高考化学二轮复习考点学与练专题02 化学常用计量.docx

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高考化学二轮复习考点学与练专题02化学常用计量

专题02化学常用计量

1．了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。

2．理解物质的量的含义，并能用于进行简单的化学计算。

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

4．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。

5．能运用化学方程式和离子方程式进行有关计算。

6．了解溶液的组成。

理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。

7．能根据要求配制一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液。

知识点一、阿伏加德罗常数的应用

阿伏加德罗常数的常见考查内容和设错形式：

对阿伏加德罗常数的考查往往以选择题的形式，渗透于高中各个知识点中进行考查，试题的知识覆盖面较大，但难度较小，该类试题的特点就是“容易忽视”，即容易落入命题者设置的“陷阱”中，因此明确命题者的考查方向和设错方式有利于我们快速、准确地作出选择。

同时要求同学们在解决该类试题时一定要细心、仔细。

1．考查气体体积与物质的量、微粒数目等关系时，故意忽略标准状况条件或给出常温常压条件。

2．物质状态问题。

考查气体摩尔体积时，常常用标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如水、三氧化硫、己烷、三氯甲烷等。

3．结合氧化还原反应考查电子转移的数目问题，特别是歧化反应的电子转移数目，如过氧化钠与水反应、氯气与水的反应等。

4．结合物质结构的有关知识考查物质的微粒数目（如分子、原子、质子、中子、电子等）、化学键数目等。

此处常常涉及的物质有稀有气体（单原子分子）、Na2O2（阴阳离子个数比）、SiO2、Si、P4、CO2（化学键数目）、特殊物质的质量与微粒数间的关系，如D2O、18O2等。

5．考查溶液中离子数目时故意忽视盐类的水解，弱电解质的电离等。

6．结合化学平衡考查时，故意忽视可逆反应不能进行到底的特点。

【特别提醒】阿伏加德罗常数应用题常设的五大“陷阱”。

（1）“标准状况”“常温常压”等外界条件。

①在标准状况下的非气态物质，如H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4等。

②物质的质量、摩尔质量、粒子个数不受外界条件的影响。

（2）物质的组成。

①特殊物质中所含粒子（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，如Ne、D2O、18O2、H37Cl。

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、乙烯和丙烯等。

④摩尔质量相同的物质中的粒子数目，如N2、CO、C2H4等。

（3）氧化还原反应中电子转移（得失）数目的分析。

如Na2O2、NO2与H2O的反应；电解AgNO3溶液、CuSO4溶液的反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe的反应等，分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算的问题。

（4）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，可水解的盐溶液中，离子发生微弱水解。

如0.1mol·L－1的乙酸溶液和0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中c（CH3COO－）不相等。

（5）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，合成氨反应属于可逆反应等。

知识点二、以物质的量为中心的有关计算

知识点三、一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析

1．配制步骤

―→

―→

―→

―→

―→

―→

2．配制过程中所需要的主要仪器

（1）量筒或托盘天平　

（2）烧杯　（3）玻璃棒　（4）容量瓶　（5）胶头滴管

3．配制一定物质的量浓度溶液的误差分析

（1）误差分析的思维流程

（2）视线引起误差的分析方法

①仰视容量瓶刻度线（图1），导致溶液体积偏大，结果偏低。

②俯视容量瓶刻度线（图2），导致溶液体积偏小，结果偏高。

（3）误差分析

①砝码生锈：

偏高。

②定容时，溶液温度高：

偏高。

③定容时俯视容量瓶刻度线：

偏高。

④称量时物码颠倒且使用游码：

偏低。

⑤未洗涤烧杯、玻璃棒：

偏低。

⑥称量易吸水物质时间过长：

偏低。

⑦转移时，有液体溅出：

偏低。

⑧滴加蒸馏水超过容量瓶刻度线，再用胶头滴管吸出：

偏低。

⑨定容摇匀后，液面低于刻度线，再加水至刻度线：

偏低。

⑩容量瓶内有少量水：

无影响。

4．换算关系会推导

（1）气体溶质物质的量浓度的计算：

标准状况下，1L水中溶解某气体VL，所得溶液的密度为ρg·cm－3，气体的摩尔质量为Mg·mol－1，则c＝

mol·L－1。

（2）溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算：

c＝

（c为溶质的物质的量浓度/mol·L－1，ρ为溶液的密度/g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量/g·mol－1）。

【注意事项】

（1）容量瓶使用前应先检漏。

（2）称量NaOH固体应放在烧杯或表面皿中称量，不能直接放在纸上称量。

（3）稀释浓硫酸应先在烧杯中加入适量水，再倒入浓硫酸。

（4）转移溶液要用玻璃棒引流，不能直接倾倒。

（5）读数时，眼睛要平视，定容时应使溶液的凹液面与刻度线相切。

（6）定容时仰视、俯视对结果造成的影响

仰视会造成溶液的体积偏大，所配溶液浓度偏低；俯视会造成溶液的体积偏小，所配溶液浓度偏高。

知识点四滴定法的应用

1．明确一个中心

必须以“物质的量”为中心——“见量化摩，遇问设摩”。

2．掌握两种方法

（1）守恒法：

守恒法是中学化学计算中的一种常用方法，它包括质量守恒、电荷守恒、电子守恒。

它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量（如①某原子、离子或原子团不变；②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等；③氧化还原反应中得失电子数相等）建立关系式，从而达到简化过程，快速解题的目的。

（2）关系式法：

表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。

在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。

【方法技巧】

1．利用守恒法计算物质含量，其关键是建立关系式，一般途径有两种：

（1）利用化学方程式中的化学计量数之间的关系建立关系式。

（2）利用微粒守恒建立关系式。

2．多步滴定常分为两类

（1）连续滴定：

第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。

根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。

（2）返滴定：

第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。

根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量。

高频考点一　阿伏加德罗常数

例1．[2019新课标Ⅱ]已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是

A．3g3He含有的中子数为1NA

B．1L0.1mol·L−1磷酸钠溶液含有的

数目为0.1NA

C．1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA

D．48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA

【答案】B

【解析】

的中子数为3-2=1，则3g

的中子数为

=NA，A项正确；磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则1L0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NAmol-1=0.1NA，B项错误；重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从+6降低到+3，1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NAmol-1=6NA，C项正确；正丁烷与异丁烷的分子式相同，1个分子内所含共价键数目均为13个，则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目为

×13×NAmol-1=13NA，D项正确；答案选B。

【举一反三】（2018年全国卷Ⅰ）NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.16.25gFeCl3水解形成的Fe（OH）3胶体粒子数为0.1NA

B.22.4L（标准状况）氨气含有的质子数为18NA

C.92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NA

D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA

【答案】B

【解析】16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe（OH）3胶体粒子数小于0.1NA，A错误；标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18NA，B正确；1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3NA，C错误；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D错误。

答案选B。

【变式探究】【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为NA。

下列说法正确的是

A．1L0.1mol·

NH4Cl溶液中，

的数量为0.1NA

B．2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA

C．标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA

D．0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA

【答案】D

【解析】NH4＋是弱碱阳离子，发生水解：

NH4＋＋H2O

NH3·H2O＋H＋，因此NH4＋数量小于0.1NA，A错误；2.4gMg为0.1mol，与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2/24mol=0.2mol，因此转移电子数为为0.2NA，B错误；标准状况下，N2和O2都是气态分子，2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，C错误；H2＋I2

2HI，反应前后系数之和相等，即反应后分子总物质的量仍为0.2mol，分子数为0.2NA，D正确。

高频考点二　阿伏加德罗定律及其应用

例2．在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相同的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

【答案】D

【解析】根据n＝m/M知，相同质量时，物质的量与其摩尔质量成反比，CO、CO2的摩尔质量分别是28g/mol、44g/mol，所以二者的物质的量之比为44g/mol∶28g/mol＝11∶7，根据N＝nNA知，二者的分子数之比等于其物质的量之比，为11∶7，所以CO分子数多，故A错误。

根据相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，可知甲的体积比乙大，故B错误。

温度和压强相等，其气体摩尔体积相等，故C错误。

由ρ＝

知，相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小，故D正确。

【变式探究】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），则气体体积：

甲<乙

B．若M（甲）

甲>乙

C．若M（甲）>M（乙），则气体的摩尔体积：

甲<乙

D．若M（甲）

甲<乙

【答案】B

【解析】两个密闭容器中，分别充有等质量、等密度的甲、乙两种气体，根据ρ＝m/V可知气体的体积相等，故A错误；若M（甲）

甲>乙，根据阿伏加德罗定律可知，体积相同时压强与物质的量成正比，故气体的压强：

甲>乙，B正确；根据n＝m/M，若M（甲）>M（乙），气体的物质的量：

甲<乙，根据Vm＝

可知，气体的摩尔体积：

甲>乙，故C错误；根据n＝m/M，若M（甲）n（乙），气体的分子数：

甲>乙，故D错误。

高频考点三　一定物质的量浓度溶液的配制

例3．体积为V、密度为ρ的某溶液中，含有摩尔质量为M的溶质mg。

若此溶液中溶质的物质的量浓度为c，溶质的质量分数为w，则下列各表示式中正确的是（　　）

A．c＝

　　　　　　B．m＝Vρw

C．w＝

D．ρ＝

【答案】A

【解析】已知：

c＝1000

或c＝

。

A项，c＝

，正确；B项，

＝

，m＝1000ρwV，错误；C项，w＝

，错误；D项，ρ＝

，注意w与w%的区别，错误。

【变式探究】实验室常用98%（ρ＝1.84g·mL－1）的浓H2SO4配制1∶4的稀H2SO4，此稀H2SO4的密度为1.23g·mL－1，其物质的量浓度为（　　）

A．4.6mol·L－1B．5.7mol·L－1

C．3.88mol·L－1D．18.4mol·L－1

【答案】C

【解析】实验室配制1∶4溶液的含义是指取1体积的浓硫酸与4体积的水混合。

求算所得溶液中溶质质量分数：

w%＝（1mL×1.84g·mL－1×98%）/（1mL×1.84g·mL－1＋4mL×1g·mL－1）×100%≈30.9%，稀硫酸的物质的量浓度为c（H2SO4）＝（1000mL×1.23g·mL－1×30.9%）/（98g·mol－1×1L）≈3.88mol·L－1，故选C。

高频考点四　滴定法的应用

例4．碱式次氯酸镁[Mga（ClO）b（OH）c·xH2O]是一种有开发价值的微溶于水的无机抗菌剂。

为确定碱式次氯酸镁的组成，进行如下实验：

①准确称取1.685g碱式次氯酸镁试样于250mL锥形瓶中，加入过量的KI溶液，用足量乙酸酸化，用0.8000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点（离子方程式为2S2O

＋I2===2I－＋S4O

），消耗25.00mL。

②另取1.685g碱式次氯酸镁试样，用足量乙酸酸化，再用足量3%H2O2溶液处理至不再产生气泡（H2O2被ClO－氧化为O2），稀释至1000mL。

移取25.00mL溶液至锥形瓶中，在一定条件下用0.02000mol·L－1EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Mg2＋（离子方程式为Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋），消耗25.00mL。

（1）步骤①需要用到的指示剂是________。

（2）通过计算确定碱式次氯酸镁的化学式（写出计算过程）。

【答案】

（1）淀粉溶液

（2）关系式：

ClO－～I2～2S2O

n（ClO－）＝

n（S2O

）＝

×0.8000mol·L－1×25.00×10－3L＝0.01mol，

n（Mg2＋）＝0.02000mol·L－1×25.00×10－3L×

＝0.02mol，

根据电荷守恒，可得：

n（OH－）＝2n（Mg2＋）－n（ClO－）＝2×0.02mol－0.01mol＝0.03mol，

m（H2O）＝1.685g－0.01mol×51.5g·mol－1－0.02mol×24g·mol－1－0.03mol×17g·mol－1＝0.180g，

n（H2O）＝

＝0.01mol，

n（Mg2＋）∶n（ClO－）∶n（OH－）∶n（H2O）＝0.02mol∶0.01mol∶0.03mol∶0.01mol＝2∶1∶3∶1，

碱式次氯酸镁的化学式为Mg2ClO（OH）3·H2O。

【解析】

（1）根据实验①中的离子方程式可知有I2参加反应，根据I2的特性可选择淀粉溶液作指示剂。

（2）根据实验①中消耗的Na2S2O3的物质的量结合关系式ClO－～I2～2S2O

求得n（ClO－），根据实验②中消耗的EDTA的物质的量结合关系式Mg2＋～EDTA可求得n（Mg2＋），利用电荷守恒可求得n（OH－），根据固体的总质量以及求出的n（Mg2＋）、n（ClO－）、n（OH－）可求得n（H2O），从而得到n（Mg2＋）、n（ClO－）、n（OH－）、n（H2O）四者之比，最后得到物质的化学式。

【方法技巧】

1．利用守恒法计算物质含量，其关键是建立关系式，一般途径有两种：

（1）利用化学方程式中的化学计量数之间的关系建立关系式。

（2）利用微粒守恒建立关系式。

2．多步滴定常分为两类

（1）连续滴定：

第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。

根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。

（2）返滴定：

第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定计算出过量的物质。

根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量。

【变式探究】测定某草酸晶体（H2C2O4·xH2O）组成的实验如下：

步骤1：

准确称取0.5508g邻苯二甲酸氢钾（结构简式为

）于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液的体积为22.50mL。

步骤2：

准确称取0.1512g草酸晶体于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用步骤1中所用NaOH溶液滴定至终点（H2C2O4＋2NaOH===Na2C2O4＋2H2O），消耗NaOH溶液的体积为20.00mL。

（1）“步骤1”的目的是_________________________________________________________。

（2）计算x的值（写出计算过程）。

【答案】

（1）测定NaOH溶液的准确浓度

（2）0.5508g邻苯二甲酸氢钾的物质的量n（酸）＝

＝0.0027mol,测定NaOH溶液的准确浓度c（NaOH）＝

＝0.12mol·L－1，又草酸与氢氧化钠反应，根据H2C2O4＋2NaOH===Na2C2O4＋2H2O可知，2n（H2C2O4）＝c（NaOH）·V（NaOH），n（H2C2O4）＝

＝1.2×10－3mol，所以n（H2C2O4·xH2O）＝1.2×10－3mol，则n（H2C2O4·xH2O）·M（H2C2O4·xH2O）＝1.2×10－3mol×（90＋18x）g·mol－1＝0.1512g，则晶体中水的个数x＝2，故x＝2。

【解析】

（1）“步骤1”中用准确称量的邻苯二甲酸氢钾测定氢氧化钠溶液的准确浓度，由于两者按物质的量1∶1反应，故在滴定终点时，两者物质的量相等，根据邻苯二甲酸氢钾的物质的量和消耗的氢氧化钠溶液的体积即可测定出氢氧化钠溶液的准确浓度。

1．[2019新课标Ⅱ]已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是

A．3g3He含有的中子数为1NA

B．1L0.1mol·L−1磷酸钠溶液含有的

数目为0.1NA

C．1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA

D．48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA

【答案】B

【解析】

的中子数为3-2=1，则3g

的中子数为

=NA，A项正确；磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则1L0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NAmol-1=0.1NA，B项错误；重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从+6降低到+3，1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NAmol-1=6NA，C项正确；正丁烷与异丁烷的分子式相同，1个分子内所含共价键数目均为13个，则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目为

×13×NAmol-1=13NA，D项正确；答案选B。

2．[2019新课标Ⅲ]设NA为阿伏加德罗常数值。

关于常温下pH=2的H3PO4溶液，下列说法正确的是

A．每升溶液中的H+数目为0.02NA

B．c（H+）=c（

）+2c（

）+3c（

）+c（OH−）

C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小

D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强

【答案】B

【解析】常温下pH＝2，则溶液中氢离子浓度是0.01mol/L，因此每升溶液中H＋数目为0.01NA，A错误；根据电荷守恒可知，B正确；加水稀释促进电离，电离度增大，但氢离子浓度减小，pH增大，C错误；加入NaH2PO4固体，H2PO4－浓度增大，抑制磷酸的电离，溶液的酸性减弱，D错误；答案选B。

3．[2019·全国卷Ⅰ，27（5）]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。

硫酸铁铵晶体的化学式为_________________。

【答案】NH4Fe（SO4）2·12H2O

【解析】失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe（SO4）2·xH2O，由题意知

＝

，解得x≈12。

4.（2019·江苏，18）聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m广泛用于水的净化。

以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。

（1）将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。

H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为___________；水解聚合反应会导致溶液的pH______。

（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：

准确称取液态样品3.000g，置于250mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋），充分反应后，除去过量的Sn2＋。

用5.000×10－2mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定至终点（滴定过程中Cr2O

与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋），消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。

①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。

【答案】

（1）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　减小　

（2）①偏大　②n（Cr2O

）＝5.000×10－2mol·L－1×22.00mL×10－3L·mL－1＝1.100×10－3mol　由滴定时Cr2O

→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，根据电子得失守恒可得微粒的关系式：

Cr2O

～6Fe2＋（或Cr2O

＋14H＋＋6Fe2＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O）

则n（Fe2＋）＝6n（Cr2O

）＝6×1.100×10－3mol＝6.600×10－3mol

样品中铁元素的质量：

m（Fe）＝6.600×10－3mol×56g·mol－1＝0.3696g

样品中铁元素的质量分数：

w（Fe）＝

×100%＝12.32%。

【解析】

（1）H2O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式。

Fe3＋发生水解聚合反应使溶液pH减小。

（2）聚合硫酸铁中的Fe3＋被Sn2＋还原为Fe2＋，然后用K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋，根据6Fe2＋～Cr2O

，可知n（Fe2＋）＝6×5.000×10－2×22.00×10－3mol＝6.600×10－3mol，进而计算出该样品中铁元素的质量分数w（Fe）＝

×100%＝12.32%。

若不除去具有还原性的Sn2＋，则消耗K2Cr2O7的量偏多，导致样品中铁的质量分数的测定结果偏大。

1.（2018年全国卷Ⅰ）NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.16.25gFeCl3水解形成的Fe（OH）3胶体粒子数为0.1NA

B.22.4L（标准状况）氨气含有