构，如Na2O2是由Na＋和O构成，而不是Na＋和O2－；NaCl为离子化合物，只有离子，没有分子等；NaHSO4熔化状态为Na＋、HSO，而水溶液中为Na＋、H＋、SO等。
(3)在分析理解的基础上记准常考物质所含化学键的数目，如
1 mol物质
P4
Si
SiO2
石墨
金刚石
S8
()
化学键
P—P
Si—Si
Si—O
C—C
C—C
S—S
共价键数目
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
8NA
陷阱4 对电解质溶液中微粒数目的计算设置陷阱
【典例4】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·全国卷Ⅲ)1 L 1 mol·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子( )
(2)(2020·海南卷)1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液含CO的数目为0.1NA( )
(3)(2019·全国卷Ⅱ)1 L 0.1 mol·L－1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA( )
(4)(2019·全国卷Ⅲ)关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，每升溶液中的H＋数目为0.02NA( )
(5)(2018·全国卷Ⅱ)100 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
解析 (1)1 mol NaCl中含有28NA个电子，但该溶液中除NaCl外，水分子中也含有电子，故说法错误；(2)因CO发生水解反应，所以1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中含CO的数目小于0.1NA，故说法错误；(3)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，故说法错误；(4)常温下pH＝2，则溶液中氢离子浓度是0.01 mol/L，因此每升溶液中H＋数目为0.01NA，故说法错误；(5)FeCl3的物质的量为0.1 mol，又因FeCl3为强酸弱碱盐，存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，故含有Fe3＋的数目小于0.1NA，故说法错误。
陷阱突破
细审题、抓“四看”：
陷阱5 对氧化还原反应中转移电子数的计算设置陷阱
【典例5】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·浙江1月选考)Cr2O＋ne－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，则每生成1 mol Cr3＋转移电子数为3NA( )
(2)(2020·海南卷)78 g Na2O2与足量水完全反应，转移电子数为NA( )
(3)(2019·浙江4月选考)2.3 g Na与O2完全反应，转移电子数介于0.1NA和0.2NA之间( )
(4)(2017·全国Ⅱ)2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)根据电荷守恒得n＝6，所以每生成1 mol Cr3＋，转移3 mol电子，故该说法正确；(2)Na2O2与水反应生成1 mol O2，转移电子数为2 mol,78 g Na2O2是1 mol，只能生成0.5 mol O2，所以转移电子数为NA，故说法正确；(3)2.3 g Na(0.1 mol)与O2完全反应，不论生成Na2O，还是Na2O2，转移电子数均为0.1NA，故说法错误；(4)2.4 g Mg为0.1 mol，与硫酸完全反应转移电子为0.2NA，故说法错误。
陷阱突破
陷阱6 对一些特殊反应或隐含反应的微粒数计算设置陷阱
【典例6】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2018·全国卷Ⅱ)密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA( )
(2)(2017·全国卷Ⅱ)0.1 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( )
(3)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA( )
(4)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)SO2与O2反应生成SO3为可逆反应，反应不能进行彻底，故混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，故说法错误；(2)H2与I2的反应虽为可逆反应，但由于反应前后物质的总物质的量不变，因此不论反应进行程度如何，分子总数均为0.2NA，故说法正确；(3)1 mol N2不能完全反应，生成的氨分子数小于2NA，说法错误；(4)2 mol NO与1 mol O2发生反应2NO＋O2===2NO2，生成2 mol NO2，因为存在2NO2 N2O4，则产物的分子数小于2NA，故说法错误。
陷阱突破
熟记常见的特殊反应、隐含反应和特殊变化
(1)NO与O2反应生成NO2，NO2又部分转化成N2O4。
(2)可逆反应不能反应完全：①如N2与H2化合生成NH3；②SO2与O2反应生成SO3；③Cl2与H2O反应；④Cl2与PCl3反应；⑤H2与I2反应；⑥酯化反应和酯的水解反应等。
(3)浓度变化导致的化学反应的变化：①MnO2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，反应停止。②Cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，反应停止。③Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，得到NO2和NO的混合气体。④Zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，得到SO2和H2的混合气体。⑤常温下，铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。
(4)金属精炼时阳极杂质的反应。
1．(2020·山东模考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，1个氧气分子体积为 cm3
B．铜电解精炼时，当阳极减少64 g时，电路中转移电子数为2NA
C．标准状况下22.4 L Cl2完全溶于水时，所得溶液中含氯微粒总数为2NA
D．NaCl晶体中Na＋与最近Cl－的核间距为a cm，则其晶体密度为 g·cm－3
答案 D
解析 标准状况下，1个O2分子的体积是由O2分子的大小决定即不是由分子之间的间隔决定，标准状况下气体的体积主要由分子之间的距离决定，此时的气体不是O2分子的紧密堆积，故不能用气体摩尔体积来计算1个O2分子的大小，A项错误；电解精炼铜时，阳极中含有Cu、Ni、Zn等金属，Zn、Ni先放电，当阳极质量减少64 g时，电路中转移电子数不等于2NA，B项错误；标准状况下，22.4 L Cl2的物质的量为1 mol，完全溶于水时，所得溶液中含氯的微粒有Cl2、HClO、Cl－、ClO－，根据氯原子守恒可知：2n(Cl2)＋n(HClO)＋n(ClO－)＋n(Cl－)＝2 mol，故含氯微粒总数小于2NA，C项错误；NaCl晶胞中，Na＋数目为1＋12×＝4，Cl－的数目为8×＋6×＝4，则晶胞的质量为，与最近Cl－的核间距离为a cm，则体积为8a3 cm3，其晶体密度为 g·cm－3，D项正确。
2.(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，3)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA
B.标准状况下，2.24 L环己烷的分子数为0.1NA
C.1 L 0.01 mol·L－1 溶液中，的离子数目之和为0.01NA
D.电极反应LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，每转移1 mol电子释放2NA个Li＋
答案 A
解析 A.H2S中的价层电子对数为：＋2＝4，则1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA，正确；B.环己烷在标准状况下是液态，错误；C. 溶于水电离出的既可以水解，又能电离，溶液中存在的含C粒子有，它们三者的离子数目之和为0.01NA，错误；D.根据电极反应式，每转移1 mol电子释放NA个Li＋，错误。
3.(2021·1月湖南普高校招生适应性考试，4)已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.常温常压下，22.4 L CH4含有电子数为10NA
B.6 g CH3COOH分子中含有共价键数为0.8NA
C.1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中含CO数为0.1 NA
D.密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2反应，生成SO3的分子数为2NA
答案 B
解析 常温常压下，气体摩尔体积不为22.4 L·mol－1，22.4 L气体不为1 mol，故A错误；一个醋酸分子含有8个共价键，6 g CH3COOH的物质的量是＝0.1 mol，其分子中含有共价键数为0.8NA，故B正确；1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中碳酸根离子水解，则含CO数小于0.1NA，故C错误；密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2的反应是可逆反应，生成SO3的分子数小于2NA，故D错误。
4.(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，11)设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A.1 mol Cl2和Fe充分反应，转移电子数为3NA
B.标准状况下，1.12 L苯含有C—H键的个数为3NA
C.22 g CO2和足量Na2O2反应，产生的气体的分子数为0.25NA
D.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解，生成乙醇的分子数为1.0NA
答案 C
解析 A.1 mol Cl2和Fe充分反应，Cl原子的化合价由0价变为－1价，转移电子数为2NA，A说法错误；B.标准状况下，苯为液体，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，B说法错误；C.22 g CO2的物质的量为0.5 mol，其与足量Na2O2反应，产生0.25 mol的氧气，则气体的分子数为0.25NA，C说法正确；D.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解为可逆反应，则生成乙醇的分子数小于0.5NA，D说法错误。
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．17 g —OH中含有的电子数为10NA
B．25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，则BaSO4饱和溶液中Ba2＋数目为1×10－5NA
C．1 L 1 mol·L－1 CH3COONH4溶液中CH3COO－与NH数目均为NA
D．含0.5 mol晶胞(如图)的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA
答案 D
解析 A项，n(—OH)＝＝1 mol,1 mol羟基(—OH)含有的电子数为9NA，错误；B项，依据n＝cV可知，溶液体积未知，无法计算钡离子数目，错误；C项，CH3COONH4为弱酸弱碱盐，醋酸根离子和铵根离子均会水解，因此溶液中CH3COO－与NH的数目均小于NA，错误；D项，该晶胞中O2－个数＝8×＋1＝2、Cu＋个数为4，含0.5 mol晶胞的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA，D正确。
微专题2 气体体积的测量与气体摩尔体积的测定
1．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管吸收后剩余气体的体积。
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。
2．解答量气装置读数时的答题模板
(1)将××××恢复至室温。
(2)调节×××与×××两端液面相平。
(3)视线与×××在同一水平线上。
3．误差分析与讨论
(1)气体在对应液体中的溶解度应较小(难溶)，否则会因溶解造成误差。
(2)装置F连接左、右两部分的长导管实验前无液体，实验后充满液体，存在系统误差。
【案例】 气体摩尔体积的应用
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(用小写字母表示)应是________接________、________接________、________接________、________接________。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是________________(填序号)。
①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；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，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，于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是_______________________________________。
②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)a h g b c f e d
(2)③②④① (3) (4)偏小
(5)①平衡分液漏斗与锥形瓶内气体压强，使稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1－V2
解析 (1)根据实验目的及各装置的特点分析可知，利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。
(3)由题意知：
Mg ～ H2
M 22.4 L
m (Va－Vb)×10－3 L
所以M＝。
(4)由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。
1．某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
(一)甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式： _______________________。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：______________________________________________________________。
(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：________(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述理由：_______________________________________。
(二)乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置(量液管大刻度在上面)。
实验中准确测定出4个数据，如下表：
实验前
实验后
铝铜合金质量(g)
m1
m2
量液管(C)体积(mL)
V1
V2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm＝________________________。
答案 (一)(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大
(3)量筒内收集到水的体积
(4)没有 相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等
(二) L/mol
解析 (一)(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。
(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。
(4)装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排出空气的体积相等，所以没有影响。
(二)
2Al ＋6H＋===2Al3＋＋ 3H2↑
2 mol 3 mol
mol
Vm＝ L/mol。
2．(2020·天津学业水平等级考试，15)为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：
①按如图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(1)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝________ mol·L－1(列出计算表达式)。
(2)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(3)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________(填“是”或“否”)。
答案 (1) (2)偏高 (3)否
解析 (1)消耗的锌的物质的量为 mol，生成的n(H2)＝ mol，因此与CuSO4反应的Zn的物质的量为(－) mol，故c(CuSO4)＝ mol·L－1。(2)当E管液面高于D管时，说明C、D中气体压强大于大气压，这样测量出的气体体积值偏小，由c(CuSO4)的计算表达式知测量出的c(CuSO4)偏高。(3)由于MgSO4不能与锌反应，故不能用此方法测定MgSO4溶液的浓度。
1．(2020·7月浙江选考，19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．4MnO＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O,1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA
B．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2＋
C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA
D．1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA
答案 A
解析 MnO中Mn为＋7价，MnO～Mn2＋转移5个电子，4 mol MnO完全转化为Mn2＋转移20 mol电子，A项正确；粗铜中含有Zn、Fe、Ag等杂质，电解时比铜活泼的金属先放电，消耗的铜小于32 g，B项错误；不知道溶液的体积，H＋数无法求出，C项错误；碳酸根离子水解，阴离子数大于0.100NA，D项错误。
2.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，3)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.5.6 g铁粉与足量硝酸加热充分反应后，产生H2的分子数为0.1NA
B.标准状况下22.4 L O2与足量H2反应生成H2O，转移的电子数为4NA
C.1 L 0.1 mol/L硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
D.1 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中Ba2＋数目为0.1NA
答案 B
解析 A项，铁与硝酸反应不生成H2，错误；B项，1mol O2反应生成2 mol H2O，转移4 mol电子，正确；C项，硫酸钠溶液中溶剂水中也含有氧原子，错误；D项，n(OH－)＝0.1 mol，n[Ba(OH)2]＝0.05 mol，错误。
3．(2019·江苏化学，20节选)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图。
①写出400～600 ℃范围内分解反应的化学方程式：
______________________________________________________________。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是
______________________________________________________________。
答案 ①CaC2O4CaCO3＋CO↑
②CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔
解析 ①M(CaC2O4·H2O)＝146 g·mol－1，取1 mol CaC2O4·H2O，质量为146 g，当剩余质量为128 g时，质量减少了18 g，即减少1 mol H2O，结合题图1知，在400 ℃时，固体的化学式为CaC2O4；当剩余质量为100 g时，质量又减少了28 g，即减少1 mol CO，CaC2O4失去1个CO后变成CaCO3，所以在400 ℃至600℃时发生的反应为CaC2O4CaCO3＋CO↑。②CaC2O4·H2O热分解会放出CO、CO2、H2O等气体，可以使制备的CaO变得更加疏松多孔，这样得到的CaO吸收CO2的性能更好。
4．(2020·7月浙江选考，28节选)化合物X由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物；取3.01 g X，用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成A1和A2两等份，完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液)：
要求同时满足：①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素；
②反应原理与“HCl＋NH3===NH4Cl”相同。
则：组成X的四种元素是N、H和________(填元素符号)，X的化学式是________。
答案 Al、Cl AlCl3NH3
解析 根据产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物，可推测Y为NH3；根据白色沉淀C可溶于NaOH溶液，可推测C为Al(OH)3，C经灼烧得到的白色固体D为Al2O3，n(Al2O3)＝＝0.005 mol；根据白色沉淀E不溶于稀硝酸，可推测E为AgCl，n(AgCl)＝＝0.06 mol。由于n(HCl)＝0.06 mol，将溶液A分为两等份，则每份中由HCl提供的Cl－为0.03 mol，故A2中由X提供的Cl－为0.03 mol。组成X的四种元素除了N、H，还有Al、Cl。3.01 g X中n(Al)＝0.005 mol×2×2＝0.02 mol，n(Cl)＝0.03 mol×2＝0.06 mol，n(N)＝n(NH3)＝×2＝0.02 mol，则m(H)＝3.01 g－27 g·mol－1×0.02 mol－35.5 g·mol－1×0.06 mol－14 g·mol－1×0.02 mol＝0.06 g，故n(H)＝＝0.06 mol，N、H、Al、Cl的原子个数比为0.02 mol∶0.06 mol∶0.02 mol∶0.06 mol＝1∶3∶1∶3，故X的化学式为AlCl3NH3。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．清末成书的《化学鉴原》中有一段描述：“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八)，……一分剂轻气(氢气)为一，……并之即水，一分剂为九”。其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是( )
A．摩尔质量 B．物质的量
C．化合价 D．质量分数
答案 A
解析 根据“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’”。氧气八分为一分剂，氢气一分为一分剂，水九分为一分剂，则氧气的分剂数为八，氢气的分剂数为一，水的分剂数为九，即8份氧气与一份氢气化合生成九份水，满足O2＋2H2===2H2O中的质量守恒，因此与“分剂数”一词最接近的现代化学概念为摩尔质量。
2．顺铂是一种用于治疗癌症的药物，它的结构如图所示。关于1 mol顺铂的下列说法中，正确的是( )
A．含氮元素的质量为14 g
B．含铂原子的数目约为6.02×1024
C．含氯元素的质量为35.5 g
D．含氢原子的物质的量为6 mol
答案 D
解析 根据图示球棍模型可知，顺铂的化学式为PtCl2(NH3)2，A项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有2 mol N原子，含氮元素的质量为14 g/mol×2＝28 g，错误；B项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有1 mol Pt原子，含铂原子的数目约为6.02×1023，错误；C项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有2 mol Cl原子，含有Cl元素的质量为：35.5 g/mol×2 mol＝71 g，错误；D项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有H原子的物质的量为：1 mol×6＝6 mol，正确。
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，N表示粒子数。下列叙述正确的是( )
A．6.0 g SiO2晶体中含有共价键的个数为0.2NA
B．将1 mol Cl2通入水中，则n(HClO)＋n(Cl－)＋n(ClO－)＝2NA
C．3.0 g含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NA
D．将CO2通过Na2O2使其质量增加a g时，反应转移的电子数为
答案 C
解析 A项，6.0 g二氧化硅的物质的量为n＝＝0.1 mol，而二氧化硅中含4条共价键，故0.1 mol二氧化硅中含硅氧键为0.4NA个，错误；B项，氯气和水的反应是可逆反应，不能反应彻底，故所得溶液中含氯气分子，故n(HClO)＋n(Cl－)＋n(ClO－)＜2 mol，错误；C项，甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O，故3 g混合物中含有的CH2O的物质的量为0.1 mol，故含原子数为0.4NA个，正确；D项，将CO2通过Na2O2中：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2↑，每当增重28 g，转移1 mol电子，故当增重a g时，转移 mol电子，即个，错误。
4．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1
D．6 g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子
答案 B
解析 A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；B项，6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1 mol，质量为60 g，正确；C错误；D项，6 g偏二甲肼的物质的量为＝0.1 mol，分子数为0.1NA，错误。
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 mol丙烯分子中含有π键的数目为2NA
B．1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA
C．1 mol C中含有的π键数目为2NA
D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
答案 C
解析 A项，丙烯分子有1个π键，故1 mol丙烯分子中含有π键的数目为NA，错误；B项，一个环戊二烯()分子中含有σ键的数目为11，则1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为11NA，错误；C项，1 mol C中含有2NA个π键，正确；D项，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目是3NA，错误。
6．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和O2
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C3H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
答案 C
解析 由N＝nNA＝×NA知，两种气体的质量相同，摩尔质量相同，所以所含分子数相同，由于N2和O2的摩尔质量不同，所以它们的分子数不同，且氮气和氧气都是双原子分子，所含有的原子数不同，故A错误；气体体积受温度和压强的影响，同温同体积的H2和N2，因为压强未知，所以两种气体的物质的量不一定相同，所含分子数不一定相同，导致所含原子数不一定相同，故B错误；同体积同密度的C2H4和C3H6，两种气体的质量相同，由N＝nNA＝×NA结合分子构成知，所含原子数相同，故C正确；气体体积受温度和压强的影响，因为温度未知，所以同压同体积的N2O和CO2，两种气体的物质的量不一定相等，所含分子数不一定相等，导致所含原子数不一定相等，故D错误。
7．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列结论错误的是( )
A．完全电解2 mol H2O断裂的σ键键数为4NA
B．标准状况下，11.2 L CO2中含有的π键键数为2NA
C．1 mol金刚石晶体中含有的C—C键键数为2NA
D．128 g金属铜中含有如图所示的晶胞数为0.5NA
答案 B
解析 A．水的结构式为H—O—H，因此完全电解2 mol H2O断裂的σ键键数为4NA，A正确；B.一个CO2中含有2个碳氧双键，每个碳氧双键中含一个π键，故11.2 L CO2中含有的π键键数为NA，B错误；C.金刚石中每个碳原子形成4个C—C键，每个C—C键被两个碳原子共用，C正确；D.晶胞中含有8×1/8＋6×1/2＝4个铜原子，128 g金属铜的物质的量是2 mol，其中含有如图所示的晶胞数为0.5NA，D正确。
8．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.5 mol雄黄中共有4NA个共价键
As4S4
B．通过核反应Am＋Ca→288Mc＋3n生成2.88 g镆(Mc)，同时产生中子(n)数为0.3NA
C．100 g 3.4%的过氧化氢溶液中氧原子数为0.2NA
D．常温常压下，2.8 g由CO与N2组成的混合物中含有的质子总数为1.4NA
答案 D
解析 A．1个雄黄中含10个共价键，则0.5 mol雄黄中含5NA个共价键，A错误；B.Mc的质量数为288,2.88 g镆的物质的量为0.01 mol，反应掉1 mol镆原子，生成3 mol中子，故0.01 mol Mc产生的中子数为0.03NA，B错误；C.在该溶液中除H2O2中含有O原子外，溶剂水中也存在O原子，因此100 g 3.4%的过氧化氢溶液中氧原子数大于0.2NA，C错误；D.CO与N2相对分子质量都是28，二者分子中含有的质子数都是14,2.8 g由CO与N2组成的混合物的物质的量是0.1 mol，则其中含有的质子总数为1.4NA，D正确。
9．臭氧已成为夏季空气污染的元凶，地表产生臭氧的机理如图所示。设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．该过程中，O3是催化剂
B．16 g O3和O2的混合气体，所含质子数为8NA
C．0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，可得到0.5 mol·L－1的硝酸溶液
D．标准状况下，各5.6 L的NO和O2混合后，气体总物质的量为0.5 mol
答案 B
解析 A．该反应的过程为：①NO2NO＋O，②O2＋O→O3，③NO＋O3→O2＋NO2，O3是中间产物，故A错误；B.O2和O3都是由氧原子构成的，16 g混合物即16 g氧原子，n(O)＝＝1 mol,1 mol氧原子含有8 mol质子，个数为8NA，故B正确；C.0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此得到硝酸的物质的量为0.33 mol，可得到0.33 mol·L－1的硝酸溶液，故C错误；D.各5.6 L的NO和O2的物质的量均为：＝0.25 mol，但混合后发生反应生成NO2，气体的物质的量减小，故D错误。
10．如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，A、C内的气体密度相等。下列说法不正确的是( )
A．物质的量：n(X)
C．气体的体积：V(X)＝V(Y)
D．摩尔质量：M(X)＝M(Y)
答案 A
解析 当隔板静止时，表示隔板两侧气体的压强相等，容器恒温，所以处于同温同压的环境，同温同压下，气体的密度比等于其摩尔质量的比，A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等。题目中通入的三种气体的质量相等，所以X、Y物质的量一定相等，选项A错误；X、Y物质的量一定相等，即分子数相等，选项B正确；X、Y物质的量一定相等，同温同压下体积一定相等，选项C正确；气体X、Y的摩尔质量相等，选项D正确。
11．硝酸钠是一种重要的无机化工原料和农用肥料，主要用于制造硝酸钾、炸药、苦味酸和其他硝酸盐，硝酸尾气吸收法工艺流程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．常温常压下，4.6 g NO2气体中含有的气体分子数为0.1NA
B．1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，Na＋和CO的总数为0.3NA
C．“碱液吸收”时，若有2.24 L O2被吸收，则反应过程中转移的电子数为0.4NA
D．母液可返回至“纯化”步骤中循环利用
答案 D
解析 A．二氧化氮气体存在与四氧化二氮气体的化学平衡：2NO2N2O4，所以4.6 g NO2气体物质的量为：＝0.1 mol，含有的气体分子数小于0.1NA，故A错误；B.碳酸根离子为弱酸根离子，水溶液中部分水解，所以1 L 0.1mol/L Na2CO3溶液中，Na＋和CO的总数小于0.3NA，故B错误；C.气体状况未知，无法计算氧气物质的量，无法计算转移电子数，故C错误；D.依据流程图可知母液中含有硝酸可以回收利用，故D正确。
12．用6.02×1023表示阿伏加德罗常数(NA)的值，下列说法中错误的是( )
A．5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)＝1.204×1023个
B.16.85 g CsCl晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元
C．6.5 g Zn与一定量浓H2SO4反应完全溶解，转移的电子数为0.2NA
D．1 mol —CH3中的电子数为5.418×1024个
答案 A
解析 A．氯气与水反应为可逆反应，不能进行到底，部分仍然以氯气分子形式存在，依据原子个数守恒可知：5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)＜1.204×1023个，故A错误；B.1个CsCl晶胞含有Cs＋个数为1个，含有Cl－个数：×8＝1，CsCl的摩尔质量为168.5 g/mol,16.85 g CsCl晶体中含有如图所示的结构单元物质的量为＝0.1 mol，个数为0.1NA，即6.02×1022个，故B正确；C.6.5 g锌的物质的量为＝0.1 mol,0.1 mol锌完全反应生成0.1 mol锌离子，转移了0.2 mol电子，转移电子数一定为0.2NA，故C正确；D.1个—CH3中含有9个电子，则1 mol —CH3中的电子数为：1 mol×9×6.02×1023 mol－1＝5.418×1024个，故D正确。
二、非选择题(本题包括3小题)
13．标准状况下，在乙室中充入1.2 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时活塞如图。已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g。
请回答下列问题：
(1)甲室中气体的物质的量为________ mol。
(2)甲室中气体的质量为________ g。
(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为________，质量之比为________。
(4)如果将活塞a去掉，当HCl与NH3完全反应后，活塞b将静止于刻度“________”(填数字)处。
答案 (1)2 (2)10 (3)1∶4 17∶8 (4)6
解析 (1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 mol。(2)HCl气体的质量为1.2 mol×36.5 g·mol－1＝43.8 g，则甲室中气体的质量为43.8 g－33.8 g＝10 g。(3)设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，可得
解得x＝0.4 mol，y＝1.6 mol，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 mol∶1.6 mol＝1∶4，其质量之比＝1×17∶4×2＝17∶8。(4)甲室中NH3的物质的量为0.4 mol，能与0.4 mol HCl反应，剩余气体为2.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b会移至“6”处。
14．合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比4∶5，其中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水)__________________________________________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________，生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·mol－1)。
答案 (1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑ (4)6 g 12 L
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol，根据铁、氧原子物质的量之比得：(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，Fe2＋与Fe3＋物质的量之比＝x∶2y＝1∶1。(2)根据催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2，可推知，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，混合物中铁的质量分数为×100%≈72%。(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，原料480 g Fe2O3的物质的量为3 mol，Fe2O3～2FeO，原料中必须有的Fe2O3参加反应，即1 mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 mol C反应，即6 g C，生成CO2为0.5 mol，在该条件下体积为12 L。
15．如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的化学式。
在注射器A中装有240 mL气体X，慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到下面的实验结果：
实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集的气体是氮气。
试回答下列问题：
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24000 mL，则X的摩尔质量是________ g·mol－1。
(3)通过计算，确定X的化学式为_______________________________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)：_____________________________________________________________。
答案 (1)N(氮)、H(氢) (2)32 (3)N2H4 (4)2CuO＋N2H42Cu＋N2＋2H2O
解析 (1)由题意分析知B管中发生的反应为X＋CuOCu＋N2＋H2O可推知X由N、H两种元素组成。
(2)240 mL X的物质的量为240 mL/24 000 mL·mol－1＝0.01 mol，其中m(N)＝0.28 g，m(H)＝×2×1 g·mol－1＝0.04 g，故X的摩尔质量为＝32 g·mol－1。
(3)＝∶＝1∶2，则X的最简式为NH2，最简式量为16，故＝2，推知X的化学式为N2H4。
物质的量
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
课 程 标 准
知 识 建 构
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。
2．能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
一、物质的量的单位——摩尔
1．基本概念及相互关系
2．物质的量的规范表示方法
如：1 mol H、0.5 mol O2、0.01 mol Na＋。
3．物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系
n＝或N＝n·NA或NA＝。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)阿伏加德罗常数就是6.02×1023( )
(2)仓库里存有1 mol小米( )
(3)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧( )
(4)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子( )
(5)1 mol O2中约含有6.02×1023个氧气分子( )
(6)等物质的量的O2和O3，所含氧原子数相同( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
二、摩尔质量
1．基本概念
2．物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系
n＝或m＝n·M或M＝。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)摩尔质量就是1 mol物质的质量( )
(2)硫酸的摩尔质量为98 g( )
(3)1 mol OH－的质量是17 g·mol－1 ( )
(4)2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍( )
(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相同( )
(6)22 g CO2中含有的氧原子数为NA( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
三、气体摩尔体积
1．影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
3．物质的量与气体体积、气体摩尔体积之间的关系
Vm＝或V＝n·Vm或n＝。
【诊断3】 下列叙述正确的是( )
A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C．标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L
D．标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
答案 D
解析 A项没有指明气体所处的状况，即温度、压强，错误；B项没有指明该物质的状态，错误；C项水在标准状况下不是气体，错误；D项是对气体摩尔体积概念的应用，正确。
四、阿伏加德罗定律
1．阿伏加德罗定律
可简单总结为“四同”：同温、同压、同体积、同分子数，并且“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
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
＝
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
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
【诊断4】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)在标准状况下，1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同，含有原子数也相同( )
(2)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同( )
(3)标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA( )
(4)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同( )
(5)同温同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强比为2∶1( )
(6)同温、同压、同体积的CH4和NH3含有的质子数相等( )
答案 (1)× (2) √ (3)× (4) √ (5)× (6)√
考点一 物质的量、摩尔质量的有关计算
【典例1】 根据相关量的关系，完成下列填空：
(1)有以下四种物质：①22 g二氧化碳 ②8 g氢气
③1.204×1024个氮气分子 ④4 ℃时18 mL水，它们所含分子数最多的是________，所含原子数最多的________，质量最大的是________，所含电子数最多的是________(填序号)。
(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________。
(3)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Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA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 (1)② ② ③ ③
(2)62 g·mol－1 16 0.1 mol
(3)0.33NA 0.26
解析 (1)①22 g二氧化碳的物质的量为＝0.5 mol；②8 g氢气的物质的量为＝4 mol；
③1.204×1024个氮气分子的物质的量为＝2 mol，质量为2 mol×28 g/mol＝56 g；④4 ℃时18 mL水，其质量为18 mL×1 g/mL＝18 g，物质的量为＝1 mol；故所含分子数最多的是②8 g氢气；质量最大是③1.204×1024个氮气分子；
①22 g二氧化碳，含有原子物质的量为0.5 mol×3＝1.5 mol；②8 g氢气，含有原子物质的量为4 mol×2＝8 mol；③1.204×1024个氮气分子，含有原子物质的量为2 mol×2＝4 mol；④4 ℃时18 mL水，含有原子物质的量为1 mol×3＝3 mol；故所含原子数最多的是②8 g氢气；
①22 g二氧化碳，含有电子物质的量为0.5 mol×22＝11 mol；②8 g氢气，含有电子物质的量为4 mol×2＝8 mol；③1.204×1024个氮气分子，含有电子物质的量为2 mol×14＝28 mol；④4 ℃时18 mL水，含有电子物质的量为1 mol×10＝10 mol；故所含电子数最多的是③1.204×1024个氮气分子。
(2)1 mol Na2R中含2 mol Na＋，题目中有Na＋ 0.4 mol，则有0.2 mol Na2R。运用公式M＝得＝＝62 g·mol－1。Mr(Na2R)＝62，求得Mr(R)＝62－2×23＝16。根据n＝，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。
(3)Na0.35CoO2·1.3H2O的摩尔质量约为122 g·mol－1,12.2 g Na0.35CoO2·1.3H2O的物质的量为＝0.1 mol，因此12.2 g晶体的氧原子数为0.1NA×3.3＝0.33NA，氢原子的物质的量为0.1 mol×2.6＝0.26 mol。
物质中某指定微粒数目的计算技巧
(1)明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？
(2)原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数
如典例1(3)中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：
Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H
【对点练1】 (有关n＝＝的应用)在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是( )
A．1.5NA 2 mol B．1.5NA 32 g
C．3.01×1023 4 mol D．NA 64 g
答案 B
【对点练2】 (平均摩尔质量的计算)根据相关量的关系，完成下列填空：
(1)由8 g O2和28 g N2组成的混合气体的平均摩尔质量是________。
(2)在空气中N2、O2、Ar的体积分数分别约为78%、21%、1%，则空气的平均摩尔质量为________。
答案 (1)28.8 g·mol－1 (2)28.96 g·mol－1
解析 (1)＝28.8 g·mol－1
(2)28 g·mol－1×78%＋32 g·mol－1×21%＋40 g·mol－1×1%＝28.96 g·mol－1。
【对点练3】 (物质中某指定微粒数目的计算)国家地质调查局“海洋六号”考查船在我国南海北部发现了大量“可燃冰”，它是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
(1)32 g甲烷和________ g水所含的氢原子数相同。
(2)0.3 mol CH4分子中所含电子数与________个H2O分子中所含电子数相等。1.5 g CH中的电子数为________。
(3)已知，1.6 g“可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为________，x的值为________。
答案 (1)72 (2)0.3NA(或1.806×1023) 0.8NA
(3)160 g·mol－1 8
解析 (1)32 g CH4的物质的量为＝2 mol，即含8 mol氢原子，n(H2O)＝＝4 mol，m(H2O)＝4 mol×18 g·mol－1＝72 g。(2)CH4和H2O分子均含10个电子，则与0.3 mol CH4中所含电子数相等的水的物质的量为0.3 mol，则N＝nNA＝0.3NA或1.806×1023,1.5 g CH的物质的量为＝0.1 mol，每个CH中含有8个电子，故1.5 g CH含电子数为0.8NA。(3)由n＝，得水的物质的量为＝0.01 mol，则可燃冰的物质的量为0.01 mol，M＝＝160 g·mol－1，由16＋18x＝160可得x＝8。
摩尔质量的计算方法
考点二 气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的应用
【典例2】 三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)
B．若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C．同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是X
D．同温下，体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体，则压强比为1∶4
答案 C
解析 根据m＝nM＝M，分子数目相等的三种气体，相对分子质量越大，质量越大；因为不确定X、Y、Z三种气体分子中原子个数和组成，所以原子数相等的三种气体就不能确定三种气体的分子数，故A错误；三种气体体积均为2.24 L，Vm不一定等于22.4 L/mol，所以它们的物质的量不一定均为0.1 mol，故B错误；同温同压下，同质量的三种气体，密度和相对分子质量成正比，三种气体密度最小的是X，故C正确；同温同体积气体物质的量之比等于压强之比，Y、Z气体的压强比为＝＝＝＝＝4∶1，故D错误。
【对点练4】 (气体摩尔体积的有关计算)已知：①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl，下列关系正确的是( )
A．体积大小：④＞③＞②＞①
B．原子数目：①＞③＞④＞②
C．密度大小：④＞②＞③＞①
D．质量大小：④＞②＞③＞①
答案 D
解析 ①标准状况下，6.72 L NH3的物质的量为＝0.3 mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为＝0.2 mol；③5.6 g CH4的物质的量为＝0.35 mol；④HCl物质的量为0.5 mol。由上述计算可知，物质的量④＞③＞①＞②，相同条件下，体积大小为④＞③＞①＞②，A项错误；①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4＝1.2 mol，②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol，③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol×5＝1.75 mol，④0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol×2＝1 mol，所以原子数目③＞①＞④＞②，B项错误；同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，故密度大小④＞②＞①＞③，C项错误；①NH3的质量为17 g·mol－1×0.3 mol＝5.1 g，②H2S的质量为34 g·mol－1×0.2 mol＝6.8 g，③CH4质量为5.6 g，④HCl质量为36.5 g·mol－1×0.5 mol＝18.25 g，故质量大小④＞②＞③＞①，D项正确。
【对点练5】 (2020·北京高考改编)下列说法正确的是( )
A．同温同压下，O2和CO2的密度相同
B．质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数相同
C．物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同
D．同温同压下，等质量的O2和O3的体积比为1∶1
答案 C
解析 A项，同温同压下，O2和CO2的体积相同时，其质量之比为32∶44，则密度之比为32∶44，密度不相同，错误；B项，质量相同的H2O和D2O(重水)的物质的量之比为20∶18，分子中均含有3个原子，则所含的原子数之比为20∶18，原子数不相同，错误；C项，每个CH3CH2OH和CH3OCH3中含共价键数均为8条，则物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同，正确；D项，同温同压下，等质量的O2和O3的体积比即为物质的量之比，即＝＝3∶2，错误。
(1)阿伏加德罗常数及其推论的适用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体。
(2)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等，但原子数不一定相等。
(3)阿伏加德罗定律的推论可以通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出。
微专题1 突破阿伏加德罗常数判断的6个“陷阱”
陷阱1 对气体摩尔体积“22.4 L·mol－1”的使用条件设置陷阱
【典例1】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·全国Ⅲ)22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子( )
(2)(2020·海南高考)标准状况下，22.4 L C2H5OH所含氢原子数为0.6NA( )
(3)(2018·全国卷Ⅰ)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA( )
(4)(2017·全国Ⅲ)2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
解析 (1)标准状况下22.4 L氮气为1 mol，若该氮气分子中的氮原子全部为14N，则每个N2分子含有(14－7)×2＝14个中子，1 mol该氮气含有14NA个中子，不是7NA，且构成该氮气的氮原子种类并不确定，故说法错误；(2)标准状况下，C2H5OH是液体不是气体，不能用气体摩尔体积进行计算，故说法错误。(3)标准状况下，氩气为气体，可利用n＝求22.4 L氩气的物质的量为＝1 mol，又因每个氩气分子含有18个质子，故含有的质子数为18NA，故说法正确；(4)标准状况下苯为液体，不能用气体摩尔体积计算苯的物质的量也不能计算苯燃烧生成的CO2分子数，故说法错误。
陷阱突破
解答此类试题，突破的关键是抓住“三看”：
陷阱2 对一定量的混合物中微粒数的计算设置陷阱
【典例2】 (2021·1月福建新高考适应性考试，3)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L－1 KNO3溶液中离子总数大于0.2NA
B.DO和T2O的混合物1.1 g, 含有的质子数为0.5NA
C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数小于0.3NA
答案 B
解析 溶液体积未知，无法确定溶液中离子数目，A错误；DO和T2O的摩尔质量均为22 g·mol－1，所以1.1 g混合物的物质的量为0.05 mol，一个DO分子和一个T2O分子均含有10个质子，所以混合物含有的质子数为0.5NA，B正确；5.6 g Fe的物质的量为0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；H2和I2反应的化学方程式为H2＋I22HI，反应前后分子总数不变，所以0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数为0.3NA，D错误。
陷阱突破
(1)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。
(2)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。
(3)物质的量相同的分子含有的分子数相同，原子数不一定相同。如CO2与CO的混合气体若为1 mol，则含分子数为NA，原子数介于2NA和3NA之间。
陷阱3 对一定量物质中微观粒子与共价键数目的计算设置陷阱
【典例3】 (2021·1月河北学业水平选择考适应性测试，6)NA是阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1 mol氮气分子中含有π键的数目为2NA
B.1 mol氩气分子中含有原子的数目为NA
C.1 mol氯化钠中含有Na＋的数目为NA
D.1 mol白磷中含有P—P共价键的数目为4NA
答案 D
解析 白磷分子的结构为正四面体结构，每个白磷分子含有6条P—P键，1 mol 白磷分子中含有6 mol P—P键。
陷阱突破
(1)记住特殊物质中所含分子、原子、电子、质子、中子等的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等，理清整体与部分的关系。
(2)记住常考特殊物质的结构，如Na2O2是由Na＋和O构成，而不是Na＋和O2－；NaCl为离子化合物，只有离子，没有分子等；NaHSO4熔化状态为Na＋、HSO，而水溶液中为Na＋、H＋、SO等。
(3)在分析理解的基础上记准常考物质所含化学键的数目，如
1 mol物质
P4
Si
SiO2
石墨
金刚石
S8
()
化学键
P—P
Si—Si
Si—O
C—C
C—C
S—S
共价键数目
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
8NA
陷阱4 对电解质溶液中微粒数目的计算设置陷阱
【典例4】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·全国卷Ⅲ)1 L 1 mol·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子( )
(2)(2020·海南卷)1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液含CO的数目为0.1NA( )
(3)(2019·全国卷Ⅱ)1 L 0.1 mol·L－1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA( )
(4)(2019·全国卷Ⅲ)关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，每升溶液中的H＋数目为0.02NA( )
(5)(2018·全国卷Ⅱ)100 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
解析 (1)1 mol NaCl中含有28NA个电子，但该溶液中除NaCl外，水分子中也含有电子，故说法错误；(2)因CO发生水解反应，所以1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中含CO的数目小于0.1NA，故说法错误；(3)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，故说法错误；(4)常温下pH＝2，则溶液中氢离子浓度是0.01 mol/L，因此每升溶液中H＋数目为0.01NA，故说法错误；(5)FeCl3的物质的量为0.1 mol，又因FeCl3为强酸弱碱盐，存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，故含有Fe3＋的数目小于0.1NA，故说法错误。
陷阱突破
细审题、抓“四看”：
陷阱5 对氧化还原反应中转移电子数的计算设置陷阱
【典例5】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2020·浙江1月选考)Cr2O＋ne－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，则每生成1 mol Cr3＋转移电子数为3NA( )
(2)(2020·海南卷)78 g Na2O2与足量水完全反应，转移电子数为NA( )
(3)(2019·浙江4月选考)2.3 g Na与O2完全反应，转移电子数介于0.1NA和0.2NA之间( )
(4)(2017·全国Ⅱ)2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)根据电荷守恒得n＝6，所以每生成1 mol Cr3＋，转移3 mol电子，故该说法正确；(2)Na2O2与水反应生成1 mol O2，转移电子数为2 mol,78 g Na2O2是1 mol，只能生成0.5 mol O2，所以转移电子数为NA，故说法正确；(3)2.3 g Na(0.1 mol)与O2完全反应，不论生成Na2O，还是Na2O2，转移电子数均为0.1NA，故说法错误；(4)2.4 g Mg为0.1 mol，与硫酸完全反应转移电子为0.2NA，故说法错误。
陷阱突破
陷阱6 对一些特殊反应或隐含反应的微粒数计算设置陷阱
【典例6】 NA为阿伏加德罗常数的值，判断下列说法是否正确。正确的打√，错误的打×。
(1)(2018·全国卷Ⅱ)密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA( )
(2)(2017·全国卷Ⅱ)0.1 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( )
(3)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA( )
(4)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)SO2与O2反应生成SO3为可逆反应，反应不能进行彻底，故混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，故说法错误；(2)H2与I2的反应虽为可逆反应，但由于反应前后物质的总物质的量不变，因此不论反应进行程度如何，分子总数均为0.2NA，故说法正确；(3)1 mol N2不能完全反应，生成的氨分子数小于2NA，说法错误；(4)2 mol NO与1 mol O2发生反应2NO＋O2===2NO2，生成2 mol NO2，因为存在2NO2 N2O4，则产物的分子数小于2NA，故说法错误。
陷阱突破
熟记常见的特殊反应、隐含反应和特殊变化
(1)NO与O2反应生成NO2，NO2又部分转化成N2O4。
(2)可逆反应不能反应完全：①如N2与H2化合生成NH3；②SO2与O2反应生成SO3；③Cl2与H2O反应；④Cl2与PCl3反应；⑤H2与I2反应；⑥酯化反应和酯的水解反应等。
(3)浓度变化导致的化学反应的变化：①MnO2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变稀盐酸，反应停止。②Cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，反应停止。③Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，得到NO2和NO的混合气体。④Zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变稀硫酸，得到SO2和H2的混合气体。⑤常温下，铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”。
(4)金属精炼时阳极杂质的反应。
1．(2020·山东模考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，1个氧气分子体积为 cm3
B．铜电解精炼时，当阳极减少64 g时，电路中转移电子数为2NA
C．标准状况下22.4 L Cl2完全溶于水时，所得溶液中含氯微粒总数为2NA
D．NaCl晶体中Na＋与最近Cl－的核间距为a cm，则其晶体密度为 g·cm－3
答案 D
解析 标准状况下，1个O2分子的体积是由O2分子的大小决定即不是由分子之间的间隔决定，标准状况下气体的体积主要由分子之间的距离决定，此时的气体不是O2分子的紧密堆积，故不能用气体摩尔体积来计算1个O2分子的大小，A项错误；电解精炼铜时，阳极中含有Cu、Ni、Zn等金属，Zn、Ni先放电，当阳极质量减少64 g时，电路中转移电子数不等于2NA，B项错误；标准状况下，22.4 L Cl2的物质的量为1 mol，完全溶于水时，所得溶液中含氯的微粒有Cl2、HClO、Cl－、ClO－，根据氯原子守恒可知：2n(Cl2)＋n(HClO)＋n(ClO－)＋n(Cl－)＝2 mol，故含氯微粒总数小于2NA，C项错误；NaCl晶胞中，Na＋数目为1＋12×＝4，Cl－的数目为8×＋6×＝4，则晶胞的质量为，与最近Cl－的核间距离为a cm，则体积为8a3 cm3，其晶体密度为 g·cm－3，D项正确。
2.(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，3)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA
B.标准状况下，2.24 L环己烷的分子数为0.1NA
C.1 L 0.01 mol·L－1 溶液中，的离子数目之和为0.01NA
D.电极反应LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，每转移1 mol电子释放2NA个Li＋
答案 A
解析 A.H2S中的价层电子对数为：＋2＝4，则1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA，正确；B.环己烷在标准状况下是液态，错误；C. 溶于水电离出的既可以水解，又能电离，溶液中存在的含C粒子有，它们三者的离子数目之和为0.01NA，错误；D.根据电极反应式，每转移1 mol电子释放NA个Li＋，错误。
3.(2021·1月湖南普高校招生适应性考试，4)已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.常温常压下，22.4 L CH4含有电子数为10NA
B.6 g CH3COOH分子中含有共价键数为0.8NA
C.1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中含CO数为0.1 NA
D.密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2反应，生成SO3的分子数为2NA
答案 B
解析 常温常压下，气体摩尔体积不为22.4 L·mol－1，22.4 L气体不为1 mol，故A错误；一个醋酸分子含有8个共价键，6 g CH3COOH的物质的量是＝0.1 mol，其分子中含有共价键数为0.8NA，故B正确；1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中碳酸根离子水解，则含CO数小于0.1NA，故C错误；密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2的反应是可逆反应，生成SO3的分子数小于2NA，故D错误。
4.(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，11)设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A.1 mol Cl2和Fe充分反应，转移电子数为3NA
B.标准状况下，1.12 L苯含有C—H键的个数为3NA
C.22 g CO2和足量Na2O2反应，产生的气体的分子数为0.25NA
D.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解，生成乙醇的分子数为1.0NA
答案 C
解析 A.1 mol Cl2和Fe充分反应，Cl原子的化合价由0价变为－1价，转移电子数为2NA，A说法错误；B.标准状况下，苯为液体，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，B说法错误；C.22 g CO2的物质的量为0.5 mol，其与足量Na2O2反应，产生0.25 mol的氧气，则气体的分子数为0.25NA，C说法正确；D.0.5 mol乙酸乙酯在酸性条件下水解为可逆反应，则生成乙醇的分子数小于0.5NA，D说法错误。
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．17 g —OH中含有的电子数为10NA
B．25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，则BaSO4饱和溶液中Ba2＋数目为1×10－5NA
C．1 L 1 mol·L－1 CH3COONH4溶液中CH3COO－与NH数目均为NA
D．含0.5 mol晶胞(如图)的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA
答案 D
解析 A项，n(—OH)＝＝1 mol,1 mol羟基(—OH)含有的电子数为9NA，错误；B项，依据n＝cV可知，溶液体积未知，无法计算钡离子数目，错误；C项，CH3COONH4为弱酸弱碱盐，醋酸根离子和铵根离子均会水解，因此溶液中CH3COO－与NH的数目均小于NA，错误；D项，该晶胞中O2－个数＝8×＋1＝2、Cu＋个数为4，含0.5 mol晶胞的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA，D正确。
微专题2 气体体积的测量与气体摩尔体积的测定
1．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管吸收后剩余气体的体积。
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。
2．解答量气装置读数时的答题模板
(1)将××××恢复至室温。
(2)调节×××与×××两端液面相平。
(3)视线与×××在同一水平线上。
3．误差分析与讨论
(1)气体在对应液体中的溶解度应较小(难溶)，否则会因溶解造成误差。
(2)装置F连接左、右两部分的长导管实验前无液体，实验后充满液体，存在系统误差。
【案例】 气体摩尔体积的应用
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(用小写字母表示)应是________接________、________接________、________接________、________接________。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是________________(填序号)。
①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；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，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，于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是_______________________________________。
②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)a h g b c f e d
(2)③②④① (3) (4)偏小
(5)①平衡分液漏斗与锥形瓶内气体压强，使稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1－V2
解析 (1)根据实验目的及各装置的特点分析可知，利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。
(3)由题意知：
Mg ～ H2
M 22.4 L
m (Va－Vb)×10－3 L
所以M＝。
(4)由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。
1．某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
(一)甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式： _______________________。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：______________________________________________________________。
(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：________(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述理由：_______________________________________。
(二)乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置(量液管大刻度在上面)。
实验中准确测定出4个数据，如下表：
实验前
实验后
铝铜合金质量(g)
m1
m2
量液管(C)体积(mL)
V1
V2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm＝________________________。
答案 (一)(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大
(3)量筒内收集到水的体积
(4)没有 相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等
(二) L/mol
解析 (一)(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。
(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。
(4)装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排出空气的体积相等，所以没有影响。
(二)
2Al ＋6H＋===2Al3＋＋ 3H2↑
2 mol 3 mol
mol
Vm＝ L/mol。
2．(2020·天津学业水平等级考试，15)为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：
①按如图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(1)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝________ mol·L－1(列出计算表达式)。
(2)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(3)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________(填“是”或“否”)。
答案 (1) (2)偏高 (3)否
解析 (1)消耗的锌的物质的量为 mol，生成的n(H2)＝ mol，因此与CuSO4反应的Zn的物质的量为(－) mol，故c(CuSO4)＝ mol·L－1。(2)当E管液面高于D管时，说明C、D中气体压强大于大气压，这样测量出的气体体积值偏小，由c(CuSO4)的计算表达式知测量出的c(CuSO4)偏高。(3)由于MgSO4不能与锌反应，故不能用此方法测定MgSO4溶液的浓度。
1．(2020·7月浙江选考，19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．4MnO＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O,1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA
B．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2＋
C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA
D．1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA
答案 A
解析 MnO中Mn为＋7价，MnO～Mn2＋转移5个电子，4 mol MnO完全转化为Mn2＋转移20 mol电子，A项正确；粗铜中含有Zn、Fe、Ag等杂质，电解时比铜活泼的金属先放电，消耗的铜小于32 g，B项错误；不知道溶液的体积，H＋数无法求出，C项错误；碳酸根离子水解，阴离子数大于0.100NA，D项错误。
2.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，3)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.5.6 g铁粉与足量硝酸加热充分反应后，产生H2的分子数为0.1NA
B.标准状况下22.4 L O2与足量H2反应生成H2O，转移的电子数为4NA
C.1 L 0.1 mol/L硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
D.1 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中Ba2＋数目为0.1NA
答案 B
解析 A项，铁与硝酸反应不生成H2，错误；B项，1mol O2反应生成2 mol H2O，转移4 mol电子，正确；C项，硫酸钠溶液中溶剂水中也含有氧原子，错误；D项，n(OH－)＝0.1 mol，n[Ba(OH)2]＝0.05 mol，错误。
3．(2019·江苏化学，20节选)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图。
①写出400～600 ℃范围内分解反应的化学方程式：
______________________________________________________________。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是
______________________________________________________________。
答案 ①CaC2O4CaCO3＋CO↑
②CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔
解析 ①M(CaC2O4·H2O)＝146 g·mol－1，取1 mol CaC2O4·H2O，质量为146 g，当剩余质量为128 g时，质量减少了18 g，即减少1 mol H2O，结合题图1知，在400 ℃时，固体的化学式为CaC2O4；当剩余质量为100 g时，质量又减少了28 g，即减少1 mol CO，CaC2O4失去1个CO后变成CaCO3，所以在400 ℃至600℃时发生的反应为CaC2O4CaCO3＋CO↑。②CaC2O4·H2O热分解会放出CO、CO2、H2O等气体，可以使制备的CaO变得更加疏松多孔，这样得到的CaO吸收CO2的性能更好。
4．(2020·7月浙江选考，28节选)化合物X由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物；取3.01 g X，用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成A1和A2两等份，完成如下实验(白色沉淀C可溶于NaOH溶液)：
要求同时满足：①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素；
②反应原理与“HCl＋NH3===NH4Cl”相同。
则：组成X的四种元素是N、H和________(填元素符号)，X的化学式是________。
答案 Al、Cl AlCl3NH3
解析 根据产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物，可推测Y为NH3；根据白色沉淀C可溶于NaOH溶液，可推测C为Al(OH)3，C经灼烧得到的白色固体D为Al2O3，n(Al2O3)＝＝0.005 mol；根据白色沉淀E不溶于稀硝酸，可推测E为AgCl，n(AgCl)＝＝0.06 mol。由于n(HCl)＝0.06 mol，将溶液A分为两等份，则每份中由HCl提供的Cl－为0.03 mol，故A2中由X提供的Cl－为0.03 mol。组成X的四种元素除了N、H，还有Al、Cl。3.01 g X中n(Al)＝0.005 mol×2×2＝0.02 mol，n(Cl)＝0.03 mol×2＝0.06 mol，n(N)＝n(NH3)＝×2＝0.02 mol，则m(H)＝3.01 g－27 g·mol－1×0.02 mol－35.5 g·mol－1×0.06 mol－14 g·mol－1×0.02 mol＝0.06 g，故n(H)＝＝0.06 mol，N、H、Al、Cl的原子个数比为0.02 mol∶0.06 mol∶0.02 mol∶0.06 mol＝1∶3∶1∶3，故X的化学式为AlCl3NH3。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．清末成书的《化学鉴原》中有一段描述：“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八)，……一分剂轻气(氢气)为一，……并之即水，一分剂为九”。其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是( )
A．摩尔质量 B．物质的量
C．化合价 D．质量分数
答案 A
解析 根据“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’”。氧气八分为一分剂，氢气一分为一分剂，水九分为一分剂，则氧气的分剂数为八，氢气的分剂数为一，水的分剂数为九，即8份氧气与一份氢气化合生成九份水，满足O2＋2H2===2H2O中的质量守恒，因此与“分剂数”一词最接近的现代化学概念为摩尔质量。
2．顺铂是一种用于治疗癌症的药物，它的结构如图所示。关于1 mol顺铂的下列说法中，正确的是( )
A．含氮元素的质量为14 g
B．含铂原子的数目约为6.02×1024
C．含氯元素的质量为35.5 g
D．含氢原子的物质的量为6 mol
答案 D
解析 根据图示球棍模型可知，顺铂的化学式为PtCl2(NH3)2，A项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有2 mol N原子，含氮元素的质量为14 g/mol×2＝28 g，错误；B项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有1 mol Pt原子，含铂原子的数目约为6.02×1023，错误；C项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有2 mol Cl原子，含有Cl元素的质量为：35.5 g/mol×2 mol＝71 g，错误；D项，1 mol PtCl2(NH3)2中含有H原子的物质的量为：1 mol×6＝6 mol，正确。
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，N表示粒子数。下列叙述正确的是( )
A．6.0 g SiO2晶体中含有共价键的个数为0.2NA
B．将1 mol Cl2通入水中，则n(HClO)＋n(Cl－)＋n(ClO－)＝2NA
C．3.0 g含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NA
D．将CO2通过Na2O2使其质量增加a g时，反应转移的电子数为
答案 C
解析 A项，6.0 g二氧化硅的物质的量为n＝＝0.1 mol，而二氧化硅中含4条共价键，故0.1 mol二氧化硅中含硅氧键为0.4NA个，错误；B项，氯气和水的反应是可逆反应，不能反应彻底，故所得溶液中含氯气分子，故n(HClO)＋n(Cl－)＋n(ClO－)＜2 mol，错误；C项，甲醛和冰醋酸的最简式均为CH2O，故3 g混合物中含有的CH2O的物质的量为0.1 mol，故含原子数为0.4NA个，正确；D项，将CO2通过Na2O2中：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2↑，每当增重28 g，转移1 mol电子，故当增重a g时，转移 mol电子，即个，错误。
4．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1
D．6 g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子
答案 B
解析 A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；B项，6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1 mol，质量为60 g，正确；C错误；D项，6 g偏二甲肼的物质的量为＝0.1 mol，分子数为0.1NA，错误。
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 mol丙烯分子中含有π键的数目为2NA
B．1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为5NA
C．1 mol C中含有的π键数目为2NA
D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
答案 C
解析 A项，丙烯分子有1个π键，故1 mol丙烯分子中含有π键的数目为NA，错误；B项，一个环戊二烯()分子中含有σ键的数目为11，则1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为11NA，错误；C项，1 mol C中含有2NA个π键，正确；D项，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则生成1.5 mol氮气，形成π键的数目是3NA，错误。
6．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和O2
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C3H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
答案 C
解析 由N＝nNA＝×NA知，两种气体的质量相同，摩尔质量相同，所以所含分子数相同，由于N2和O2的摩尔质量不同，所以它们的分子数不同，且氮气和氧气都是双原子分子，所含有的原子数不同，故A错误；气体体积受温度和压强的影响，同温同体积的H2和N2，因为压强未知，所以两种气体的物质的量不一定相同，所含分子数不一定相同，导致所含原子数不一定相同，故B错误；同体积同密度的C2H4和C3H6，两种气体的质量相同，由N＝nNA＝×NA结合分子构成知，所含原子数相同，故C正确；气体体积受温度和压强的影响，因为温度未知，所以同压同体积的N2O和CO2，两种气体的物质的量不一定相等，所含分子数不一定相等，导致所含原子数不一定相等，故D错误。
7．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列结论错误的是( )
A．完全电解2 mol H2O断裂的σ键键数为4NA
B．标准状况下，11.2 L CO2中含有的π键键数为2NA
C．1 mol金刚石晶体中含有的C—C键键数为2NA
D．128 g金属铜中含有如图所示的晶胞数为0.5NA
答案 B
解析 A．水的结构式为H—O—H，因此完全电解2 mol H2O断裂的σ键键数为4NA，A正确；B.一个CO2中含有2个碳氧双键，每个碳氧双键中含一个π键，故11.2 L CO2中含有的π键键数为NA，B错误；C.金刚石中每个碳原子形成4个C—C键，每个C—C键被两个碳原子共用，C正确；D.晶胞中含有8×1/8＋6×1/2＝4个铜原子，128 g金属铜的物质的量是2 mol，其中含有如图所示的晶胞数为0.5NA，D正确。
8．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.5 mol雄黄中共有4NA个共价键
As4S4
B．通过核反应Am＋Ca→288Mc＋3n生成2.88 g镆(Mc)，同时产生中子(n)数为0.3NA
C．100 g 3.4%的过氧化氢溶液中氧原子数为0.2NA
D．常温常压下，2.8 g由CO与N2组成的混合物中含有的质子总数为1.4NA
答案 D
解析 A．1个雄黄中含10个共价键，则0.5 mol雄黄中含5NA个共价键，A错误；B.Mc的质量数为288,2.88 g镆的物质的量为0.01 mol，反应掉1 mol镆原子，生成3 mol中子，故0.01 mol Mc产生的中子数为0.03NA，B错误；C.在该溶液中除H2O2中含有O原子外，溶剂水中也存在O原子，因此100 g 3.4%的过氧化氢溶液中氧原子数大于0.2NA，C错误；D.CO与N2相对分子质量都是28，二者分子中含有的质子数都是14,2.8 g由CO与N2组成的混合物的物质的量是0.1 mol，则其中含有的质子总数为1.4NA，D正确。
9．臭氧已成为夏季空气污染的元凶，地表产生臭氧的机理如图所示。设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．该过程中，O3是催化剂
B．16 g O3和O2的混合气体，所含质子数为8NA
C．0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，可得到0.5 mol·L－1的硝酸溶液
D．标准状况下，各5.6 L的NO和O2混合后，气体总物质的量为0.5 mol
答案 B
解析 A．该反应的过程为：①NO2NO＋O，②O2＋O→O3，③NO＋O3→O2＋NO2，O3是中间产物，故A错误；B.O2和O3都是由氧原子构成的，16 g混合物即16 g氧原子，n(O)＝＝1 mol,1 mol氧原子含有8 mol质子，个数为8NA，故B正确；C.0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此得到硝酸的物质的量为0.33 mol，可得到0.33 mol·L－1的硝酸溶液，故C错误；D.各5.6 L的NO和O2的物质的量均为：＝0.25 mol，但混合后发生反应生成NO2，气体的物质的量减小，故D错误。
10．如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，A、C内的气体密度相等。下列说法不正确的是( )
A．物质的量：n(X)
C．气体的体积：V(X)＝V(Y)
D．摩尔质量：M(X)＝M(Y)
答案 A
解析 当隔板静止时，表示隔板两侧气体的压强相等，容器恒温，所以处于同温同压的环境，同温同压下，气体的密度比等于其摩尔质量的比，A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等。题目中通入的三种气体的质量相等，所以X、Y物质的量一定相等，选项A错误；X、Y物质的量一定相等，即分子数相等，选项B正确；X、Y物质的量一定相等，同温同压下体积一定相等，选项C正确；气体X、Y的摩尔质量相等，选项D正确。
11．硝酸钠是一种重要的无机化工原料和农用肥料，主要用于制造硝酸钾、炸药、苦味酸和其他硝酸盐，硝酸尾气吸收法工艺流程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．常温常压下，4.6 g NO2气体中含有的气体分子数为0.1NA
B．1 L 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，Na＋和CO的总数为0.3NA
C．“碱液吸收”时，若有2.24 L O2被吸收，则反应过程中转移的电子数为0.4NA
D．母液可返回至“纯化”步骤中循环利用
答案 D
解析 A．二氧化氮气体存在与四氧化二氮气体的化学平衡：2NO2N2O4，所以4.6 g NO2气体物质的量为：＝0.1 mol，含有的气体分子数小于0.1NA，故A错误；B.碳酸根离子为弱酸根离子，水溶液中部分水解，所以1 L 0.1mol/L Na2CO3溶液中，Na＋和CO的总数小于0.3NA，故B错误；C.气体状况未知，无法计算氧气物质的量，无法计算转移电子数，故C错误；D.依据流程图可知母液中含有硝酸可以回收利用，故D正确。
12．用6.02×1023表示阿伏加德罗常数(NA)的值，下列说法中错误的是( )
A．5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)＝1.204×1023个
B.16.85 g CsCl晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元
C．6.5 g Zn与一定量浓H2SO4反应完全溶解，转移的电子数为0.2NA
D．1 mol —CH3中的电子数为5.418×1024个
答案 A
解析 A．氯气与水反应为可逆反应，不能进行到底，部分仍然以氯气分子形式存在，依据原子个数守恒可知：5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)＜1.204×1023个，故A错误；B.1个CsCl晶胞含有Cs＋个数为1个，含有Cl－个数：×8＝1，CsCl的摩尔质量为168.5 g/mol,16.85 g CsCl晶体中含有如图所示的结构单元物质的量为＝0.1 mol，个数为0.1NA，即6.02×1022个，故B正确；C.6.5 g锌的物质的量为＝0.1 mol,0.1 mol锌完全反应生成0.1 mol锌离子，转移了0.2 mol电子，转移电子数一定为0.2NA，故C正确；D.1个—CH3中含有9个电子，则1 mol —CH3中的电子数为：1 mol×9×6.02×1023 mol－1＝5.418×1024个，故D正确。
二、非选择题(本题包括3小题)
13．标准状况下，在乙室中充入1.2 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时活塞如图。已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g。
请回答下列问题：
(1)甲室中气体的物质的量为________ mol。
(2)甲室中气体的质量为________ g。
(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为________，质量之比为________。
(4)如果将活塞a去掉，当HCl与NH3完全反应后，活塞b将静止于刻度“________”(填数字)处。
答案 (1)2 (2)10 (3)1∶4 17∶8 (4)6
解析 (1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 mol。(2)HCl气体的质量为1.2 mol×36.5 g·mol－1＝43.8 g，则甲室中气体的质量为43.8 g－33.8 g＝10 g。(3)设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，可得
解得x＝0.4 mol，y＝1.6 mol，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 mol∶1.6 mol＝1∶4，其质量之比＝1×17∶4×2＝17∶8。(4)甲室中NH3的物质的量为0.4 mol，能与0.4 mol HCl反应，剩余气体为2.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b会移至“6”处。
14．合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比4∶5，其中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水)__________________________________________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________，生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·mol－1)。
答案 (1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑ (4)6 g 12 L
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol，根据铁、氧原子物质的量之比得：(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，Fe2＋与Fe3＋物质的量之比＝x∶2y＝1∶1。(2)根据催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2，可推知，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，混合物中铁的质量分数为×100%≈72%。(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，原料480 g Fe2O3的物质的量为3 mol，Fe2O3～2FeO，原料中必须有的Fe2O3参加反应，即1 mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 mol C反应，即6 g C，生成CO2为0.5 mol，在该条件下体积为12 L。
15．如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的化学式。
在注射器A中装有240 mL气体X，慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到下面的实验结果：
实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集的气体是氮气。
试回答下列问题：
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24000 mL，则X的摩尔质量是________ g·mol－1。
(3)通过计算，确定X的化学式为_______________________________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)：_____________________________________________________________。
答案 (1)N(氮)、H(氢) (2)32 (3)N2H4 (4)2CuO＋N2H42Cu＋N2＋2H2O
解析 (1)由题意分析知B管中发生的反应为X＋CuOCu＋N2＋H2O可推知X由N、H两种元素组成。
(2)240 mL X的物质的量为240 mL/24 000 mL·mol－1＝0.01 mol，其中m(N)＝0.28 g，m(H)＝×2×1 g·mol－1＝0.04 g，故X的摩尔质量为＝32 g·mol－1。
(3)＝∶＝1∶2，则X的最简式为NH2，最简式量为16，故＝2，推知X的化学式为N2H4。
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