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高中化学人教版一轮复习化学计量在实验中的应用

课时1　物质的量　气体摩尔体积

[2018备考·最新考纲]

1．了解物质的量的单位——摩尔（mol）、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。

2.能根据微粒（原子、分子、离子等）物质的量、数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算。

考点一　物质的量　摩尔质量

（考点层次A→自学、识记、辨析）

1．物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数

（1）基本概念间的关系

说明：

可以和其它物理量及单位对比讲解。

（2）物质的量的表示方法

　　↓　　　↓　　　　　　↓

　　　数值　单位　　　指定化学式或微粒名称

例如：

0.2molH2,3molH2O等。

提醒：

①摩尔后面应为确切的微粒名称；如1mol氢（不确切）和1mol大米（宏观物质）皆为错误说法。

②6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数（NA）是指1mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012kg12C所含的碳原子数相同，数值约为6.02×1023。

（3）物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系

应用：

2．摩尔质量

提醒：

（1）相对原子（或分子）质量与摩尔质量不是同一个物理量，单位不同，只是在数值上相等。

（2）摩尔质量也等于NAm0（m0为单个粒子的质量）。

（3）注意掌握气体摩尔质量的求算：

①标况密度法：

M＝22.4L·mol－1×ρg·L－1。

②相对密度法：

例如Mr＝ρ（对空气）×29。

教材

高考

1．（RJ必修1·P17）在0.5molNa2SO4中含有离子和氧原子的物质的量分别是（　　）

A．1.5mol　0.5mol　　　B．1.5mol　2mol

C．0.5mol　4mol　　　D．1mol　2mol

解析　在0.5molNa2SO4中含有Na+的物质的量是1mol、SO

的物质的量是0.5mol，离子的总物质的量为1.5mol，氧原子的物质的量为0.5mol×4＝2mol。

答案　B

2．（LK必修1·P21迁移应用改编）填空

3．（溯源题）

（1）（2015·课标全国Ⅰ，8）NA为阿伏加德罗常数的值。

判断下列说法是否正确

（1）18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA（×）

（2）2L0.5mol·L－1亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NA（×）

（3）过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA（√）

（4）密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA（×）

探源：

本考题源于RJ必修1P13“学与问”及拓展，对物质的量、质量、微粒数及摩尔质量等关系进行考查，突出了物质的量在转换过程中的桥梁作用。

[诊断性题组]

1．易混概念判断，对的打“√”错误的打“×”

（1）摩尔是表示物质的量多少的基本物理量（×）

（2）物质的量就是1mol物质的质量（×）

（3）0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子（√）

（4）1molH2O中含有2mol氢和1mol氧（×）

（5）氢氧化钠的摩尔质量是40g（×）

（6）2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍（×）

（7）18g水含有10NA个质子（√）

（8）1molOH-的质量为17g·mol－1（×）

（9）CO、N2、C2H4的摩尔质量都是28（×）

（10）84gNaHCO3中离子总数为2NA（√）

2．（名师原创）有以下四种气体　①3.01×1023个HCl分子　②13.6gH2S　③2gD2　④0.2molNH3。

下列关系正确的是（　　）

A．质量：

②>①>④>③

B．分子个数：

①>③>②>④

C．物质的量：

③>①>②>④

D．氢原子数：

③>②>④>①

解析　四种气体的物质的量分别为HCl0.5mol、H2S0.4mol、D20.5mol、NH30.2mol，所以根据各量关系，质量大小顺序关系为①>②>④>③；分子个数和物质的量的关系为①＝③>②>④；氢原子数的关系为③>②>④>①，答案为D。

答案　D

3．

（1）甲烷的摩尔质量是________，8g甲烷和________g水所含氢原子数相同。

（2）一定条件下，mgNH4HCO3和（NH4）2CO3的混合物完全分解生成NH3、CO2、H2O（g），所得混合气体的密度折合成标准状况为ρg·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为________。

（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________。

解析　（3）据电离方程式Na2R===2Na＋＋R2－，得1molNa2R电离生成2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。

M（Na2R）＝

＝

＝62g/mol。

由Mr（Na2R）＝62，求得Ar（R）＝62－2×23＝16，已知m（R），根据n＝

，得n（R）＝0.1mol，则n（Na2R）＝0.1mol。

答案　

（1）16g·mol－1　18

（2）22.4ρg·mol－1

（3）62g/mol　16　0.1mol

【归纳反思】

（1）物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量。

物质的量的描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。

（2）三个易混关系：

①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子（原子、电子等）数目之间的关系；②摩尔质量与相对分子质量的关系；③强电解质、弱电解质、非电解质与溶质粒子（分子或离子）数之间的关系。

（3）物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强无关。

（4）解题中要充分利用物质的量在各物理量转换中的“纽带”作用

拓展

某气体的摩尔质量为Mg/mol，分子数目为N，质量是mg，阿伏加德罗常数为NA，m（C）为一个12C原子质量。

试说明下列各式所表示的意义。

（1）

：

表示该气体的物质的量。

（2）

：

表示该气体一个分子的质量。

（3）

：

表示该气体的相对分子质量。

考点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律

（考点层次A→自学、识记、辨析）

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

（1）内容

即“三同”（T、p、V）定“一同”（N）

（2）阿伏加德罗定律的推论（可通过pV＝nRT及n＝

、ρ＝

导出）

条件

结论

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

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

T、p

相同

＝

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

提醒：

①阿伏加德罗定律所叙述的“任何气体”，既包括单一气体，也包括互不反应的混合气体。

②在相同条件下，体积相同的气体分子数相同，但原子数不一定相同。

③应用阿伏加德罗定律及推论时不宜死记硬背，要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导。

教材

高考

1．（RJ必修1·P204改编）下列各组物质中，所含电子数相同的是（　　）

A．0.5mol37Cl2和16gO2

B．5.6LN2（标准状况）和11gCO2

C．20gD2O和10gH2

D．224mLD2和0.1molN2

答案　C

2．（LK必修1·P25“交流·研讨”改编）

现将0.65g金属锌放入一定量的盐酸中，它们恰好反应，请完成下面表格：

化学反应

Zn＋　　2HCl===ZnCl2　　＋H2↑

物质的量

0.01mol

0.02mol

0.01mol

0.01mol

质量或气

体体积

0.65g

0.73g

1.36g

0.224L（标况）

3.（溯源题）判断下列说法是否正确

（1）标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA（×）

（2015·四川理综，5C）

（2）标准状况下，22.4L氨水含有NA个NH3分子（×）

（2014·广东理综，10C）

（3）标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA（×）

（2013·江苏化学，7D）

探源：

本高考题组源于RJ必修1P13“科学·探究”及拓展，以阿伏加德罗常数为载体围绕气体摩尔体积、阿伏加德罗定律进行设项。

[诊断性题组]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）在标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同（×）

（2）在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积则一定不是22.4L（×）

（3）在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同（√）

（4）标准状况下，22.4L己烷中含有的共价键数目为19NA（×）

（5）常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA（×）

（6）同温同压下等质量的12C18O2和16O3所含的中子数相等（×）

（7）标准状况下22.4L的H2和NH3所含原子数目之比为1∶2（√）

（8）在相同条件下，相同物质的量的C2H4和C3H6，所含分子个数相同，而相同质量时，它们所含的原子个数相同（√）

2．（2017·合肥模拟）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）

A．标准状况下，22.4L水中所含原子总数为3NA

B．常温常压下，44gC3H8中含有的碳碳单键数为3NA

C．标准状况下，22.4LN2与67.2LH2混合，在一定条件下反应后，气体分子总数为2NA

D．1molNa2O和Na2O2混合物中含有的阴、阳离子总数是3NA

解析　标准状况下，水是液体，A错误；44g（1mol）C3H8中含有的碳碳单键数为2NA，B错误；N2＋3H22NH3，反应不能进行到底，故反应后气体的分子总数大于2NA，C错误；1molNa2O和Na2O2的混合物中阴、阳离子总数为3NA，D正确。

答案　D

3．（名题原创）同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，完成下列填空。

（1）若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体密度之比为35∶37；

（2）若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体分子数之比为1∶1；

（3）若两种气体质量相等，则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37∶35；

（4）若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9∶10。

【思维建模】

阿伏加德罗定律及其推论答题模板

第一步：

找“相同”明“不同”

（1）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；

（2）分析选项中的要求，明确需要求解哪些量。

第二步：

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

注：

可利用理想气体状态方程推导判断：

pV＝nRT，其中R为常数。

拓展

在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内气体的温度和密度相等时，则两个容器内的气体压强不相等；两个容器内的氧原子数目相等（填“相等”，“不相等”）。

微专题一　“阿伏加德罗常数”专项突破

由于阿伏加德罗常数有关的正误判断涉及到的知识几乎包括了我们高中所学的大部分章节，所设选项知识隐蔽，平时做题时，感到不难，但很难做对，而出错最高的是涉及到微粒计算的判断，所以能正确求解微粒数是解题关键。

[解题模板展示]

设NA为阿伏加德罗常数的数值，判断下列说法是否正确

―→

由质量求微粒数

质量

物质的量

―→判断

A项48

1mol

3NA―→错误

B项106g

1mol

NA―→正确）

―→

由体积求微粒数

体积

物质的量

―→判断

C项33.6L―→水是液态―→错误

D项2.24L

0.1mol

0.3NA―→正确）

―→

由浓度求微粒数

体积

物质的量

―→判断）

E项无体积　　　

　　　―→错误

F项0.1L

0.3mol

―→错误

[命题方向诠释]

　气体摩尔体积适用条件

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）80gSO3中含3NA个氧原子，体积约为22.4L（×）

（2）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA（×）

（3）常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA（×）

（4）标准状况下，2.24LHF含有的HF分数为0.1NA（×）

（5）0℃1.01×105Pa时，1LO2所含原子数为

（√）

（6）标准状况下，1.12L1H2和0.2g2H2均含有0.1NA个质子（√）

【点拨】

重“两看”，规避失误

　物质的组成与结构

2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）常温常压下，14g由N2与CO组成的混合气体含有的分子数目为NA（×）

（2）常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA（√）

（3）28gN60（分子结构如图所示）中含有的N—N键数目为1.5NA（×）

（4）在常温常压下，18gH2O与18gD2O所含电子数均为10NA（×）

（5）17g—OH与17gOH－所含电子数均为10NA（×）

（6）15gC2H6中含有共价键数目为3.5NA（√）

（7）32g甲醇中所含共价键数目为5NA（√）

（8）14g乙烯与丙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA（√）

【点拨】

记“组成”，规避失误

（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。

　电解质溶液中粒子数目的判断

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）0.1L3.0mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH

的数目为0.3NA（×）

（2）等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA（×）

（3）等体积、等物质的量浓度的NaCl和KF溶液中，阴、阳离子数目之和相等（×）

（4）0.1mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA（×）

（5）25℃时，pH＝13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA（×）

（6）1L0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA（×）

（7）10LpH＝1的硫酸中含有的H＋数为2NA（×）

（8）25℃，pH＝12的CH3COONa溶液中含有OH－的数目为0.01NA（×）

【点拨】

审“要素”，规避失误

（1）审是否指明了溶液的体积。

（2）审是否有弱电解质或可水解的盐，如1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中含有的CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA。

（3）审所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c（H＋）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05mol·L－1的Ba（OH）2溶液，c（OH－）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成有关。

　物质转化中的隐含条件

4．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA（×）

（2）1molSO2和4molO2在一定条件下，充分反应后，转移电子数为2NA（×）

（3）100g17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA（×）

（4）向2L2mol·L－1的盐酸中，加入足量MnO2，充分反应后，生成的Cl2在标准状况下为22.4L（×）

（5）将0.1molCl2通入足量水中，充分反应后，转移电子的个数为0.1NA（×）

【点拨】

审“隐含”，规避失误

（1）“隐含”可逆反应

①2SO2＋O2

2SO3

②2NO2N2O4

③N2＋3H2

2NH3

④Cl2＋H2OHCl＋HClO

（2）“隐含”浓度变化

①在MnO2与浓盐酸的反应中，MnO2与稀盐酸不反应。

②在Cu与浓硫酸的反应中，Cu与稀硫酸不反应。

③常温下，Fe、Al与浓硝酸、浓硫酸钝化，反应不具有持续性。

　氧化还原反应中电子转移数目判断

5．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）标准状况下，22.4LNO2与水充分反应转移电子数目为2NA（×）

（2）1molNa2O2与足量水反应，转移电子数为NA（√）

（3）1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA（√）

（4）向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1molFe2＋被氧化时，共转移的电子数目为NA（×）

（5）氢氧燃料电池正极消耗22.4L（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2NA（×）

【点拨】

①同一种物质既是氧化剂又是还原剂，如Na2O2与CO2或H2O的反应；NO2和H2O的反应等。

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，首先氧化I－，再氧化Fe2＋，所以上述题（4）中转移的电子数目大于NA。

【构建脉络】

“阿伏加德罗常数”所涉微粒数目转换示意图

　关于阿伏加德罗常数的正误判断

1．（2016·课标全国Ⅰ，8）设NA为阿伏加德罗常数值。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA

B．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA

C．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

D．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA

解析　A项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1molCH2，则其氢原子数为2NA，正确；B项，合成氨的反应是可逆反应，则1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误；C项，铁和过量硝酸反应生成硝酸铁，故1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为3NA，错误；D项，标准状况下CCl4为液态，故2.24LCCl4的物质的量不是0.1mol，则其含有的共价键数不是0.4NA，错误。

答案　A

2．（2016·四川理综，4）NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是（　　）

A．2.4gMg在足量的O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA

B．标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA

C．氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA

D．0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA

解析　A项，0.1molMg完全反应转移电子数为0.2NA，错误；B项，0.25molCO2中氧原子数为0.5NA，正确；C项，甲醇的结构式为CHHHOH,0.1molCH3OH分子中σ键数为0.5NA，错误；D项，醋酸是弱酸，部分电离：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，含0.05molCH3COOH的溶液中H＋数目小于0.05NA，错误。

答案　B

3．（2015·课标全国Ⅱ，10）NA代表阿伏加德罗常数的值。

下列叙述正确的是（　　）

A．60g丙醇中存在的共价键总数为10NA

B．1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO

和CO

的离子数之和为0.1NA

C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA

D．235g核素

U发生裂变反应：

U＋

n

Sr＋

Xe＋10

n，净产生的中子（

n）数为10NA

解析　A项，60g丙醇的物质的量是1mol，根据其结构式可知，1mol丙醇分子中存在的共价键总数为11NA，错误；B项，根据电解质溶液中物料守恒可知，1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO

、CO

和H2CO3粒子数之和为0.1NA，错误；C项，在氧化物中，钠元素的化合价只有＋1价，因此23gNa即1molNa充分燃烧时转移电子数为1NA，正确；D项，235g核素

U即1mol

U，发生裂变反应时净产生的中子数为9NA，错误。

答案　C

4．（2013·新课标全国卷Ⅱ，9）N0为阿伏加德罗常数的值。

下列叙述正确的是（　　）

A．1.0L1.0mol·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N0

B．12g石墨烯（单层石墨）中含有六元环的个数为0.5N0

C．25℃时pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1N0

D．1mol的羟基与1mol的氢氧根离子所含电子数均为9N0

解析　A项忽视了NaAlO2溶液中的水，错；B项中每个碳原子被3个六元环共用，则每个六元环占有的碳原子数＝1×

×6＝2个，12g石墨烯含六元环的物质的量＝

＝0.5mol，正确；C项没有告诉溶液的体积，无法计算，错；D项中OH－是10电子微粒，所含电子数为10N0，错。

答案　B

5．（2012·新课标全国卷，9）用NA表示阿伏加德罗常数的值。

下列叙述中不正确的是（　　）

A．分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA

B．28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NA

C．常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA

D．常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA

解析　一定要注意气体摩尔体积为22.4L·mol－1的条件是在标准状况下。

A项中1个NO2和1个CO2分子中都含有2个氧原子，故分子总数为NA的混合气体中含有的氧原子数为2NA；B项中乙烯（C2H4）和环丁烷（C4H8）的最简式均为CH2,28g混合气体中含CH2的物质的量为2mol，故含有的碳原子数为2NA；C项中NO2和N2O4的最简式均为NO2,92g混合气体中含有NO2的物质的量为2mol，故含有原子的总数为2×3NA＝6NA；D项中提到气体的体积，只有在标准状况下，才能用22.4L·mol－1进行计算，故常温常压下，不能代入22.4L·mol－1计算Cl2的物质的量。