2025版高考化学一轮复习第一章第1节物质的量气体摩尔体积教师用书

PAGEPAGE9第1节物质的量气体摩尔体积[考试说明]1.理解摩尔(mol)是物质的量的单位，可用于进行简洁的化学计算。2.了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。3.能依据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算。[命题规律]物质的量、气体摩尔体积是高考常考的学问点，命题主要方式为“已知NA为阿伏加德罗常数的值，推断下列说法正确(或错误)的是()”。题目主要结合物质的状态、物质结构、氧化还原反应、某些反应的原理、分散系、盐类水解等学问来考查计量关系。覆盖面广，具有良好的区分度。考点1物质的量摩尔质量学问梳理1.物质的量及其单位(1)定义：表示含有eq\o(□,\s\up1(01))肯定数目粒子的集合体的物理量。符号为eq\o(□,\s\up1(02))n。(2)单位：eq\o(□,\s\up1(03))摩尔，简称摩，符号为eq\o(□,\s\up1(04))mol。2．阿伏加德罗常数(1)定义：eq\o(□,\s\up1(05))0.012_kg_12C所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为eq\o(□,\s\up1(06))6.02×1023，单位为eq\o(□,\s\up1(07))mol－1，符号为eq\o(□,\s\up1(08))NA。(2)计算公式：物质的量n、阿伏加德罗常数NA与粒子数N之间的关系为eq\o(□,\s\up1(09))NA＝eq\f(N,n)。3．摩尔质量(1)定义：eq\o(□,\s\up1(10))单位物质的量的物质所具有的质量。符号为eq\o(□,\s\up1(11))M。单位：eq\o(□,\s\up1(12))g/mol(或g·mol－1)。(2)数值：当摩尔质量以eq\o(□,\s\up1(13))g·mol－1为单位时，在数值上等于该物质的eq\o(□,\s\up1(14))相对分子质量(或相对原子质量)。(3)计算公式：物质的量(n)、物质的质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系为eq\o(□,\s\up1(15))M＝eq\f(m,n)。(1)物质的量是计量微观粒子的物理量，只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中子、电子等)，不适用于宏观物质。摩尔是物质的量的单位。(2)摩尔质量、相对分子质量、1mol物质的质量含义不同，三者的单位也不同。摩尔质量的单位为g·mol－1，相对原子(分子)质量的单位为1,1mol物质的质量单位为g。(3)对详细的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而改变，也不随物质的聚集状态的改变而改变。推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(×)错因：有些物质是由原子或离子构成。(2)1mol水中含有2mol氢和1mol氧。(×)错因：书写不规范，微粒指代不明。(3)NaOH的摩尔质量为40g。(×)错因：摩尔质量的单位为g·mol－1。(4)O2的摩尔质量等于它的相对分子质量。(×)错因：单位不同。(5)1molOH－的质量为17g·mol－1。(×)错因：质量的单位为g。(6)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍。(×)错因：对详细物质，摩尔质量不随物质的量的多少而改变。题组训练题组一物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用1．下列说法中正确的是()A．摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位B．阿伏加德罗常数是12kg12CC．1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子D．一个NO分子的质量是ag，一个NO2分子的质量是bg，则氧原子的摩尔质量是(b－a)g·mol－1答案C解析摩尔是物质的量的单位，A错误；NA是0.012kg12C中含有的碳原子数，B错误；(b－a2．下列说法正确的是()A．1mol氯含有6.02×1023个微粒B．阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量D．H2O的摩尔质量是18g答案B解析1mol氯的说法是错误的，没有指明是分子、原子还是离子，故A错误；当摩尔质量以g·mol－1为单位时，数值上才等于相对原子(或分子)质量，故C错误；摩尔质量的单位应为g·mol－1，故D错误。题组二质量、物质的量与微粒数目之间的换算3．某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，若NA①该硫原子的相对原子质量为eq\f(12a,b)②mg该硫原子的物质的量为eq\f(m,aNA)mol③该硫原子的摩尔质量是aNAg④ag该硫原子所含的电子数为16NAA．①③ B．②④C．①② D．②③答案C解析①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的eq\f(1,12)，即eq\f(12a,b)，正确；②mg该硫原子的个数为eq\f(m,a)，其物质的量为eq\f(m,aNA)mol，正确；③该原子的摩尔质量是aNAg/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，ag该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。4．(1)1.204×1024个M分子的质量为88g，则M的摩尔质量为________。(2)0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。2.2gDeq\o\al(18,2)O中所含中子数为________，1.5gCHeq\o\al(＋,3)中的电子数为________，15.6gNa2O2中的阴离子数目为________。(3)12.4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为________。(4)已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为________。答案(1)44g·mol－1(2)0.3NA1.2NA0.8NA0.2NA(3)62g·mol－1160.1mol(4)106g·mol－1解析(1)n(M)＝eq\f(N,NA)＝eq\f(1.204×1024,6.02×1023mol－1)＝2mol，M＝eq\f(m,n)＝eq\f(88g,2mol)＝44g·mol－1。(2)0.3molNH3分子中含质子数为0.3mol×10NA＝3NA,1个H2O分子中含有10个质子，故水分子个数为0.3NA；2.2gDeq\o\al(18,2)O的物质的量为eq\f(2.2g,22g/mol)＝0.1mol，含有的中子数为0.1mol×12NA＝1.2NA；1.5gCHeq\o\al(＋,3)中电子数为eq\f(1.5g,15g/mol)×8NA＝0.8NA；15.6gNa2O2的物质的量为eq\f(15.6g,78g/mol)＝0.2mol，所含阴离子数目为0.2mol×NA＝0.2NA。(3)1molNa2R电离生成2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。M(Na2R)＝eq\f(mNa2R,nNa2R)＝eq\f(12.4g,0.2mol)＝62g/mol。由Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62－2×23＝16，已知m(R)，依据n＝eq\f(m,M)，得n(R)＝0.1mol，则n(Na2R)＝0.1mol。(4)依据质量守恒定律，0.04molC的质量为16g＋20g－31.76g＝4.24g，则M(C)＝eq\f(4.24g,0.04mol)＝106g·mol－1。已知物质的质量求物质所含的粒子数目此类题型可采纳以下解题思路求解物质所含的目标粒子数目：eq\x(已知量)→eq\x(物质的量)→eq\x(\a\al(分析粒子种,类及个数))→eq\x(\a\al(目标粒,子数目))可应用N＝eq\f(m,M)·NA来计算。考点2气体摩尔体积阿伏加德罗定学问梳理1.影响物质体积的因素2．气体摩尔体积(1)定义：肯定温度和压强下，eq\o(□,\s\up1(04))单位物质的量的气体所占的体积。符号为eq\o(□,\s\up1(05))Vm。单位为eq\o(□,\s\up1(06))L/mol(或L·mol－1)。(2)标准状况下的气体摩尔体积：在标准状况下(指温度为eq\o(□,\s\up1(07))0_℃，压强为eq\o(□,\s\up1(08))101_kPa)约为eq\o(□,\s\up1(09))22.4_L·mol－1。(3)计算公式：物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系：eq\o(□,\s\up1(10))Vm＝eq\f(V,n)。(4)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eq\o(□,\s\up1(11))温度和eq\o(□,\s\up1(12))压强。3．阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律：在相同的eq\o(□,\s\up1(13))温度和压强下，相同体积的任何气体含有eq\o(□,\s\up1(14))相同数目的分子(或气体的eq\o(□,\s\up1(15))物质的量相同)。(2)适用范围：单一气体或相互不反应的eq\o(□,\s\up1(16))混合气体。4．阿伏加德罗定律的推论(以下用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为热力学温度)运用气体摩尔体积须要留意的事项(1)运用“条件”：要注明温度和压强。(2)运用对象：必需是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体(互不反应)。N2O4、酒精、SO3、CHCl3、CCl4、HF等物质在标准状况下不是气体。(3)在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，其他条件下不肯定是22.4L·mol－1。推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L。(×)错因：未指明物质状态为气体。(2)0.5molH2所占体积为11.2L。(×)错因：未指明在标准状况下。(3)标准状况下，1molH2O的体积为22.4L。(×)错因：标准状况下，H2O非气态。(4)在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积则肯定不是22.4L。(×)错因：非标准状况下，1_mol气体的体积可以为22.4_L。(5)标准状况下，22.4L己烷中含有的共价键数目为19NA。(×)错因：标准状况下，己烷为液态。题组训练题组一有关“n＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(m,M)＝eq\f(N,NA)”的计算与应用1．工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下VL氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为()A.eq\f(11.2n,5V)B.eq\f(5V,11.2n)C.eq\f(22.4V,5n)D.eq\f(22.4n,5V)答案D解析依据4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O可知1molNH3参与反应转移5mol电子，参与反应NH3的物质的量为eq\f(V,22.4)mol，转移电子的物质的量为eq\f(5V,22.4)mol，已知在此反应中转移电子数为n，则n＝eq\f(5V,22.4)×NA，所以NA＝eq\f(22.4n,5V)。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mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是()A.eq\f(22.4nb,mNA)B.eq\f(22.4mb,nNA)C.eq\f(22.4nNA,mb)D.eq\f(nbNA,22.4m)答案A解析mg含有b个分子，则ng该混合气体含有的分子数是eq\f(nb,m)，则混合气体的物质的量是eq\f(nb,mNA)mol，则混合气体的体积是eq\f(22.4nb,mNA)L，A正确。题组二阿伏加德罗定律及其推论的应用3．等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是()A．体积之比为13∶13∶14 B．密度之比为14∶14∶13C．质量之比为1∶1∶1 D．原子数之比为1∶1∶1答案B解析CO、N2、C2H2三种气体每个分子的质子数均为14，摩尔质量分别为28g·mol－1、28g·mol－1、26g·mol－1。质子数相等的三种气体物质的量相等，体积之比为1∶1∶1，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，质量与摩尔质量成正比，则质量之比为14∶14∶13，每分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，则原子数之比为1∶1∶2。4.常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最终容器内的压强由大到小的依次排列正确的是()编号①②③④气体XHINH3H2NO气体YCl2HClCl2O2A．②>③>①>④ B．③>①＝④>②C．③>①>④>② D．④>①>②>③答案C解析同温、同体积的状况下，气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下，每个烧瓶中气体的物质的量为amol。①中Cl2＋2HI=2HCl＋I2，常温下，碘呈固态，充分反应后，气体的物质的量为1.5amol。②中NH3＋HCl=NH4Cl，反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才反应)。④中发生反应2NO＋O2=2NO2,2NO2N2O4，反应后气体的物质的量在amol与1.5混合气体摩尔质量的求解方法高考真题实战1.(高考集萃)推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，其中NA代表阿伏加德罗常数的值。(1)(2024·江苏高考)常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2LH2，反应中转移的电子数为6.02×1023。()(2)(2024·江苏高考)常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个。()(3)(2024·四川高考)2.4gMg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA。()(4)(2024·四川高考)标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA。()(5)(2015·全国卷Ⅰ)18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA。()(6)(2015·四川高考)2.0gHeq\o\al(18,2)O与D2O的混合物中所含中子数为NA。()(7)(2015·江苏高考)若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×解析(1)标准状况下生成11.2LH2时转移的电子数为6.02×1023，错误。(2)常温常压下，22.4LCl2的物质的量小于1mol，所含分子数少于6.02×1023个，错误。(3)2.4gMg在足量O2中燃烧，生成MgO，转移0.2mol电子，错误。(4)标准状况下，5.6LCO2的物质的量为0.25mol，含有氧原子数为0.5NA，正确。(5)18gD2O与18gH2O的物质的量分别为0.9mol和1mol，质子数分别为9NA和10NA，错误。(6)Heq\o\al(18,2)O和D2O的摩尔质量均为20g/mol，所含中子数均为10，2.0gHeq\o\al(18,2)O和D2O的混合物共0.1mol，所含中子数为NA，正确。(7)2H2O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))2H2O＋O2↑，生成1molO2时转移2mole－，错误。2．(2024·全国卷Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB．22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC．92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD．1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA答案B解析16.25gFeCl3的物质的量是16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于Fe(OH)3胶体是粒子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA，A错误；标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是由单原子分子构成的单质，其中含有的质子数是18NA，B正确；1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3NA，C错误；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的氯代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D错误。3．(2024·全国卷Ⅲ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．0.1mol的11B中，含有0.6NA个中子B．pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋C．2.24L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子D．密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g)，增加2NA个P—Cl键答案A解析11B中含有6个中子，0.1mol11B中含有0.6NA个中子，A正确；溶液体积未知，无法计算氢离子个数，B错误；标准状况下苯非气态，不能用气体摩尔体积