高考化学一轮复习第章化学计量在实验中的应用第节物质的量气体摩尔体积学案Word格式.docx

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①含义：

单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，常用单位是L/mol（或L·

mol－1）；

基本表达式是Vm＝

②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温度和压强。

温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大。

③特例：

标准状况是指温度为0℃，压强为101kPa，此时，Vm＝22.4_L/mol。

（1）“22.4L/mol”仅适用于标准状况下，且标准状况下为气态的气体的体积计算。

（2）“22.4L/mol”不仅适用于单一气体，也适用于混合气体。

4．阿伏加德罗定律及其推论

（1）内容

可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。

（2）推论

条件

结论

推论一

同温同压

＝

推论二

同温同容

注：

以上用到的符号：

n——物质的量、M——摩尔质量、V——气体体积、ρ——密度、p——压强

（1）同温同压同体积的气体的分子数相等，但原子数不一定相等。

（2）阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。

[应用体验]

1．思考并回答下列问题。

（1）H2O的摩尔质量与1molH2O的质量在数值上相等吗？

为什么？

（2）阿伏加德罗常数与6.02×

1023的意义相同吗？

（3）标准状况下，任何气体的摩尔体积均为22.4L/mol，能否说明气体的摩尔体积为22.4L/mol时一定处于标准状况下？

（4）任何物质在同温同压下，1mol物质所占的体积一定相同吗？

（5）标准状况下，1molH2与1molN2、H2混合气体体积均约为22.4L，对吗？

【提示】　

（1）不一定相等。

两者的单位没有指明，数值不一定相等。

（2）不相同。

阿伏加德罗常数是一个物理量，单位为mol－1，数值约为6.02×

1023；

而6.02×

1023只是一个数值。

（3）不一定。

若升高温度增大压强，气体体积可能不变。

（4）不一定。

（5）对。

2．如图所示三只气球，其中A、B的体积均为1.12L，则A、B中气体的物质的量________是0.05mol（填“一定”或“不一定”）；

标准状况下，A、B气球中的分子个数比是________；

在相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相同，则两气球的体积之比是________。

【提示】　不一定　1∶1　2∶1

[高考命题点突破]

命题点1　与物质的量有关概念的理解

1．下列说法正确的是________（填序号）。

①摩尔质量为Mg/mol的气体，一个分子的质量为

g

②nmolO2的粒子数为N，则阿伏加德罗常数为

③H2SO4的摩尔质量为98g

④1molH3PO4分子中含有3NA个H、NA个P和4NA个O

⑤利用气体摩尔体积可以计算一个气体分子的大致体积

⑥2molNa2CO3固体中含有2NA个Na2CO3分子

⑦在常温常压下，Cl2的密度为

g/L

⑧标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约是22.4L

⑨同温同压下，11.2LCl2和11.2LSO2气体含有的原子数相同

⑩标准状况下，18gH2O的体积为22.4L

⑪同温同压下，5L氧气与5L氖气含有的原子数相同

⑫在同温同压下，1体积A2（g）与3体积B2（g）反应生成2体积C（g），则C的组成为AB3

⑬44gCO2与N2O的混合气体中含有的原子数为NA

【答案】　①④⑧⑫

2．一定温度和压强下，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个原子构成，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

A　[若为标准状况，6.02×

1023个气态分子的体积应为22.4L，不是30L。

]

1涉及体积数值时要注意气态、温度和压强0℃、101kPa能否使用“22.4L/mol”。

2判断一定量的物质中所含原子数时要注意物质的组成。

322.4L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。

4阿伏加德罗常数有单位，应写为6.02×

1023mol－1，不能仅写数值6.02×

1023。

5涉及求体积比时要注意同温同压条件。

命题点2　以物质的量（n）为核心的计算

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是（　　）【导学号：

97500000】

A．

L　　　　　　　B．

L

C．

LD．

D　[M＝

g/mol＝

g/mol，V＝

×

22.4L。

4．设NA为阿伏加德罗常数。

已知C2H4和C3H6的混合物的质量为ag，则该混合物（　　）

A．所含共用电子对数目为（

＋1）NA

B．所含碳氢键数目为

C．燃烧时消耗的O2一定是

D．所含原子总数为

B　ag混合物中含有碳氢键数目为

NA＝

；

不知反应所处的温度、压强，无法求算反应消耗氧气的体积；

二者最简式相同，均为CH2，因此ag混合物中所含原子总数为

5．

（1）含0.4molAl2（SO4）3的溶液中，含________molSO

，Al3＋的物质的量________（填“>

”“<

”或“＝”）0.8mol。

（2）0.3molCH4分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。

2.4gT

O中所含中子数为________，1.5gCH

中的电子数为________，15.6gNa2O2中的阴离子数为________。

（3）1L0.1mol·

L－1的CH3COOH溶液中，n（CH3COOH）________0.1mol，n（CH3COO－）________0.1mol（填“大于”“小于”或“等于”）。

（4）1L0.1mol·

L－1的Na2CO3溶液中n（Na＋）＝________mol,n（CO

）＋n（HCO

）＋n（H2CO3）＝________mol。

【解析】　

（1）Al3＋在水中发生水解反应，故物质的量小于0.8mol。

（2）CH4分子和H2O分子的质子数都是10，所以H2O分子个数为0.3NA；

T

O中的中子数为14,2.4gT

O中所含中子数为1.4NA；

CH

中的电子数为8,1.5gCH

中的电子数为0.8NA；

Na2O2中的阴离子为O

，15.6gNa2O2中的阴离子数目为0.2NA。

（3）CH3COOH为弱酸，部分电离。

（4）根据物料守恒可知：

n（Na＋）＝2[n（CO

）＋n（H2CO3）]＝0.2mol。

【答案】　

（1）1.2　<

（2）0.3NA　1.4NA　0.8NA　0.2NA

（3）小于　小于

（4）0.2　0.1

[注]　Vm与温度、压强有关，标准状况时Vm＝22.4L/mol。

命题点3　阿伏加德罗定律及推论的简单应用

6．（2018·

哈尔滨模拟）在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是（　　）

A．充入的CO分子数比CO2分子数少

B．甲容器的体积比乙容器的体积小

C．CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小

D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小

D　[质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积比为11∶7，但摩尔体积相同。

7．在一定温度下，向一固定容积的密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应，达到平衡时，N2的转化率为25%，则反应前后的压强之比为________。

【解析】　　　N2　＋　3H2　

　2NH3

起始：

　　　1mol3mol0

转化：

　　0.25mol0.75mol0.5mol

平衡：

　　0.75mol2.25mol0.5mol

故：

【答案】　8∶7

　在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若它们的温度和密度均相同，试根据甲、乙的摩尔质量（M）关系，判断下列说法正确的是（　　）

A．若M（甲）>

M（乙），则气体的体积：

甲<

乙

B．若M（甲）<

M（乙），则气体的压强：

甲>

C．若M（甲）>

M（乙），则气体的摩尔体积：

D．若M（甲）<

M（乙），则气体的分子数：

B　[A项，根据m、ρ相同可知甲、乙体积相同；

B项，M（甲）<

M（乙）知n（甲）>

n（乙），因体积相同，故压强：

乙；

C项，摩尔体积：

D项，因n（甲）>

n（乙）故分子数：

乙。

命题点4　气体相对分子质量的求算

8．

（1）已知标准状况下，气体A的密度为2.857g/L，则气体A的相对分子质量为________，可能是________气体。

（2）标准状况下，1.92g某气体的体积为672mL，则此气体的相对分子质量为________。

（3）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________（用含ρ的代数式表示）。

③若在该条件下，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________（用含a、b、c的代数式表示）。

【解析】　

（1）M＝ρ×

22.4g/mol≈64g/mol。

（2）M＝

＝64g/mol。

（3）因为NH4HCO3（s）===NH3（g）＋CO2（g）＋H2O（g）

①M（混）＝2d⇒n（混）＝

mol，

⇒M（NH4HCO3）＝2d×

3g·

mol－1＝6dg·

mol－1。

②

（混）＝22.4ρg·

③n（NH3）∶n（CO2）∶n（H2O）＝a%∶b%∶c%，

（混）＝17a%＋44b%＋18c%。

【答案】　

（1）64　SO2

（2）64

（3）①

mol　6dg·

mol－1

②22.4ρg·

③17a%＋44b%＋18c%

（1）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρ×

22.4（g·

mol－1）。

（2）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：

M1/M2＝D。

（3）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：

M＝m/n。

（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，上述计算式仍然成立；

还可以用下式计算：

＝M1×

a%＋M2×

b%＋M3×

c%+……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）。

考点2|“七角度”突破以NA为载体的微观计算与判断

（对应学生用书第3页）

命题点1　22.4L/mol的适用条件分析

（1）陷阱：

从Vm＝22.4L·

mol－1的适用条件和物质的状态设置陷阱。

（2）突破：

一要看是否为标准状况，不为标准状况无法直接用22.4L·

mol－1（标准状况下气体的摩尔体积）求n；

二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如水、液溴、HF、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、SO3、己烷、苯、CxHy（x>

4）、乙醇、乙酸等。

[突破训练1]

下列说法正确的是________（填序号）。

①标准状况下，22.4LN2和H2混合气中含NA个原子

②标准状况下，22.4L氨水中含有NA个NH3分子

③常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×

1023个

④标准状况下，5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA

⑤标准状况下，NA个CCl4分子占有的体积为22.4L

⑥常温常压下，22.4LH2含有的分子数小于NA

⑦标准状况下，11.2L己烷含有的氢原子数为7NA

⑧标准状况下，33.6LSO2和SO3的混合气体中含有的硫原子数为1.5NA

【解析】　①标准状况下，22.4L（即1mol）N2和H2的混合气体，含有原子数应为2NA；

②氨水为溶液，无法用22.4L/mol计算其物质的量；

③常温常压下，22.4LCl2不是1mol；

⑤标准状况下，CCl4为非气态；

⑦标准状况下，己烷为液态；

⑧标准状况下SO3为非气态。

【答案】　④⑥

命题点2　某些物理量与物质所处的状况无关的分析

设置与计算无关的一些干扰条件，给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰正确判断。

排“干扰”，明确物质的量或质量与物质所处状况无关，物质的量或质量确定时，物质所含的微粒数与温度、压强等外界条件无关。

[突破训练2]

【导学号：

97500001】

①常温常压下，3.2gO2所含的原子数为0.2NA

②标准状况下，18gH2O所含的氧原子数为NA

③室温下，1molCH4中含有原子数为5NA

④常温常压下，1molCO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA

【答案】　①②③④

命题点3　一定量的物质中微粒数目的分析

从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。

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

D

O（M＝20，中子数10），H

O（M＝20，中子数10）。

稀有气体分子为单原子分子。

—OH与OH－中含有的电子数不同。

②等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。

③等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。

④等物质的量的NO2与SO2中氧原子数相同。

[突破训练3]

下列说法不正确的是________（填序号）。

【导学号：

97500002】

①（2016·

全国Ⅰ卷）14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA

②（2015·

全国Ⅰ卷）18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA

③（2013·

全国Ⅱ卷）1mol的羟基与1mol的氢氧根离子所含电子数均为9NA

④28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NA

⑤常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA

⑥12g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA

⑦标准状况下，11.2L氖气分子中含有的原子数为NA

⑧49gH3PO4和H2SO4的混合物中氧原子数为2NA

⑨常温常压下，22gCO2与N2O的混合气体中分子总数为0.5NA

【解析】　①二者的最简式均为CH2，故14g混合气体中含氢原子数为2NA；

②18gD2O和18gH2O的物质的量不相同，则含有的质子数不相同；

③—OH与OH－含有的电子数不同；

④乙烯与C4H8的最简式相同，即CH2，故28g混合气体中含CH2的物质的量为2mol，即含有的碳原子数为2NA；

⑤NO2与N2O4的最简式均为NO2；

⑥金刚石和石墨均由碳原子构成，等质量时含有的碳原子数相同；

⑦氖气分子为单原子分子；

⑧H3PO4与H2SO4的摩尔质量均为98g/mol；

⑨CO2与N2O的摩尔质量相同，22g混合气体中分子数为

NA＝0.5NA。

【答案】　②③⑦

命题点4　一定量的物质中共价键（或共用电子对）数目分析

从物质结构中含有的共价键设置陷阱。

熟记常见物质中的共价键数目

[突破训练4]

全国Ⅰ卷）标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA

②78g苯含有C===C的数目为3NA

③常温下，8gCH4含有2NA个C—H

④12g金刚石中含有的共价键数为4NA

⑤34gNH3中含有N—H数目为2NA

⑥标准状况下，2.24L乙烷中含共价键数为0.7NA

⑦常温下，58gC4H10中含有共价键数为14NA

⑧30gSiO2中含有Si—O数目为2NA

⑨23g乙醇中含有的共价键数为4NA

【解析】　①标准状况下，CCl4为液态；

②苯分子中不含有C===C；

③共价键数为

4NA＝2NA；

④12g金刚石形成C—C为2NA；

⑤N—H为6NA；

⑥1个C2H6分子中共价键数为7，故0.1mol乙烷含共价键0.7NA；

⑦1molC4H10中含有共价键数为13NA；

⑧1molSiO2中含4NASi—O；

⑨1mol乙醇（CH3CH2OH）中含有8NA共价键。

【答案】　③⑥⑧⑨

命题点5　电解质溶液中微粒数目的分析

从难电离、易水解的微粒的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。

细审题、抓“三看”：

一看是否指明溶液的体积；

二看是否有弱电解质或可水解的弱酸根离子（或弱碱阳离子），如1L0.1mol·

L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·

L－1的乙酸钠溶液中含CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA；

三看所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液中c（H＋）＝0.1mol·

L－1（与电解质的组成无关），0.05mol·

L－1的Ba（OH）2溶液中c（OH－）＝0.1mol·

L－1（与电解质的组成有关），不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。

[突破训练5]

①（2015·

全国Ⅰ卷）2L0.5mol·

L－1亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NA

②（2013·

全国Ⅱ卷）1.0L1.0mol·

L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA

③室温下，1LpH＝13的NaOH溶液中，由水电离出的OH－离子数目为0.1NA

④1L0.5mol/L的Na2CO3溶液中阴阳离子总数大于1.5NA

⑤1L0.1mol/L的NaHS溶液中HS－和S2－的离子数之和为0.1NA

⑥25℃时，1.0LpH＝13的Ba（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA

⑦1mol·

L－1NaCl溶液中含有的Cl－数目为NA

⑧1molFeCl3与水反应，完全转化为氢氧化铁胶体后，其中胶体粒子的数目为NA

⑨500mL0.1mol·

L－1的MgCl2溶液中，Mg2＋所带正电荷总数为0.1NA

⑩1L0.5mol/L的NaClO溶液中ClO－的数目小于0.5NA

【解析】　①H2SO3为弱酸，不能完全电离；

②H2O中也含有氧原子；

③由水电离出的c（OH－）＝c（H＋）＝10－13mol/L，故1L溶液中水电离出的OH－为

10－13NA；

④CO

水解生成HCO

和OH－，阴离子数目增多；

⑤根据物料守恒知n（HS－）＋n（H2S）＋n（S2－）＝0.1mol；

⑥pH＝13时c（OH－）＝0.1mol/L，溶液中含OH－数目为1.0×

0.1NA；

⑦未指明溶液体积；

⑧氢氧化铁胶体粒子是氢氧化铁形成的集合体，故胶粒数一定小于NA；

⑨Mg2＋部分水解；

⑩ClO－部分水解而减少。

【答案】　④⑩

命题点6　反应中转移电子数的分析

易在特殊氧化还原反应中电子转移（得失）数目上设置陷阱。

①三步确定电子转移数目：

②熟记常考氧化还原反应中转移的电子数：

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

Cl2＋Fe

1molFe

3mol或3NA

[注]　做到“三注意”：

一要注意是否发生歧化反应，如Cl2与NaOH发生歧化反应时，1molCl2转移1mol电子，其他反应一般转移2mol电子；

二要注意变价元素，如1molFe与足量盐酸反应转移2mol电子，而与足量稀硝酸反应转移3mol电子；

三要注意过量问题，如FeBr2溶液中通入少量Cl2与足量Cl2，转移的电子数是不一样的。

[突破训练6]

全国Ⅰ卷）过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA

②（2016·

全国Ⅰ卷）1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

③（2015·

四川高考）50mL12mol