2025版新教材高考化学一轮复习第1章认识化学科学第3节物质的量气体摩尔体积学案鲁科版

PAGE11-第3节物质的量气体摩尔体积考试评价解读1．明确阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的定义，明确概念的区分与联系，理解物质改变的守恒思想，分析物质微观和宏观的联系。2．相识物质的量在化学定量探讨中的重要作用，能结合生产、生活中的实际数据，并运用物质的量计算物质的组成和物质转化过程的质量关系。核心素养达成宏观辨识与微观探析相识物质的量在宏观物体与粒子间的桥梁作用，并从微观粒子数方面相识物质的多少。证据推理与模型认知在有关物质的量的计算时，通过分析、推理、数据处理等角度领悟计算的方法；建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积的模型认知。物质的量与摩尔质量[以练带忆]1．在0.5molNa2SO4中含有SOeq\o\al(2－,4)的数目是()A．0.5 B．6.02×1023C．3.01×1022 D．0.5NAD解析：Na2SO4由Na＋和SOeq\o\al(2－,4)构成，1molNa2SO4含有1molSOeq\o\al(2－,4)，则0.5molNa2SO4含有0.5molSOeq\o\al(2－,4)，故含有SOeq\o\al(2－,4)的数目为3.01×1023。2．物质的量是中学化学常用的物理量，请完成有关计算：(1)2.2gCO2含有________个氧原子。(2)含6.02×1023个氢原子的水的质量是________g。(3)若12.4gNa2X中含有0.4molNa＋，则Na2X的摩尔质量为________，X的相对原子质量为________。解析：(1)1个CO2分子含有2个氧原子，2.2gCO2的物质的量为n(CO2)＝eq\f(2.2g,44g·mol－1)＝0.05mol，则含有0.1mol氧原子，其数目为6.02×1022。(2)6.02×1023个氢原子的物质的量为1mol，1个H2O分子含有2个氢原子，则含6.02×1023个氢原子的水的物质的量为0.5mol，其质量为m(H2O)＝0.5mol×18g·mol－1＝9g。(3)1molNa2X中含有2molNa＋，0.2molNa2X中含有0.4molNa＋，M(Na2X)＝eq\f(12.4g,0.2mol)＝62g·mol－1，则X的相对原子质量为62－23×2＝16。答案：(1)6.02×1022(2)9(3)62g·mol－116[练后梳理]1．物质的量(n)和阿伏加德罗常数(NA)(1)概念间的关系(2)物质的量的规范运用例如，1molNa、0.5molH2、0.1molSOeq\o\al(2－,)4等。2．摩尔质量(M)气体摩尔体积与阿伏加德罗定律[以练带忆]1．瓦斯中甲烷(CH4)与氧气的质量比为1∶4时极易爆炸，此时甲烷与空气的体积比约为(提示：氧气约占空气体积的eq\f(1,5))()A．1∶4 B．1∶2C．1∶10 D．1∶8C解析：瓦斯中甲烷(CH4)与氧气的质量比为1∶4时极易爆炸，此时CH4与O2的物质的量之比为eq\f(1,16)∶eq\f(4,32)＝1∶2，依据阿伏加德罗定律推知，CH4与O2的体积之比为1∶2，故此时甲烷与空气的体积比约为1∶10。2．(双选)下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是()A．在标准状况下，1mol液态水的体积约为22.4LB．22.4L氮气的物质的量肯定是1molC．在标准状况下，0.5mol氢气和氧气的混合气体的总体积约为11.2LD．若1mol气体的体积为22.4L，则该气体不肯定处于标准状况下CD解析：在标准状况下，1mol液态水的体积远小于22.4L，A项错误；若22.4L氮气处于非标准状况下，则其物质的量不肯定是1mol，B项错误；标准状况下气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，故0.5mol氢气和氧气的混合气体的总体积约为11.2L，C项正确；由于气体的体积受温度和压强影响，1mol气体的体积为22.4L时，该气体不肯定处于标准状况下，D项正确。3．(1)设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体mg含有b个分子，该混合气体的平均摩尔质量为________，ng该混合气体在相同状况下所占的体积是________。(2)标准状况下，1.92g某气体的体积为672mL，则此气体的相对分子质量为________。(3)在相同条件，将CO2和CO按1∶2体积比混合，则混合气体的相对分子质量为________。解析：(1)eq\x\to(M)＝eq\f(m,\f(b,NA))g·mol－1＝eq\f(mNA,b)g·mol－1，V＝eq\f(n,\f(mNA,b))×22.4L＝eq\f(22.4nb,mNA)L。(2)M＝eq\f(1.92g,\f(0.672L,22.4L·mol－1))＝64g·mol－1。(3)M＝eq\f(44＋28×2,3)g·mol－1≈33.3g·mol－1。答案：(1)eq\f(mNA,b)g·mol－1eq\f(22.4nb,mNA)L(2)64(3)33.3[练后梳理]1．影响物质体积的因素2．气体摩尔体积3．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)。概括为“三同”定“一同”：考点1以物质的量(n)为核心的计算[抓本质·悟考法]设NA为阿伏加德罗常数的值，假如ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V(L)是()A.eq\f(22.4ap,bNA)B.eq\f(22.4ab,pNA)C.eq\f(22.4NAb,a)D.eq\f(22.4pb,aNA)【解题关键点】解答本题须要留意以下两个方面：(1)若求bg该气体在标准状况下的体积，需首先清晰该气体的摩尔质量。(2)同一气体摩尔质量相同，故可利用ag该气态双原子分子的分子数为p计算该气体的摩尔质量。【易错失分点】解答本题失误的最大缘由是找不到解题关键点，找不到ag气体和bg气体的联系桥梁M，致使解题无明确思路。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________D解析：ag该气态双原子分子的物质的量为eq\f(p,NA)mol，该双原子分子的摩尔质量为eq\f(ag,\f(p,NA)mol)＝eq\f(aNA,p)g·mol－1，所以bg该气体在标准状况下的体积为eq\f(bg,\f(aNA,p)g·mol－1)×22.4L·mol－1＝eq\f(22.4pb,aNA)L。[多角度·突破练]⊳角度1基本概念的理解与应用1．下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是()A．1molCH3COOK含有1mol钾元素B．CH3COOK的摩尔质量为98gC．1molCH3COOK含有2mol氧D．1molCH3COOK含有约3×6.02×1023个HD解析：运用物质的量描述粒子含量多少时，必需指明详细粒子的名称，如1molCH3COOK含有1molK＋，故A错误；摩尔质量的单位是g·mol－1，醋酸钾的摩尔质量为98g·mol－1，故B错误；运用物质的量描述微粒，必需指明详细粒子的名称，如1molCH3COOK含有2mol氧原子，故C错误；1molCH3COOK中含有3molH，含有N＝n×NA＝3×6.02×1023个H，故D正确。2．(2024·荆州模拟)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。下列有关推断不正确的是()A．若1mol草酸中含a个碳原子，则阿伏加德罗常数为eq\f(a,2)B．1mol草酸中约含有6.02×1023个分子C．45g草酸中约含有1.204×1024个氧原子D．草酸分子中碳与氧原子的物质的量之比为1∶2A解析：阿伏加德罗常数的单位为mol－1，A错误。三“量”辨析摩尔质量、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18g·mol－1，H2O的相对分子质量为18,1molH2O的质量为18g。⊳角度2n、N、m、M的相关计算与换算3．利用太阳能分解制氢，若光解0.02mol水，下列说法正确的是()A．可生成H2的质量为0.02gB．可生成氢原子的个数为2.408×1023个C．可生成H2的体积为0.224L(标准状况)D．生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量D解析：依据化学方程式2H2Oeq\o(=,\s\up10(光))2H2↑＋O2↑可知，光解0.02mol水，可生成0.02molH2和0.01molO2，生成H2的质量为0.02mol×2g·mol－1＝0.04g，A项错误；生成氢原子的个数约为0.02mol×2×6.02×1023mol－1＝2.408×1022个，B项错误；在标准状况下生成H2的体积为0.02mol×22.4L·mol－1＝0.448L，C项错误；0.04molNa与水反应产生0.02molH2，D项正确。4．设NA为阿伏加德罗常数的值，回答下列问题。(1)0.3molH2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。(2)12g乙烷中所含共价键的物质的量是______。(3)分子数为0.5NA的CO2分子的质量是________。解析：(1)0.3molH2O分子中所含氢原子个数为0.6NA，一个NH3分子含有3个氢原子，因此0.2NA个NH3分子含有氢原子个数等于0.6NA。(2)12gC2H6的物质的量为0.4mol,1个C2H6分子中含有7个共价键，则12gC2H6中所含的共价键的物质的量是(0.4×7)mol＝2.8mol。(3)分子数为0.5NA的CO2分子其物质的量为0.5mol，则质量等于0.5mol×44g·mol－1＝22g。答案：(1)0.2NA(2)2.8mol(3)22g以“物质的量”为核心的基本计算考点2阿伏加德罗定律及推论的应用[抓本质·悟考法](双选)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相同的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的摩尔体积与CO2的摩尔体积相等D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小【解题关键点】解答本题须要留意以下几个方面：(1)解答本题的首要关键点是“质量相同”，但CO、CO2气体的摩尔质量不同，故可推知CO、CO2气体的物质的量关系或分子数关系，进而推得同温同压下的体积关系。(2)明确同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比。【易错失分点】(1)忽视影响气体摩尔体积的因素是温度和压强，同温同压下，气体的摩尔体积相同，与其他因素无关。(2)不清晰同温同压下，“气体的密度之比等于摩尔质量之比”的定量关系。(3)提炼不出各量之间的关系，无法有效答题。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________CD解析：温度、压强相同的条件下，气体摩尔体积相等，依据n＝eq\f(m,M)知，相同质量时其物质的量之比等于其摩尔质量的反比，CO、CO2的摩尔质量分别是28g·mol－1、44g·mol－1，所以二者的物质的量之比为44g·mol－1∶28g·mol－1＝11∶7。依据N＝nNA知，二者的分子数之比等于其物质的量之比，为11∶7，所以CO分子数多，故A项错误；依据V＝nVm知，相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，所以甲容器的体积比乙容器的大，故B项错误；温度和压强相等，其气体摩尔体积相等，故C项正确；由ρ＝eq\f(M,Vm)知，相同条件下，其密度之比等于其摩尔质量之比，所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小，故D项正确。[多角度·突破练]⊳角度1气体摩尔体积的概念及有关计算1．肯定温度和压强下，30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，该分子由1.204×1024个原子构成，下列有关说法中不正确的是()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22.4LC．该气体中每个分子含有两个原子D．若O2在该条件下为气态，则1molO2在该条件下的体积也为30LA解析：若该物质为气态物质，则其在标准状况下的体积为22.4L，故该温度和压强不行能是标准状况，A项错误，B项正确；由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子，且其物质的量为1mol，C项正确；依据题意，在此温度和压强条件下，Vm＝30L·mol－1，D项正确。2．肯定量的液态化合物XY2，在适量的氧气中恰好完全燃烧，化学方程式为XY2(l)＋3O2(g)=XO2(g)＋2YO2(g)，在标准状况下测得生成物的体积为672mL、密度为2.56g·L－1，则化合物XY2的相对分子质量为()A．38B．44C．64D．76D解析：生成物总物质的量为eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)＝0.03mol，由化学方程式可知，反应前后气体的物质的量不变，故n(O2)消耗＝0.03mol，则m(O2)消耗＝0.03mol×32g·mol－1＝0.96g。生成物的总质量为m(XO2)＋m(YO2)＝0.672L×2.56g·L－1≈1.72g，依据质量守恒可知，m(XY2)＋m(O2)＝m(XO2)＋m(YO2)＝1.72g，则m(XY2)＝1.72g－0.96g＝0.76g。又因为n(XY2)＝eq\f(1,3)n(O2)＝0.01mol，则m(XY2)＝eq\f(0.76g,0.01mol)＝76g·mol－1，故化合物XY2的相对分子质量为76。22．4L·mol－1的运用条件(1)运用对象：必需是气体(可以是单一气体，也可以是混合气体)。水、酒精、SO3、HF、CCl4、苯、己烷等在标准状况下不是气体。(2)运用条件：气体摩尔体积(Vm)与温度、压强有关，温度和压强不同，Vm可能不同。“Vm＝22.4L·mol－1”是任何气体在标准状况下的摩尔体积，在非标准状况下也可能是22.4L·mol－1。⊳角度2阿伏加德罗定律及其推论的基本应用3．下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的推断正确的是()A．体积相等时密度相等B．原子数相等时具有的中子数相等C．体积相等时具有的电子数相等D．质量相等时具有的质子数相等C解析：由于12C18O和14N2的相对分子质量不等，故体积相等的两种气体的质量不等，因此密度不等，故A错误；1个12C18O分子中有16个中子，1个14N2分子中含有14个中子，二者均为双原子分子，原子数相等，即分子数相等，但中子数不等，故B错误；12C18O和14N2均为14电子分子，同温同压下，体积相等则分子数相等，所具有的电子数相等，故C正确；12C18O和14N2分子内均有14个质子，由于二者的相对分子质量不等，故等质量的两种分子所具有的质子数不等，故D错误。4．(1)2molO3和3molO2的质量之比为________，分子数之比为________；同温同压下的密度之比为________，含氧原子数之比为________，体积之比为________。(2)气体化合物A的化学式可表示为OxFy，已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2，则A的化学式为________，推断的依据是_____________________。解析：(1)物质的量之比＝微粒个数之比，相同条件下密度之比＝原子质量之比，相同条件下体积比＝物质的量之比。2molO3与3molO2的质量之比为(2×48)∶(3×32)＝1∶1，分子数之比为2∶3，密度之比为3∶2，氧原子数之比为1∶1，体积比为2∶3。(2)2OxFyeq\o(=,\s\up10(△))xO2＋yF22xy101510可得x＝3，y＝2，则A的化学式为O3F2。答案：(1)1∶12∶33∶21∶12∶3(2)O3F2阿伏加德罗定律和质量守恒定律求气体摩尔质量M的常用方法(1)依据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝eq\f(m,n)。(2)依据肯定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝eq\f(mNA,N)。(3)依据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4L·mol－1。(4)依据气体的相对密度(D＝eq\f(ρ1,ρ2))：eq\f(M1,M2)＝D。1．(命题情境：化学与物质的制备问题)(双选)阿伏加德罗常数的值为NA，试验室制备联氨(N2H4)的化学方程式为2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O。下列说法正确的是()A．0.1molN2H4中所含质子数为1.8NAB．0.1mol·L－1的NaClO溶液中，ClO－的数量为0.1NAC．消耗4.48LNH3时，转移电子数为0.2NAD．1.6gN2H4中存在共价键总数为0.25NAAD解析：1个N2H4分子中含有18个质子，A项正确；未指明NaClO溶液的体积，无法计算，B项错误；气体所处的状况未知，无法计算，C项错误；1个N2H4分子中存在1个N—N键和4个N—H键，1.6gN2H4的物质的量为eq\f(1.6g,32g·mol)＝0.05mol，存在共价键的物质的量为0.05mol×5＝0.25mol，D项正确。2．奥克托今是一种猛(性)炸药，学名为环四亚甲基四硝胺，简称HMX，其结构简式如图所示。密闭容器中HMX发生自爆时产生的氮气和一氧化碳的分子数之比为()A．1∶1B．2∶1C．1∶2D．3∶2A解析：依据结构简式可知奥克托今的分子式为C4N8H8O8，依据原子守恒可知，HMX自爆时的化学方程式为C4N8H8O8=4CO↑＋4N2↑＋4H2O↑，故N2和CO的分子数之比为1∶1。3．(命题情境：化学与材料制造问题)(双选)捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)()A．标准状况下，22.4LCO2中所含的电子数目为16NAB．10.1gN(C2H5)3中所含的非极性共价键数目为0.3NAC．2molAu与2molH2中所含的分子数目均为2NAD．100g46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为5NABD解析：标准状况下22.4L二氧化碳的物质的量为1mol，而二氧化