第01讲　物质的量　气体摩尔体积（讲义）（原卷版）-2023年高考化学一轮复习【夯基础·再突破】必做提升讲义

第1讲　物质的量　气体摩尔体积

(一)物质的量、阿伏加德罗常数

1.基本概念间的关系

2.“物质的量”的表示方法

如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋。

强调：

①使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明微粒的种类，如1 mol H不能描述为1 mol氢等。

②阿伏加德罗常数有单位，单位为mol－1，不能仅写数值6.02×1023。

(二)摩尔质量

1.含义：单位物质的量的物质所具有的质量。

2.符号为M，单位是g/mol (或g·mol－1)，表达式：M＝。

3.示例：Mg的摩尔质量是24g·mol－1，SO2的摩尔质量是64g·mol－1，CO的摩尔质量是60g·mol－1。由此可知，以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量。

强调：

①摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·mol－1，H2O的相对分子质量为18,1 mol H2O的质量为18 g。

②摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。

课堂练01

1.判断正误

1）①1 L 0.1 mol·L-1 K2CO3溶液中含有K+数目为0.1NA

2）1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA

3）1 mol Na2O2(CaC2)中含有的阴离子数为2NA

4）1 mol —OH中含有的电子数为10NA

5）1 mol OH-中含有的电子数为10NA

6）1 mol熔融的KHSO4中含有2NA个阳离子

7）1 mol甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA

8）0.1 mol CaC2中含碳碳三键数为0.2NA

9）1 mol苯中含有的碳碳双键数为3NA

10）0.1 mol CCl4中含有的共价键数为0.4NA

11）1 mol白磷中含有的P—P键的数目为4NA

12）1 mol甲烷中含有的C—H键的数目为4NA

13）1 mol金刚石(或晶体硅)中含有的C—C键(或Si—Si键)数为4NA

2.下列说法正确的是________(填序号)。

①物质的量就是物质中含有的微观粒子数目。

②阿伏加德罗常数就是约为6.02×1023。

③相对分子质量与其摩尔质量不是同一物理量，但数值一定相同。

④H2SO4与H3PO4的摩尔质量均为98 g·mol－1。

⑤44 g CO2分子中含有2 mol氧。

⑥1 mol NaOH的质量为40 g。

⑦1 mol HNO3分子中含有3×6.02×1023个O。

⑧1 mol OH－与1 mol —OH含有的电子数均为10NA。

3.草酸(分子式为H2C2O4，沸点：150 ℃)是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是(　　)

A.草酸的摩尔质量是90 g

B.1 mol草酸中含有6.02×1023个分子

C.45 g草酸中含有1.204×1024个氧原子

D.草酸分子中C与O原子的物质的量之比为1∶2

4.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是(　　)

①该硫原子的相对原子质量为    ②m g该硫原子的物质的量为 mol

③该硫原子的摩尔质量为aNA g      ④a g该硫原子所含的电子数为16NA

A.①③　　　　　　　　 B.②④

C.①②  D.②③

5.(1)9 g H2O中含有的原子数为a，则阿伏加德罗常数为________。

(2)12.4 g Na2R中含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________。

（三）气体摩尔体积

(1)影响物质体积大小的因素

①粒子的大小(物质的本性)；②粒子间距的大小(由温度与压强共同决定)；③粒子的数目(物质的量的大小)。

(2)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 22.4L·mol－1。

(3)基本关系式：n＝＝＝

(4)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。

4.阿伏加德罗定律及其推论

(1)阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体，含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。

(2)阿伏加德罗定律的推论

特别强调：

(1)“22.4 L·mol－1”不仅适用于单一气体，也适用于混合气体。

(2)22.4 L·mol－1的理解：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关；非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol－1，也可能不是22.4 L·mol－1。故1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273 ℃和202 kPa时，Vm也为22.4 L·mol－1。

(3)标准状况下不是气体的物质(如H2O、CCl4、HF、SO3、CS2等)，不能用“22.4 L·mol－1”进行计算。

课堂练02

1.下列说法正确的是________(填序号)。

 ①1 mol任何气体的体积均相同。

 ②标准状况下，任何物质的摩尔体积一定为22.4 L·mol－1。

 ③非标准状况下，任何气体的摩尔体积一定不为22.4 L·mol－1。

 ④在0 ℃、常压下，0.5 mol H2与0.5 mol O2和N2的混合气中分子数相同。

 ⑤相同温度和压强下，1 mol N2与2 mol H2的体积比为1∶2。

 ⑥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。

2.一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023 个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法不正确的是(　　)

 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 L

 C.该气体中每个分子含有2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

3.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：③＞①＞④＞②

C.密度大小：④＞②＞③＞①       D.质量大小：④＞③＞②＞①

4.下列说法正确的是(　　)

A.1 mol H2所占体积约为22.4 L

B.22 g CO2中含有的分子数约为6.02×1023

C.100 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液中含溶质的质量为0.05 g

D.标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023

5.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.        B.        C.       D.

6.CO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)，则

(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________g·L－1。

(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。

7.一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，下列说法中正确的是(　　)

 A.气球②中装的是O2

 B.气球①和气球③中气体分子数相等

 C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1

 D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1

8.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是(　　)

 A.充入的CO分子数比CO2分子数少

 B.甲容器的体积比乙容器的体积小

 C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小

 D.若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大

特别强调：

阿伏加德罗常数命题的“五大陷阱”

陷阱一：注意“标准状况”“常温常压”等外界条件

(1)在标准状况下非气态物质，如H2O、SO3、戊烷、CHCl3、HF、NO2、苯等；

(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。

陷阱二：注意物质的组成和结构

(1)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、H37Cl；

(2)物质中所含化学键的数目，如CO2、CnH2n＋2等；

(3)最简式相同的物质中的微粒数目，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、O2和O3等；

(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目，如N2、CO、C2H4等。

陷阱三：注意氧化还原反应中电子转移数目的判断

(1)同一种物质在不同反应中作氧化剂、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，又作还原剂，而Na2O2与SO2或NO等反应，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，Cl2首先氧化I－，再氧化Fe2＋。

陷阱四：注意电解质溶液中粒子数目的判断

(1)是否存在弱电解质的电离或盐类的水解。

(2)已知浓度，是否指明体积，用好公式n＝cV。

(3)在判断溶液中微粒总数时，是否忽视溶剂水。

陷阱五：注意一些可逆反应、特殊反应

(1)2SO2＋O22SO3，2NO2N2O4，N2＋3H22NH3。

(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO。

(3)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。

(4)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(5)常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

考点小结：

1.与物质的组成相关的NA的应用

关键是(一)能否利用质量计算其物质的量，如最简式相同、摩尔质量相同，(二)明确微粒的构成，如质子数、中子数、电子数、分子中所含化学键个数，(三)明确微粒的构成，如阴、阳离子。

(1)稀有气体、臭氧(O3)、白磷(P4)分子中的原子数目；

(2)一定质量含核素的物质中的质子、中子、电子或原子的数目；

(3)Na2O2、KO2中的阴、阳离子个数比；

(4)等物质的量的羟基与氢氧根离子所含质子、电子或原子数目；

(5)等质量的最简式相同的有机物(如烯烃)、同素异形体、N2与CO、NO2与N2O4等具有的原子、分子数目；

(6)一定物质的量的有机物中共价键的数目(苯环、萘环中无碳碳双键)，如：CnH2n＋2中共价键数目为3n＋1；

(7)一定物质的量的SiO2中含Si—O键、金刚石(或石墨)中1 mol C中含C—C键、1 mol P4中含P—P键的数目。

2.与氧化还原反应相关的NA的应用

(1)歧化反应类：Na2O2与CO2、Na2O2与H2O、Cl2与NaOH(冷稀、浓热)等；

(2)变价金属(Fe、Cu)与强、弱氧化剂(Cl2/Br2、S/I2)反应类；

(3)Fe与浓、稀硝酸，Cu与浓、稀硝酸反应类；

(4)足量、不足量Fe与稀硝酸，足量Fe与浓硫酸反应类；

(5)足量KMnO4与浓盐酸，足量MnO2与浓盐酸反应类；

(6)注意氧化还原反应的顺序。如：向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。

课后检测

1.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子

B.1 mol重水比1 mol水多NA个质子

C.12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子

D.1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子

2.已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)

A．3 g 3He含有的中子数为1NA

B．1 L 0.1 mol·L－1磷酸钠溶液含有的PO43-数目为0.1NA

C．1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NA

D．48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA

3.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.4Mn+5HCHO+12H+4Mn2++5CO2↑+11H2O,1 mol[4Mn+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

4.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0.1NA

B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA

C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA

D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA

5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(　　)

A.1 mol CH2CH2分子中含有的共价键数为6NA

B.500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA

C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA

D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间

6.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)

A.3 g 3He含有的中子数为1NA

B.1 L 0.1 mol·L-1磷酸钠溶液含有的P数目为0.1NA

C.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA

D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA

7.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.2.0 g CO2与SO2的混合气体分子中，含有的质子数为NA

B.7.1 g Cl2与100 mL 1.0 mol·L－1 NaOH溶液反应，转移电子数为0.1NA

C.17 g NH3与48 g O2在催化剂作用下充分反应，得到NO分子数为NA

D.标准状况下，2.24 L CH4和C3H6的混合气体中，含有极性键数为0.5NA

8.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0.1NA

B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA

C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA

D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA

9.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P—P键数目为4NA

B.100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA

C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA

D.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA

10.为实现随处可上网，中国发射了“中星16号”卫星。NH4ClO4是火箭的固体燃料，发生反应为2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A.1 mol NH4ClO4溶于水含NH4+和ClO4-离子数均为NA

B.反应中还原产物分子数与氧化产物分子总数之比为1∶3

C.产生6.4 g O2反应转移的电子总数为0.8NA

D.0.5 mol NH4ClO4分解产生的气体体积为44.8 L