高考化学一轮复习《物质的量气体摩尔体积》学案.docx
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高考化学一轮复习《物质的量气体摩尔体积》学案
物质的量 气体摩尔体积
最新考纲：
1.理解摩尔（mol）是物质的量的基本单位，可用于进行简单的化学计算。
2.了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。
3.根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状
况下）之间的相互关系进行有关计算。
知识体系
考点一
物质的量 摩尔质量
[知识梳理]
1．物质的量
（1）含义：
物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。
（2）数值：
1mol任何物质所含有的微粒数与0.012_kg12C所含的碳原子个数相等。
2．阿伏加德罗常数
（1）概念：
1mol任何粒子所含的微粒数，符号为NA，通常用6.02×1023_mol－1表示。
（2）物质的量、微粒数（N）与阿伏加德罗常数的关系为：
n＝N/NA。
3．摩尔质量
（1）概念：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号：
M，单位：
g/mol。
（2）数值：
当微粒的摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子（原子）质量。
（3）关系：
物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为：
n＝m/M。
[知识精讲]
命题点1 关于物质的量的基本概念
理解物质的量的相关概念要注意以下四点：
（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，其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）使用摩尔做单位时，应用化学式指明粒子的种类，如1molH不能描述为1mol氢。
（3）摩尔质量与相对分子（原子）质量是两个不同的概念，当摩尔质量以g/mol为单位时，二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，无单位。
（4）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的变化而变化。
[典题示例]
1.判断正误（正确的打“√”，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。
（ ）
提示：
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）× （6）×
2.下列关于物质的量的叙述中，错误的是（）
A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子
C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧
D.1molNe含有6.02×1024个电子
解析：
因为有些物质是由分子组成（例如水、硫酸等），有些物质是由离子组成（例如NaCl、Ca（OH）2等），还有些物质是由原子直接构成的（例如金刚石等），所以A的叙述是错误的。
碳是由原子构成的，根据规定，0.012kg12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×1023mol－1，所以B的叙述是对的。
根据规定，“使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称”。
C中表示水的组成时，却用名称表示，所以也是不正确的。
氖原子核外有10个电子，则1molNe也应含有10×6.02×1023个电子，所以D的叙述是正确的。
答案：
AC
命题点2 以物质的量为核心的相关计算
[典题示例]
（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）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________。
解析：
（1）0.3mol×6.02×1023mol－1×2＝N（NH3）×3，则N（NH3）＝1.204×1023或0.2NA。
（2）12g乙烷的物质的量是0.4mol，一个乙烷（C2H6）分子中含有7个共价键，所以0.4mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8mol。
（3）根据质量守恒定律，0.04molC的质量为16g＋20g－31.76g＝4.24g，M（C）＝4.24g÷0.04mol＝106g·mol－1。
答案：
（1）0.2NA
（2）2.8mol （3）106g·mol－1
[方法技巧]
“核心思维法”解答微粒数目计算题
解答以物质的量为核心的相关计算时，要注意“物质的量”的桥梁作用，解题思维流程如下：
[当堂达标]
1.某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是（ ）
①该硫原子的相对原子质量为
②mg该硫原子的物质的量为
mol ③该硫原子的摩尔质量是aNAg ④ag该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③ B．②④
C．①②D．②③
解析：
选C 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
，即
，正确；②mg硫原子的个数为
，其物质的量为
mol；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，则16NA为1mol硫原子所含电子数，不正确。
2.
表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是（）
A．在18
中含有
个氧原子
B．标准状况下，22．4L空气含有
个单质分子
C．1molCl2参加反应转移电子数一定为2
D．含
个
的
溶解于1L水中，
的物质的量浓度为
解析：
本题考察阿弗加德罗常数的计算和判断
A18
正好是0.5mol，一个氧分子正好含有两个氧原子，所以氧原子的物质的量为1mol，即为1
B空气是混合物
C在氯气与水的反应中，1molCl2就只转移1
的电子
D所得溶液中含
个
，可得氢氧化钠的物质的量为1mol，但这时候溶液不是1L，所以物质的量浓度不是1mol/L.
答案：
A
考点二
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
[知识梳理]
1．影响物质体积大小的因素
（1）构成微粒的大小；
（2）构成微粒间距的大小；
（3）构成微粒的数目。
2．气体摩尔体积
1）定义：
单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。
2）表示符号：
Vm
3）单位：
L/mol（或L·mol-1）
4）标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L/mol
5）数学表达式：
气体的摩尔体积＝
，即
6）气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积（V0）。
在标准状况下，1mol任何气体的体积都约等于22.4L。
在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认
为“22.4L就是气体摩尔体积”，因为这个22.4L是有特定条件的。
这些条件就是：
①标准状况，即0℃和101.325kPa，气体的物质的量为1mol，只有符合这些条件的气体的体积才约是22.4L。
因此，22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积。
②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不指其他外界条件的状况。
例如，“1molH2O（g）在标准状况下的体积为22.4L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。
③1mol任何气体的体积若为22.4L，它所处的状况不一定就是标准状况。
根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半，分子间距将增大一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。
由此可知，1mol任何气体在0℃、101kPa条件下的体积与273℃、202kPa条件下的体积应相等，都约为22.4L。
3．阿伏加德罗定律
（1）决定气体体积的外界条件：
物质的量相同的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
（2）阿伏加德罗定律的含义：
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。
即T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2，则n1＝n2。
[知识精讲]
命题点1 气体摩尔体积的使用和计算
应用气体摩尔体积时注意的四点
（1）使用“条件”：
一般指标准状况，即0℃、1×105Pa。
（2）使用对象：
必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。
水、酒精、SO3、CCl4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，其他条件下不一定是22.4L·mol－1。
（4）22.4L气体，在标准状况下是1mol，在非标准状况下，可能是1mol，也可能不是1mol。
[典题示例]
1.下列说法正确的是（ ）
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
②0.5molH2所占体积为11.2L ③标准状况下，1molH2O的体积为22.4L ④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1 ⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同
A．①③⑤ B．④⑥
C．③④⑥D．①④⑥
解析：
选B ①物质不一定是气体；②不一定在标准状况下；③水在标准状况下不是气体；⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。
2.判断下列说法是否正确？
并说明理由
1.常温常压下，11.2L氧气所含的原子数为NA
2.在25℃，压强为1.01×105Pa时,11.2L氮气所含的原子数目为NA
3．标准状况下的22.4L辛烷完全燃烧，生成CO2分子数为8NA
4．标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NA
5．标准状况下，1L水所含分子数为（1/22.4）NA
6．标准状况下，11.2LSO3中含1.5NA个氧原子
解析：
1、标准状况下，11.2L氧气为0.5mol，其所含原子数为NA。
而常温常压（25℃，1.01×105Pa）下，11.2L氧气物质的量小于0.5mol，其所含原子数必小于NA，故叙述错误。
2、本题叙述错误，分析方法同上。
3、4、5题中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体，第6题中SO3在标准状况下为固体。
故都不正确。
命题点2 阿伏加德罗定律及其应用
阿伏加德罗定律是指在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。
即：
T1=T2；P1=P2；V1=V2
n1=n2
根据pV＝nRT（R为常量，T为热力学温度）和密度、摩尔质量的定义式可推出以下结论：
描述
关系
三
正
比
同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比
V1/V2＝n1/n2
同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比
p1/p2＝n1/n2
同温同压下，气体的密度比等于它们的相对分子质量之比
ρ1/ρ2＝M1/M2
二
反
比
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比
V1/V2＝M2/M1
同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的相对分子质量成反比
p1/p2＝M2/M1
一
连
比
同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比，也等于它们的密度之比
m1/m2＝M1/M2
＝ρ1/ρ2
注意：
（1）阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。
（2）阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。
（3）以上用到的符号：
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为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。
[典题示例]
1．如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是（ ）
A．所含原子数相等 B．气体密度相等
C．气体质量相等D．摩尔质量相等
解析：
选A 左瓶与右瓶中气体的物质的量相等，N2、O2分子均为双原子分子，A项正确；N2、O2的比例不固定，气体的质量不一定相等，密度不一定相等；当N2、O2物质的量相等时，摩尔质量相等，其余情况摩尔质量不相等。
2．标准状况下，aL气体X2和bL气体Y2恰好完全反应生成cL气体Z，若2a＝6b＝3c，则Z的化学式为（ ）
A．XY2B．X2Y
C．X3YD．XY3
解析：
选C 由V1/V2＝n1/n2知反应的化学方程式为3X2＋Y2===2XmYn，得m＝3，n＝1。
阿佛加德罗常数考点命题陷阱归类分析
阿佛加德罗常数（用NA表示）涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，主要以选择题的形式（选择正确的或错误的）进行考查。
分析近几年的高考试题，此类题型常以选择题形式出现，容易引起学生错误的有以下几点：
1、温度和压强：
22.4L/mol是在标准状况（0℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。
命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积，让考生与22.4L/mol进行转换，从而误入陷阱。
2、物质状态：
22.4L/mol使用的对象是气体（包括混合气体）。
命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。
如SO3：
常温下是固态；水：
常温下是液态。
戊烷，辛烷常温下是液态等。
3、物质变化：
一些物质间的变化具有一定的隐蔽性，有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。
考生若不注意挖掘隐含变化往往会误入陷阱。
如NO2：
存在与N2O4的平衡。
4、单质组成：
气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体Ne：
单原子分子）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等。
考生如不注意这点，极容易误入陷阱。
5、粒子数目：
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
1mol微粒的数目即为阿佛加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。
命题者往往通过NA与粒子数目的转换，巧设陷阱。
。
命题点3 气体摩尔质量的计算
计算气体摩尔质量常用的“五”方法
（1）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：
M＝m/n；
（2）根据标准状况下气体的密度（ρ）：
M＝ρ22.4L/mol；
（3）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：
M1/M2＝D；
（4）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；
（5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述算式仍然成立；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）。
[典题示例]
1.已知NH4HCO3
NH3+H2O+CO2↑，则150℃时NH4HCO3分解产生的混合气体A的密度是相同条件下H2密度的倍。
A.26.3B.13.2C.19.8D.无法计算
[解析]假设NH4HCO3为1mol，则其质量为79g，完全分解产生的气体为3mol，故有：
M混合气体=79g/3mol=26.3g/mol；又由“相同条件下，气体的密度比等于其摩尔质量比”，故混合气体A的密度是相同条件下H2密度的26.3/2=13.2倍。
[答案]B
2.（2015·绍兴质检）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对H2的相对密度为11.43，相同条件下，X的相对分子质量是（ ）
A．11.43B．22.85
C．80.01D．160.02
解析：
选C 根据质量守恒定律，2molX生成7mol混合气体，则X的摩尔质量为11.43×2g/mol×
＝80.01g/mol。
[当堂达标]
1．一定温度和压强下，30L某种气态纯净物中含有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．该气体中每个分子含有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
解析：
选A 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，若该物质为气态，则其在标准状况下的体积为22.4L，故该温度和压强不可能是标准状况，在此状况下，Vm＝30L·mol－1。
2．某液体化合物X2Y4，常用做火箭燃料。
16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为X2Y4（l）＋O2（g）===X2（g）＋2Y2O（l）。
冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2L，其密度为1.25g/L，则：
（1）反应前O2的体积V（O2）为________；
（2）X2的摩尔质量为________；Y元素的名称是________。
（3）若反应生成0.1molX2，则转移电子的物质的量为________mol。
解析：
（1）根据化学方程式，参加反应的O2与生成的X2的物质的量相等。
根据阿伏加德罗定律，则参加反应的O2也为11.2L。
（2）生成的X2的质量为11.2L×1.25g/L＝14g，故X2的摩尔质量为14g÷0.5mol＝28g/mol，参加反应的X2Y4与O2的物质的量相等，均为0.5mol，则X2Y4的摩尔质量为
＝32g/mol，故Y为氢元素。
（3）由化学方程式可知每生成1molX2转移4mole－，则生成0.1molX2转移电子0.4mol。
答案：
（1）11.2L
（2）28g/mol 氢 （3）0.4
考点三
阿伏加德罗常数
[考点精析]
解答关于阿伏加德罗常数的题目应注意分析题干给出的条件，如物质的状况、所处的环境、物质本身的结构，同时还要考虑氧化还原反应、电离、水解等情况，具体有如下几点：
1．注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
（1）在标准状况下非气态的物质，如H2O、SO3、戊烷、CHCl3等；
（2）物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
2．注意物质的组成和结构
（1）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、H37Cl等。
（2）物质中所含化学键的数目，如CO2、CnH2n＋2等。
（3）最简式相同的物质中的微粒数目，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯、（O2和O3）等。
（4）摩尔质量相同的物质中的微粒数目，如N2、CO、C2H4等。
3．注意氧化还原反应中电子的转移
电子转移（得失）数目的问题分析，如Na2O2、NO2与H2O反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应；电解AgNO3溶液、CuSO4溶液等，分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。
4．注意弱电解质的电离、盐类的水解
弱电解质在水溶液中部分电离；可水解盐溶液中，离子发生微弱水解。
如0.1mol·L－1的乙酸溶液和0.1mol·L－1的乙酸钠溶液。
5．注意一些特殊的反应
如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应，二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化，合成氨反应等属于可逆反应。
[课后巩固]
1.角度一 考查气体摩尔体积的适用条件
（1）用惰性电极电解食盐水，若电路中通过1NA电子的电量，则阳极产生气体11.2L。
（ ）
（2）标准状况下，22.4LN2和O2的混合气体中含有的分子数为NA。
（ ）
（3）常温常压下，11.2L二氧化硫中所含的氧原子数等于NA。
（ ）
（4）标准状况下，80gSO3中含3NA个氧原子，体积约为22.4L。
（ ）
（5）足量Zn与一定量的浓硫酸反应，产生22.4L气体时，转移的电子数一定为2NA。
（ ）
解析：
（1）没有指明是标准状况下，错误。
（2）气体摩尔体积适用于混合气体，正确。
（3）常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，所以11.2L二氧化硫中所含的氧原子数小于NA，错误。
（4）标准状况下，三氧化硫是固体，错误。
（5）气体应为SO2和H2的混合气，只有在标准状况下，结论才正确。
答案：
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）×
2.角度二 考查物质的组成或结构
（1）7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA。
（ ）
（2）常温下，0.1mol碳酸钠晶体中含有CO
的个数为0.1NA。
（ ）
（3）7.8gNa2S和Na2O2的混合物中，含有的阴离子数目为0.1NA。
（ ）
（4）12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA。
（ ）
（5）7.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数为0.5NA。
（ ）
解析：
（1）1个过氧化钠中含有1个O
，所以7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA，正确。
（2）晶体不是溶液，不必考虑水解，正确。
（3）Na2S和Na2O2的摩尔质量都是78g/mol,7.8gNa2S和Na2O2的混合物的物质的量是0.1mol，正确。
（4）NaHSO4晶体中的阴离子为HSO
，错误。
（5）每个硅原子和4个氧原子相连，每个氧原子和2个硅原子相连，7.5g二氧化硅晶体含硅氧键0.5mol，正确。
答案：
（1）√
（2）√ （3）√ （4）× （5）√
3.角度三 考查氧化还原反应中电子的转移
（1）标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。
（ ）
（2）15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.4NA。
（ ）
（3）一定条件下，2.3gNa完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA。
（ ）
（4）在铜与硫的反应中，1mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA。
（ ）
（5）过氧化氢分解制得标准状况下1.12LO2，转移电子数目为0.2NA。
（ ）
解析：
（1）氯气不一定完全和水反应，导致转移的电子数不一定为0.1NA，错误。
（2）15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.2NA，错误。
（3）因为2.3gNa完全反应，所以失去的电子数一定为0.1NA。
（4）反应生成Cu2S，Cu失去的电子数是NA，错误。
（5）转移电子数目应为0.1NA，错误。
答案：
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）×
4.角度四 考查一定量物质中粒子数目的计算
（1）常温下，32g含有少量臭氧的氧气中，共含有氧原子2NA。
（ ）
（2）常温常压下，3.0g乙烷中含有的碳氢键数为0.7NA。
（ ）
（3）300mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.6NA。
（ ）
（4）8.0gCu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA。
（ ）
解析：
（1）32g氧（O3和O2）中共含有氧原子2NA，正确。
（2）常温常压下，3.0g乙烷中含有的碳氢键数为0.6NA，错误。
（3）蔗糖溶液中的分子不仅有蔗糖还有水，错误。
（4）极限法分析，8.0gCu2S中含有铜原子数为0.1NA,8.0gCuO中含有铜原子数也为0.1NA,正确。
答案：
（1）√
（2）× （3）× （4）√
5.角度五 考查与“特殊反应”相关的粒子数目的判断
（1）在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后得到NH3分子数为NA。
（ ）
（2）1L0.1mo
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