13 物质的量 气体摩尔体积.docx

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13物质的量气体摩尔体积

考纲要求

　1.了解物质的量（n）及其单位摩尔（mol）、摩尔质量（M）、气体摩尔体积（Vm）、物质的量浓度（c）、阿伏加德罗常数（NA）的含义。

2.能根据微粒（原子、分子、离子等）数目、物质的量、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

1．物质的量

（1）物质的量（n）

物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔（mol）。

（2）物质的量的规范表示方法：

（3）阿伏加德罗常数（NA）

0．012kg12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。

公式：

NA＝

2．摩尔质量

（1）摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。

常用的单位是g·mol－1。

公式：

M＝

。

（2）数值：

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（原子）质量。

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）1molNaCl和1molHCl含有相同的粒子数目（　　）

（2）1mol任何物质都含有6.02×1023个分子（　　）

（3）NaOH的摩尔质量为40g（　　）

（4）1molO2的质量与它的相对分子质量相等（　　）

（5）1molOH－的质量为17g·mol－1（　　）

（6）氖气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量（　　）

（7）2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍（　　）

2．阿伏加德罗常数（NA）与6.02×1023是否相同？

3．摩尔质量、相对分子（或原子）质量、1mol物质的质量三者有何区别与联系？

请以钠为例加以说明。

题组一　基本概念的理解与应用

1．下列说法正确的是（　　）

A．常温常压下，氯气的摩尔质量等于71g

B．1molH2SO4中含有2mol氢元素

C．某物质的摩尔质量就是该物质的相对分子质量或相对原子质量

D．2g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023

2．1个某种氯原子的质量是ag,1个12C原子的质量是bg，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（　　）

①该氯原子的相对原子质量为12a/b　②mg该氯原子的物质的量为m/（aNA）mol　③该氯原子的摩尔质量是aNAg　④ag该氯原子所含的电子数为17mol

A．①③B．②④

C．①②D．②③

题组二　应用n＝

＝

，突破质量与微粒数目之间的换算

3．标准状况下有①0.112L水　②0.5NA个HCl分子

③25.6gSO2气体　④0.2mol氨气　⑤2mol氦气

⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为______________________。

4．

（1）含6.02×1023个中子的

Li的质量是________g。

（2）4gD2和20g18O2的单质化合时最多能生成______________________gD

O。

（3）若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。

考点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律

1．影响物质体积大小的因素

（1）微粒的大小（物质的本性）

（2）微粒间距的大小（由温度与压强共同决定）

（3）微粒的数目（物质的量的大小）

2．气体摩尔体积

（1）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22.4_L·mol－1。

（2）基本关系式：

n＝

＝

＝

（3）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。

3．阿伏加德罗定律及其推论应用

（1）阿伏加德罗定律：

同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子（或气体的物质的量相同）。

（2）阿伏加德罗定律的推论

相同

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　对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。

深度思考

1．正误判断，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，氢气的气体摩尔体积为22.4L（　　）

（5）同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2（　　）

2．如图有三只气球，其中VA＝VB＝1.12L。

（1）A、B中气体的物质的量________（填“一定”或“不一定”）是0.05mol。

（2）标准状况下，A、B气球中的分子个数比为________。

（3）相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相等，则V（A）∶V（B）＝________。

题组一　概念的理解与应用

1．下列说法中正确的是（　　）

A．在一定温度和压强下，固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小决定

B．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同

C．在一定温度下，各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定

D．22gCO2与标准状况下11.2LHCl所含的分子数相同

2．（2016·四川资阳一诊）一定温度和压强下，30L某种气态纯净物质中含有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22.4L

C．每个该气体分子含有2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30L

题组二　有关“n＝

＝

＝

”的应用

3．设NA为阿伏加德罗常数，如果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.

B.

C.

D.

4．合成氨厂用氨气和空气的混合气体通过灼热铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下AL氨气完全反应，测得转移电子数X个，则阿伏加德罗常数（NA）可表示为（　　）

A.

mol－1B.

mol－1

C.

mol－1D.

mol－1

5．CO和CO2的混合气体18g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2L（标准状况），

（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。

求气体的摩尔质量M的常用方法

（1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：

M＝m/n。

（2）根据一定质量（m）的物质中微粒数目（N）和阿伏加德罗常数（NA）：

M＝NA·m/N。

（3）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρ×22.4（g·mol－1）。

（4）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：

M1/M2＝D。

（5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：

＝

×a%＋

×b%＋

×c%……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）。

题组三　阿伏加德罗定律及推论的应用

6．在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。

根据甲、乙的摩尔质量（M）的关系判断，下列说法中正确的是（　　）

A．若M（甲）＜M（乙），则分子数：

甲＜乙

B．若M（甲）>M（乙），则气体摩尔体积：

甲＜乙

C．若M（甲）＜M（乙），则气体的压强：

甲>乙

D．若M（甲）>M（乙），则气体的体积：

甲＜乙

7．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∶13

C．质量之比为1∶1∶1

D．原子数之比为1∶1∶1

考点三　突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱

1．抓“两看”，突破气体与状况陷阱

一看“气体”是否处在“标准状况”。

二看“标准状况”下，物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2（注：

CH3Cl为气体）、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。

2．排“干扰”，突破质量（或物质的量）与状况无关陷阱

给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生的正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

3．记“组成”，突破陷阱

（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。

4．审“组成、体积”因素，突破电解质溶液中粒子数目陷阱

（1）是否存在弱电解质的电离或盐类水解。

（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。

5．要识破隐含的可逆反应，记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响，突破陷阱。

（1）2SO2＋O2

2SO3　2NO2N2O4

N2＋3H2

2NH3

（2）Cl2＋H2OHCl＋HClO

（3）NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋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”。

6．抓“反应”，突破陷阱

（1）明确三步确定电子转移数目

（2）熟记常考氧化还原反应转移的电子数（其他反应物均过量）

反应

物质

转移电子的物质的量或电子数目

Na2O2＋CO2（或H2O）

1molNa2O2

1mol或NA

1molO2

2mol或2NA

Cl2＋NaOH

1molCl2

1mol或NA

Cl2＋Fe

1molCl2

2mol或2NA

1molFe

3mol或3NA

题组一　气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA（　　）

（2）常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA（　　）

（3）标准状况下，2.24L氨水含有NH3分子数为0.1NA（　　）

（4）标准状况下，22.4LSO3中含有SO3分子数为1NA（　　）

（5）标准状况下，22.4L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子（　　）

题组二　物质的量或质量与状况

2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）常温常压下，3.2gO2所含的原子数为0.2NA（　　）

（2）标准状况下，18gH2O所含的氧原子数目为NA（　　）

（3）室温下，1molCH4中含有5NA原子（　　）

（4）常温常压下，1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA（　　）

题组三　物质的组成与结构

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）在常温常压下，18gH2O与18gD2O所含电子数均为10NA（　　）

（2）相同质量的CO与N2，所含分子数、原子数均相同（　　）

（3）17g—OH与17gOH－所含电子数均为10NA（　　）

（4）30gSiO2中含有硅氧键个数为1NA（　　）

（5）15gC2H6中含有共价键数目为3.5NA（　　）

（6）32g甲醇中所含共价键数目为5NA（　　）

（7）30g甲醛中含有共用电子对数目为4NA（　　）

（8）56g乙烯中所含共用电子对数目为12NA（　　）

（9）78g苯中含有3NA碳碳双键（　　）

（10）14g乙烯与丙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA（　　）

题组四　电解质溶液中粒子数目的判断

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

（4）25℃时，pH＝13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA（　　）

（5）1L0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA（　　）

题组五　物质转化中的“隐含反应”

5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）50mL12mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA（　　）

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

（3）56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子（　　）

（4）在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NA（　　）

（5）2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA（　　）

（6）标准状况下，22.4LNO2气体中所含分子数目为NA（　　）

题组六　氧化还原反应中电子转移数目的判断

6．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA（　　）

（2）0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA（　　）

（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）1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA（　　）

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

（6）1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA（　　）

气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定（二者体积值相等），也可直接测量收集的气体体积。

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。

解答该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。

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。

专题训练

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是________接________、________接________、________接________、________接________（用小写字母表示）。

（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VamL；

②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上衡量，得质量为mg，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VbmL。

（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V1mL、V2mL。

则产生氢气的体积为________mL。

1．（2016·全国卷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

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·L－1CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA

3．（2015·全国卷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

4．（2015·广东理综，10）设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

A．23gNa与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子

B．1molCu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子

C．标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含nA个原子

D．3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA个电子

5．

（1）（2015·全国卷Ⅰ，9改编）乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。

将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。

若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为__________________。

（2）[2015·山东理综，29

（2）]在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为____________________________。

（3）[2015·浙江理综，27Ⅱ

（1）改编]一定条件下金属钠和H2反应生成混合物甲。

将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2。

请推测甲的化学式：

________。

1．双酚基丙烷（BPA，分子式为C15H16O2）可能降低男性及女性的生育能力。

下列有关判断不正确的是（　　）

A．BPA的摩尔质量是228g·mol－1

B．1molBPA中含有6.02×1023个分子

C．BPA属于有机化合物

D．1molBPA在标准状况下的体积约为22.4L

2．（2016·天津高三一模）下列说法中正确的是（　　）

A．摩尔是可以把物质的质量与微观粒子数联系起来的一个基本物理量

B．0.012kg12C中所含的碳原子数为NA

C．物质的摩尔质量等于其相对分子（原子）质量

D．1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子

3．（2016·桂林模拟）下列说法不正确的是（　　）

A．温度相同、体积相同的O2（g）和N2（g）分子数相同

B．等温等压下，SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11

C．温度和容积相同的两气罐中分别盛有5molO2（g）和2molN2（g），两气罐中的压强之比等于5∶2

D．等温等压条件下，5molO2（g）和2molH2（g）的体积之比等于5∶2

4．在标准状况下，向一质量为100g的密闭容器中充满CO2后，质量为166g，相同条件下，向相同的容器中充满未知气体，称其质量为142g，则该气体可能为（　　）

A．O2B．CH4C．COD．H2

5．某气体的摩尔质量为Mg·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为X。

则

表示的是（　　）

A．VL该气体的质量（以g为单位）

B．1L该气体的质量（以g为单位）

C．1mol该气体的体积（以L为单位）

D．1L该气体中所含的分子数

6．同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，下列叙述不正确的是（　　）

A．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

B．若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体分子数之比为35∶37

C．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

D．若两种气体体积相等，由甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9∶10

7．在臭氧发生装置中装入氧气100mL，经反应：

3O2

2O3，最后气体体积变为95mL（体积均在标准状况下测定），则混合气体的密度是（　　）

A．1.3g·L－1B．1.5g·L－1

C．1.7g·L－1D．2.0g·L－1

8．硫代硫酸钠溶液与盐酸的反应（Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O）可用于探索浓度对反应速率的影响。

常温常压下，若该反应产生固体单质16g，则反应中各有关物质的物理量正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值）（　　）

二氧化硫

硫代硫酸钠

转移的电子

A

1mol

NA

B

11.2L

0.5mol

C

158g