高考化学一轮复习物质的量 气体摩尔体积.docx
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高考化学一轮复习物质的量气体摩尔体积
物质的量 气体摩尔体积
考纲要求
考情分析
命题趋势
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）、阿伏加德罗常数（NA）的含义。
2．能根据微粒（原子、分子、离子等）的物质的量、数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算。
2018，全国卷Ⅲ，8T
2017，全国卷Ⅱ，8T
2016，全国卷乙，8T
分值：
3～6分
物质的量、气体摩尔体积是高考必考知识点，命题主要方式为“已知NA为阿伏加德罗常数的值，判断和计算一定量的物质所含粒子数的多少”。
题目在注重对计算关系考查的同时，又隐含对物质状态、物质结构、氧化还原反应、电离、水解、分散系等知识的考查。
考点一 物质的量 摩尔质量
[知识梳理]
1．物质的量、阿伏伽德罗常数
（1）基本概念间的关系
（2）物质的量的规范表示方法
↓ ↓ ↓
数值 单位 指定微粒符号或微粒名称
2．摩尔质量
误区防错
（1）物质的量是计量微观粒子“集体”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。
（2）摩尔质量、相对原子（或分子）质量的含义不同，不是同一个物理量。
二者单位也不同，摩尔质量的单位是g·mol－1或kg·mol－1，相对原子（或分子）质量的单位为1。
（3）对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化。
[对点检测]
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）摩尔是表示物质的量的多少的基本物理量。
（ ）
（2）物质的量就是1mol物质的质量。
（ ）
（3）0.012kg12C中约含有6.02×1023个碳原子。
（ ）
（4）1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。
（ ）
（5）NaOH的摩尔质量为40g。
（ ）
（6）氖气的摩尔质量（单位：
g·mol－1）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。
（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）× （6）√ （7）×
2．
（1）1molH2SO4中约含有________个硫原子，所含氧原子与________g水所含氧原子数相同。
（2）含0.4molAl2（SO4）3的溶液中，含________molSO
。
（3）以下物质所含H原子个数由多到少的顺序是________（填序号）。
①1.5molNH3；②1.806×1024个H2O；③73gHCl
（4）1.204×1024个M分子的质量为88g，则M的摩尔质量为________。
答案
（1）6.02×1023（或NA） 72
（2）1.2
（3）②>①>③ （4）44g·moL－1
[考法精讲]
考法 由不同物理量计算微粒数目的思维模型
应用n＝
＝
来计算。
[例]（经典高考题改编）完成下列填空。
（1）0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等，2.2gD
O中所含中子数为________；
（2）最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。
据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。
若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2g该晶体中含有的氧原子数为________，氢原子的物质的量为________mol（已知Co的相对原子质量为59）。
答案
（1）0.3NA 1.2NA
（2）0.33NA 0.26
[递进题组]
1．（2019·黄冈质检）
（1）1.204×1024个氯化氢分子的物质的量为________；
（2）6gH2的物质的量为________；
（3）0.3molNH3的质量为________；
（4）4℃时27mL水的物质的量为________；
（5）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）2mol
（2）3mol （3）5.1g （4）1.5mol
（5）106g·mol－1
2．
（1）含6.02×1023个中子的
Li的质量是________g；
（2）4gD2和20g18O2化合时最多能生成________gD
O；
（3）若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子，则Na2X的摩尔质量是____________，X的相对原子质量是________。
答案
（1）1.75
（2）22 （3）62g·mol－1 16
[典例诊断]
[例]（2019·湘东五校联考）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．1molNaHSO4熔融或溶于水时电离出的离子总数均为3NA
B．17gH2O2含有0.5NA个非极性共价键
C．在1L0.5mol·L－1的H2SO4溶液中，含有的氧原子数为2NA
D．71gCl2溶于水转移的电子数为NA
[答题送检]…………………………………………………………来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
A
对NaHSO4在熔融或溶于水时的电离情况含混不清，误以为熔融时也能电离出H＋
－3
D
误以为Cl2与水反应能够进行到底
[解析]NaHSO4熔融时的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO
，1molNaHSO4熔融时电离出的离子数目为2NA，而NaHSO4溶于水时，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
，1molNaHSO4电离出离子总数为3NA，A项错误；Cl2＋H2OHCl＋HClO，该反应为可逆反应，故71gCl2溶于水转移电子数应小于NA，D项错误。
[答案]B
[规范迁移]
1．（2019·清华中学模拟）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ A ）
A．32gO2和32gO3中所含的原子数都是2NA
B．CH4与P4的分子结构都是正四面体，因此1molCH4或P4分子中含有共价键的数目都为4NA
C．1.7gNH3溶于水，NH3·H2O分子和NH
离子的数目之和为0.1NA
D．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA
解析O2、O3中均只含氧原子，故32gO2和32gO3中所含的原子数均为
×NAmol－1＝2NA，A项正确；1个CH4分子中含有4个C—H键。
1个P4分子中含有6个P—P键，1molCH4分子和1molP4分子中含有共价键的数目分别为4NA、6NA，B项错误；氨气与水的反应为可逆反应，故生成的NH3·H2O分子与NH
离子之和小于0.1NA，C项错误；密闭容器中2molNO与1molO2充分反应生成2molNO2，但由于存在化学平衡：
2NO2N2O4，故产物的分子数在NA～2NA之间，D项错误。
2．（2018·全国卷Ⅲ）下列叙述正确的是（ B ）
A．24g镁与27g铝含有相同的质子数
B．等质量的氧气和臭氧，电子数相同
C．1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1
D．1mol乙烷和1mol乙烯，化学键数目相同
解析24gMg与27gAl所含质子的物质的量分别为
×12＝12mol、
×13＝13mol，二者所含质子的物质的量不相等，A项错误；同质量的O2和O3中的O原子数相同，则电子数也相同，B项正确；1molD2O中的中子数为10NA,1molH2O中的中子数为8NA，比为5∶4，C项错误；1molC2H6中含有7mol化学键，1molCH2===CH2中含有5mol化学键（4molC—H键，1mol
键），D项错误。
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
[知识梳理]
1．影响物质体积的因素
2．气体摩尔体积
[名师提醒]Vm＝22.4L/mol使用条件与技巧
①一个条件：
标准状况；②一个对象：
只限气体；③两个数据：
1mol、约22.4L。
3．阿伏加德罗定律及推论
（1）内容
即“三同”（T、p、V）
“一同”（n）。
（2）适用范围：
单一气体或相互不反应的__混合气体__。
（3）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。
前提条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
＝
同温同压下，气体的__体积之比__等于其物质的量之比
T、p相同
＝
同温同压下，两气体的__密度之比__等于其摩尔质量（或相对分子质量）之比
T、V相同
＝
同温同体积下，两气体的__压强之比__等于其物质的量之比
[对点检测]
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）标准状况下，1molH2O的体积为22.4L。
（ ）
（2）标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L。
（ ）
（3）标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同。
（ ）
（4）标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，非标准状况下，1mol气体的体积则一定不是22.4L。
（ ）
（5）同温同压同体积的12C18O和14N2具有相同的电子数。
（ ）
（6）同温同体积条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为1∶2。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）√ （6）√
2．设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下，mgO2和N2的混合气体中含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积（单位：
L）应是（ A ）
A.
B.
C.
D.
解题技巧
（1）气体的体积受温度和压强影响，和分子大小无关。
（2）标准状况（0℃，101kPa），水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等物质不是气体，慎用22.4L·mol－1。
（2）应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝
、ρ＝
导出。
[考法精讲]
考法一 阿伏加德罗定律及其推论的应用与技巧
1．求物质的摩尔质量（相对分子质量）：
同温同压下，气体A的密度[ρ（A）]与气体B的密度[ρ（B）]之比称为气体A对气体B的相对密度（D），即D＝ρ（A）/ρ（B）＝Mr（A）/Mr（B）。
根据气体的相对密度（D）求：
MA＝D·MB。
2．确定气体的分子组成及相关计算：
根据阿伏加德罗定律，由气体的体积比推导出气体的分子个数比，再根据质量守恒定律确定化学式。
3．运用阿伏加德罗定律及其推论进行混合气体压强或体积等的大小比较时，需注意以下三个问题：
（1）气体混合后是否发生了化学反应；
（2）反应后物质的状态是否均为气态；
（3）反应前后气体的总物质的量是否变化。
[例1]（2019·武汉质检）某一反应体系中涉及的反应物和生成物共有4种物质：
X、Cl2、NH3、N2。
X可能是HCl、NH4Cl，为确定X的化学式，某同学取同温同压下体积分别为V1、V2的两种物质（氧化剂与还原剂）充入一恒压、容积可变的密闭容器中，在一定条件下反应完全并恢复到原温度后，再测出容器的容积（V3）。
（1）若实验结果是（用V1、V2与V3间关系来表示，下同）________________，则X的化学式一定为HCl，简要写出你作出此推断的依据是____________________________________；
（2）若实验结果是____________________________________，则X的化学式为NH4Cl。
解析
（1）当X为HCl时，V2体积的NH3肯定反应完毕，由方程式2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl知，反应中气体体积增加了V2，故反应结束时气体总体积为V3＝V2＋（V1＋V2）＝2V2＋V1。
（2）当X为NH4Cl时，V1体积的Cl2肯定反应完毕，由8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，知气体体积减小了
V1，反应结束时气体总体积V3＝V1＋V2－
V1＝V2－
V1。
答案
（1）V3＝2V2＋V1 由2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl及此时NH3反应完全，根据阿伏加德罗定律可推出上述结论
（2）V3＝V2－
V1
考法二 求气体摩尔质量的六种方法
1．定义法：
Mr＝
。
2．阿伏加德罗常数法：
M＝m（一个原子或分子）×NA。
3．摩尔质量法：
M＝
。
4．标准状况下密度法：
已知标准状况下气体的密度为ρ，则M＝ρ×22.4L·mol－1。
5．相对密度法：
已知在同T、p下气体A对气体B的相对密度为D，由D＝
＝
，得M（A）＝M（B）·D。
6．体积分数法：
混合气体的平均摩尔质量
＝
＝
M（A）·x（A）＋M（B）·x（B）＝
M（A）·φ（A）＋M（B）·φ（B）。
式中，x（A）、x（B）为气体A、B的物质的量分数，φ（A）、φ（B）为气体A、B的体积分数。
如：
（空气）＝M（N2）·φ（N2）＋M（O2）·φ（O2）＋M（CO2）·φ（CO2）＝28×78%＋32×21%＋44×1%＝29（视空气中除N2、O2外的成分为CO2）。
[例2]在一定条件下，mgNH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O（g）。
按要求填空。
（1）若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为________，NH4HCO3的摩尔质量为________（用含m、d的代数式表示）；
（2）若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）在该条件下，所得NH3、CO2、H2O（g）的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为____________________________________________________。
解析
（1）NH4HCO3
NH3↑＋H2O↑＋CO2↑，
＝
＝
。
依题意有
＝d，则
＝2d＝
，所以M（NH4HCO3）＝6dg·mol－1。
混合气体的n（混）＝
×3＝
mol。
（2）
＝ρ标V标＝22.4ρg·mol－1。
（3）
＝M（NH3）·φ（NH3）＋M（CO2）·φ（CO2）＋M（H2O）·φ（H2O）＝17a%＋44b%＋18c%。
答案
（1）
mol 6dg·mol－1
（2）22.4ρg·mol－1
（3）17a%＋44b%＋18c%
[递进题组]
1．（2019·唐山质检）肼（N2H4）是火箭常用的高能燃料，常温常压下为液体。
肼能与过氧化氢发生反应：
N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。
设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ C ）
A．11.2LN2含电子总数为7NA
B．标准状况下，22.4LN2H4中所含原子总数为6NA
C．若生成3.6gH2O，则上述反应转移电子数为0.2NA
D．3.2gN2H4中含有共用电子对总数为0.6NA
解析未指出N2所处的温度和压强，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，A项错误；N2H4在常温常压下为液体，故不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算，B项错误；在题述反应中，氧元素的价态由－1变为－2，故当生成3.6g（0.2mol）水时，转移0.2mol电子，C项正确；3.2gN2H4的物质的量为0.1mol，1molN2H4中含5mol共用电子对，故3.2gN2H4中含共用电子对的总数为0.5NA，D项错误。
2．（2019·永州质检）在一定条件下，某化合物X受热分解：
2X
A↑＋2B↑＋4C↑，测得反应后生成的混合气体是H2相对密度的11.43倍，则相同条件下，X的相对分子质量是（ C ）
A．11.43B．22.86
C．80.01D．160.02
解析根据质量守恒，m（X）＝m（A）＋m（B）＋m（C），2M＝7×
混，则
＝11.43×2⇒M＝80.01。
3．（2019·安阳调研）如图所示，分别向可移动活塞的密闭容器内充入空气（已知空气体积占整个容器容积的
）、H2和O2的混合气体，在标准状态下，若将H2、O2的混合气体点燃引爆。
活塞先左弹，恢复原温度后，活塞右滑停留于容器的中央。
则原来H2、O2的体积之比可能为________。
解析令空气的物质的量为1mol，反应前，左右两室的体积之比为1∶3，反应前右室的物质的量为3mol，反应后，活塞处于中央，两室体积相等，则两室中气体的物质的量相等，反应后右室气体物质的量为1mol，发生反应2H2＋O2
2H2O，设H2、O2的物质的量分别为xmol，ymol，若氢气过量，则：
x－2y＝1 ①，x＋y＝3 ②，解①②得x∶y＝7∶2；若氧气过量，则：
y－0.5x＝1 ①，x＋y＝3 ②，解①②得x∶y＝4∶5。
答案7∶2或4∶5
[典例诊断]
[例]（2019·清华中学模拟题节选）已知：
i.CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu（CO）Cl·H2O
ii.保险粉（Na2S2O4）和KOH的混合溶液能吸收氧气
某同学利用如图所示装置，测定某混合气体中H2、CO、SO2和O2的质量分数：
（1）D瓶测定的气体是________；
（2）E瓶中发生反应的离子方程式为__________________；
（3）为了准确读取H中量气管的数据，读数时除了视线与凹液面最低处相平以外，还要注意________________________。
[答题送检]…………………………………………………………来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
（1）
找不到测定CO、SO2和O2三种气体顺序的依据和理由
－2
（3）
忽略了温度（反应放热）、压强（量气管两边液面不相平）等对气体体积的影响
－3
[解析]
（1）吸收CO、O2和SO2的溶液分别为：
CuCl的盐酸溶液、Na2S2O4和KOH的混合溶液。
若先测定CO，O2通过CuCl的盐酸溶液时，将CuCl氧化；若先测定O2，SO2易与KOH溶液反应，不利于O2的测定，因此，混合气体中的SO2先测定，接下来应是O2、CO和H2，测D、E、F三瓶中溶液分别是NaOH溶液、Na2S2O4和KOH混合液、CuCl的盐酸溶液。
（3）气体体积受温度、压强的影响较大。
因此，应采取恢复至室温、调节量气管两边液面等措施来消除外因对气体体积的影响。
[答案]
（1）SO2
（2）2S2O
＋3O2＋4OH－===4SO
＋2H2O
（3）将实验装置恢复至室温，上下调节量气管，使左、右管中液面高度相平
满分策略
气体体积的测量方法
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是5种直接测量气体体积的常见装置。
A装置：
测量前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。
B装置：
排液体法收集气体后直接测量其体积。
C装置：
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，量气管内增加的液体的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
（2）间接测量法。
如图F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
（3）消除外因（温度、压强）对气体体积的影响。
（4）读数时，请勿使用“视线与凹液面相切”之类的描述，“相切”表达语意不准确，仰视、俯视的情况下，视线都能与凹液面相切。
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。
[规范迁移]
1．（2019·岳阳诊断）某同学设计如图所示装置分别进行如下实验探究（夹持装置已略去），请回答下列问题：
实验
药品
制取气体
量气管中的液体
Ⅰ
Cu、稀HNO3
NO
H2O
Ⅱ
镁铝合金、NaOH溶液
H2
H2O
本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：
_______________________________
________________________________________________________________________。
解析气体的体积受温度、压强的影响较大，因此，所采取的措施就是尽量消除外界因素的影响。
答案将实验装置恢复到室温，调节量气管与球形容器两端液面相平，视线与凹液面最低处在同一水平线上
2．（2019·黑龙江省六校联考题节选）探究Na2O2产品中是否有Na2O（不含其他杂质）。
准确称取mg产品按如图装置进行实验。
读数前，上下移动水准瓶，其目的是______________________。
测得起始读数为V1mL，终点读数为V2mL（已转换成标准状况）。
当______________________时，产品含氧化钠（用含m、V1、V2的代数式表示）。
解析若产品不含氧化钠，n（Na2O2）＝
mol，根据2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O，则n（O2）＝
×
mol，则
×
mol＝
mol，解得m＝
；若产品含氧化钠，则放出的氧气量减小，m>
。
答案保证内外气体压强相等 m>
（合理即可）
课时达标 第1练
考点方向：
①物质的量的相关概念及简单计算 ②阿伏加德罗定律及推论 ③气体摩尔体积的有关判断 ④NA的综合运用
1．下列叙述正确的是（ D ）
A．氢氧化钠的摩尔质量是40g
B．1molNaOH的质量是40g/mol
C．1gH2和1gN2所含分子数相等
D．NA个钠原子的质量是23g
2．对于物质的量相等的A、B两种气体，下列说法中错误的是（ B ）
A．分子数目一定相等B.体积一定相等
C．质量不一定相等D.原子数目可能相等
3．下列各组物质中，分子数相同的是（ B ）
A．2LSO2和2LCO2
B．9g水和标准状况下11.2LCO2
C．标准状况下1molO2和22.4LH2O
D．0.1molH2和2.24LHCl
4．标准状况下有：
①6.72LCH4 ②3.01×1023个HCl ③10.8gH2O ④0.7molNH3。
下列对这四种物质的大小关系表示不正确的是（ A ）
A．体积：
④>③>②>①
B．分子数：
④>③>②>①
C．氢原子数：
④>①＝③>②
D．质量：
②>④>③>①
解析①标准状况下，6.72L甲烷的物质的量是0.3mol，质量是4.8g，其中氢原子的物质的量是1.2mol；②标准状况下，3.01×1023
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