2025秋高考化学复习第2章物质的量第6讲物质的量气体摩尔体积课件(30页ppt)+学案+课时跟踪练含答案(教师用)

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2025秋高考化学复习第2章物质的量第6讲物质的量气体摩尔体积课件(30页ppt)+学案+课时跟踪练含答案(教师用)

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(共30张PPT)
第2章 物质的量
第6讲 物质的量 气体摩尔体积
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义并能进行简单计算。
2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关温度、压强与气体体积、物质的量等关系的判断。
01
考点梳理 高效演练
考点一 物质的量 摩尔质量

1.物质的量
含有一定数目粒子 
6.02×1023 mol-1 
n·NA 
2.摩尔质量
g·mol-1
相对原子质量或相对分子质量 
n·M
[易错秒判]
(1)1 mol H2O含有2 mol氢和1 mol氧(  )
(2)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(  )
(3)氧化钙的摩尔质量为56 g(  )
(4)0.8 g氦气中所含的原子数目约为1.204×1023(  )
(5)2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍(  )
(6)1 mol NaCl和1 mol HCl中含有相同数目的离子(  )
(7)17 g —OH与17 g OH-中所含电子数均为10NA(  )
(8)相同质量的CO与N2中所含分子数、原子数均相同(  )
×
×
×

×
×
×

1.下列关于物质的量的叙述中,正确的是(  )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.12 g 12C中含有约6.02×1023个碳分子
C.1 mol NH3中含有1 mol 氮和3 mol氢
D.1 mol Na+中含有6.02×1024个电子

2.我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)CH3OH的摩尔质量为_____________。
解析:CH3OH的相对分子质量为12+16+4×1=32,其摩尔质量为32 g·mol-1。
(2)0.2 mol H2O中所含原子数为______________,所含质子数为________。
解析:1个H2O分子中含有3个原子,0.2 mol H2O中所含原子的物质的量为3×0.2 mol=0.6 mol,数目为 0.6NA;1个H2O分子中含有10个质子,0.2 mol H2O分子中所含质子的物质的量为10×0.2 mol=2 mol,数目为2NA。
32 g·mol-1 
0.6NA 
2NA 
(3)________g 水中所含氢原子数与1 mol CH3OH中所含氢原子数相同。
解析:1 mol CH3OH中所含氢原子的物质的量为4×1 mol=4 mol,含4 mol氢原子的水的物质的量为2 mol,质量为2 mol×18 g·mol-1=36 g。
(4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为________。
解析:1个CO2分子中含有22个电子,含0.1NA个O原子的CO2的物质的量为0.05 mol,含有1.1 mol电子,故所含电子数为1.1NA。
(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O,消耗O2的质量为________g。
36
1.1NA 
24
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
大小 
数目 
距离 
2.气体摩尔体积
物质的量
L·mol-1 
0 ℃或273 K 
101 kPa 
22.4 L·mol-1 
n·Vm 
3.阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律。

可简单总结为“四同”:同温、同压、同体积、同分子数,并且“三同定一同”。
分子数
(2)阿伏加德罗定律的推论。
同温、
同压下 气体的体积之比等于其分子数之比:
V1∶V2=__________________
气体的摩尔质量之比等于其密度之比:M1∶M2=_______
同温、
同体积下 气体的压强之比等于其物质的量之比:p1∶p2=_________
N1∶N2 
ρ1∶ρ2 
n1∶n2
[易错秒判]
(1)28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L(  )
(2)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(  )
(3)若1 mol某气体的体积为22.4 L,则该气体所处的状况一定是标准状况(  )
(4)同温、同体积下,等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1(  )
(5)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体中所含分子数约为3.01×1023(  )
(6)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含有氢原子的数目为2NA(  )
×
×
×
×


1.(1)标准状况下,4.8 g甲烷所占的体积为________L,它与标准状况下________L硫化氢含有相同数目的氢原子。
(2)标准状况下,16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积是________L。
(3)9.03×1023个NH3中含有________mol氢原子,________mol质子,在标准状况下的体积约为________L。
(4)标准状况下,若6.72 L O3中含有m个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为________(用含m的式子表示)。
6.72 
13.44 
22.4 
4.5 
15 
33.6 
2.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)(1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是________。
解析:当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。
(2)同温、同压下,相同质量的三种气体,气体密度最小的是________。
解析:同温、同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,相对分子质量越小,密度越小。
Z 
X 
(3)同温下,向容积相同的两个容器中分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,压强p(Y)∶p(Z)=________。
4∶1
3.在一定条件下,m g NH4HCO3(s)完全分解生成NH3(g)、CO2(g)、H2O(g)。
(1)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为_______________。
解析: (混)=ρVm=22.4ρ g·mol-1。
22.4ρ g·mol-1  
(2)若所得混合气体的密度是H2的d倍,则混合气体的物质的量为________(用含m、d的代数式表示,下同),NH4HCO3的摩尔质量为_____________。
6d g·mol-1
(3)在该条件下,所得NH3(g)、CO2(g)、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: (混)=M(NH3)·φ(NH3)+M(CO2)·φ(CO2)+M(H2O)·φ(H2O)=17a% g·mol-1+44b% g·mol-1+18c% g·mol-1,故混合气体的平均相对分子质量为17a%+44b%+18c%。
17a%+44b%+18c%
02
真题研做 高考通关

1.(2023·新高考上海卷)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是(  )
A.28 g 28Si和28 g 14N中所含的中子数
B.2.24 L SO2和2.24 L N2中的原子数
C.1 mol SO2和2 mol O2的密度
D.0.1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)

3.(2022·浙江1月选考)某同学设计实验确定 Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算:
(1)x=___________________________(写出计算过程)。
9(计算过程见解析) 
(2)气体产物中n(O2)=________mol。
解析:气体产物中n(H2O)=3.06 g÷18 g/mol=0.17 mol,根据氢原子守恒,n(HNO3)=0.02 mol×9×2-0.17 mol×2=0.02 mol,根据氮原子守恒,n(NO2)=样品中N的物质的量-HNO3中N的物质的量=0.02 mol×3-0.02 mol=0.04 mol,根据氧原子守恒,n(O2)=(0.02 mol×18-0.17 mol-0.02 mol×3-0.04 mol×2-0.03 mol)÷2=0.01 mol。
0.01课时跟踪练6
[基础巩固]
1.下列物理量与温度、压强有关且对应单位正确的是( B )
A.阿伏加德罗常数:mol-1
B.气体摩尔体积:L·mol-1
C.物质的量浓度:g·L-1
D.摩尔质量:g·mol-1
解析:A.阿伏加德罗常数与温度、压强无关,故A错误;B.气体摩尔体积与温度、压强有关且对应单位正确,故B正确;C.物质的量浓度的单位是mol·L-1,故C错误;D.摩尔质量与温度、压强无关,故D错误。
2.(2025·梅州月考)下列叙述正确的是 ( B )
A.1 mol CH4的质量为16 g·mol-1
B.1 mol NH中的电子数约为6.02×1024个
C.O2的摩尔质量是32 g
D.18 g H2O含有氢原子数目为6.02×1023个
解析:A.甲烷的摩尔质量为16 g·mol-1,1 mol CH4的质量为16 g,故A错误;B.1个NH有10个电子,1 mol NH中的电子数约为6.02×1024个,故B正确;C.O2的摩尔质量是32 g·mol-1,故C错误;D.18 g H2O的物质的量为1 mol,含有氢原子数目约为2×6.02×1023个,故D错误。
3.打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是 ( C )
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体的着火点
C.1 mol丙烷完全燃烧需要氧气的体积约为112 L
D.若n(丙烷)∶n(丁烷)=1∶9,则该混合物的平均摩尔质量为56.6 g·mol-1
4.(2025·清远模拟)下列各组物质所含氧原子的物质的量相同的是( D )
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4
C.0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6
D.0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O
解析:0.3 mol O2中含有0.6 mol氧原子,0.3 mol H2O中含有0.3 mol氧原子,A项不符合题意;6.02×1023个CO2中含有2 mol氧原子,0.1 mol KMnO4中含有0.4 mol氧原子,B项不符合题意;0.1 mol CuSO4·5H2O中含有0.9 mol氧原子,0.1 mol C6H12O6中含有0.6 mol氧原子,C项不符合题意;0.1 mol H2SO4中含有0.4 mol氧原子,0.4NA个H2O中含有0.4 mol氧原子,D项符合题意。
5.NA表示阿伏加德罗常数的值。4 ℃时,25滴水的体积为a mL,1滴水中含有的水分子数为( B )
A. B.
C. D.
解析:25滴水的体积为a mL,n(H2O)== mol,1滴水的物质的量为 mol×= mol,1 mol水中含有的水分子数为NA,故1滴水中含有的水分子数为。
6.(2025·江门质检)我国宇航员已经在太空泡茶了。茶装在特制包装袋中,注水后用加热器进行加热就可以喝了。下列说法正确的是( B )
A.宇航员太空泡茶用水的 H2O的摩尔质量是18 g
B.18 g太空泡茶用水中含有原子的物质的量为3 mol
C.标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L
D.18 g太空泡茶用水中含有6.02×1023个H原子
解析:A项,H2O的摩尔质量是18 g/mol,A错误;B项,18 g H2O的物质的量为18 g÷18 g/mol=1 mol,含有原子的物质的量为3 mol,B正确;C项,标准状况下,水不是气态,不能使用气体摩尔体积计算,C错误;D项,18 g H2O的物质的量为1 mol,含有2×6.02×1023个H原子,D错误。
7.(2025·中山质检)同温同压下,质量忽略不计的两气球A和B,分别充入X气体和Y气体,且充气后两气球的体积相同。若相同条件下,A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮。下列叙述正确的是( B )
A.X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大
B.X可能是CO2,Y可能是CH4
C.X气体的密度小于Y气体的密度
D.充气后A气球质量比B气球质量大
解析:A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮,说明X气体的密度比一氧化碳的密度大,Y气体的密度比氧气的密度小,根据ρ=知,同温同压下,密度与摩尔质量成正比,所以X的相对分子质量大于28,Y的相对分子质量小于32,X气体的相对分子质量不一定比Y气体的相对分子质量大,A错误;CO2的相对分子质量为44,CH4的相对分子质量为16,所以X可能是CO2,Y可能是CH4,B正确;X的密度大于CO的密度,但不一定小于Y的密度,C错误;相同条件下,等体积的两种气体的物质的量相等,因为二者摩尔质量的相对大小未知,所以无法确定二者质量的相对大小,D错误。
8.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、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)关系判断,下列说法正确的是( C )
A.若M(甲)B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙
C.若M(甲)
D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
解析:等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)乙,A项错误;若M(甲)>M(乙),则物质的量:甲<乙,又因为气体体积相等,故气体摩尔体积:甲>乙,B项错误;同温、同体积、同质量的气体或混合气体,其压强与摩尔质量成反比,若M(甲)乙,C项正确;由两种气体的质量和密度均相同可知,气体体积相等,则甲、乙的摩尔质量与气体的体积无关,即气体的体积:甲=乙,D项错误。
9.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算(NA为阿伏加德罗常数的值):
(1)2.3 g乙醇中含有________个H原子,所含共价键的物质的量为________,其中官能团羟基中所含电子数为________。
(2)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________。
(3)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe和CO2),生成Fe的质量为______g,转移的电子数为________。
答案:(1)0.3NA 0.4 mol 0.45NA
(2)95 g·mol-1
(3)11.2 0.6NA
10.在日常生活、生产和科学研究中,人们常常根据不同需要使用不同的计量单位,回答下列问题:
(1)现有16.4 g O2和CO2的混合气体,在标准状况下的体积为8.96 L。
①该混合气体的平均摩尔质量为________。
②该混合气体中氧原子的物质的量为________mol。
③该混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)在容积相同的两个密闭容器中分别充入O2、O3气体。
①当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是________(填字母,下同)。
A.两种气体的压强相等
B.两种气体的氧原子数目相等
C.两种气体的分子数目相等
D.O2比O3的质量小
②当这两个容器内温度和气体压强相等时,下列说法正确的是________。
A.两种气体的密度相等
B.两种气体的氧原子数目相等
C.两种气体的分子数目相等
D.O2比O3的质量小
(3)气体化合物A的化学式可表示为OxFy,已知同温、同压下10 mL A受热分解生成15 mL O2和10 mL F2,则A的化学式为________,推断的依据是____________________。
解析:(1)①标准状况下,该混合气体的体积为8.96 L,其物质的量为=0.4 mol,平均摩尔质量==41 g/mol。②根据分子式可知,每个分子中含有2个氧原子,故氧原子的物质的量为0.8 mol。③设混合气体中O2的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,根据题意可得,32x+44y=16.4,x+y=0.4,解得x=0.1,y=0.3,故碳原子的物质的量为0.3 mol,个数为0.3NA。(2)①两个容器内温度、气体密度和体积相等,根据m=ρV可知,O2、O3的质量相等,气体的压强之比=物质的量之比=分子数目之比=摩尔质量的反比=3∶2,A、C、D说法错误;两种气体的质量相等,所含氧原子数目相等,B说法正确。②两个容器内温度、容积和气体压强相等时,O2、O3的物质的量也相等。两种气体的物质的量相等,摩尔质量不相等,故密度不相等,A说法错误;两种气体的物质的量相等,分子中含有的氧原子数目不相等,B说法错误;两种气体的物质的量相等,分子数目相等,C说法正确;两种气体的物质的量相等,O2比O3的摩尔质量小,故O2比O3的质量小,D说法正确。(3)根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,即2 mol A受热分解生成3 mol O2和2 mol F2,根据原子守恒,A的化学式为O3F2。
答案:(1)①41 g/mol ②0.8 ③0.3NA
(2)①B ②CD
(3)O3F2 阿伏加德罗定律、质量守恒定律
[素养提升]
11.(2025·广东八校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( A )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液与NaOH溶液等体积混合并加热,产生氨的分子数为0.1NA
B.标准状况下,1 mol N2和O2的混合气体总体积约为22.4 L
C.常温常压下,2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数为0.1NA
D.39.0 g Na2O2与足量水完全反应,转移的电子数为0.5NA
解析:溶液体积未知,无法计算反应产生氨的分子数,A错误;标准状况下,任何气体的摩尔体积均约为22.4 L·mol-1,则1 mol N2和O2的混合气体总体积也约为22.4 L,B正确;CO和C2H4的摩尔质量均为28 g·mol-1,2.8 g该混合气体的物质的量n==0.1 mol,混合气体中分子数为0.1NA,C正确;39.0 g Na2O2的物质的量为0.5 mol,根据关系式2Na2O2~2e-可知,0.5 mol Na2O2与足量水反应转移的电子数为0.5NA,D正确。
12.在一个恒温、恒容的密闭容器中,有两个可左右自由滑动的密封隔板(a、b),将容器分成三部分,已知充入的三种气体的质量相等,当隔板静止时,容器内三种气体所占的体积如上图所示。下列说法错误的是( C )
INCLUDEPICTURE "25HR74.TIF"
A.分子数目:N(X)=N(Z)=2N(Y)
B.若Y是O2,则X可能是CH4
C.气体密度:ρ(X)=ρ(Z)=2ρ(Y)
D.X和Z分子中含有的原子数可能相等
解析:A.由题给信息可知,题图中X、Y、Z三种气体的压强、温度分别相等,且V(X)=V(Z)=2V(Y),由阿伏加德罗定律可知,n(X)=n(Z)=2n(Y),所以分子数目N(X)=N(Z)=2N(Y),A正确;B.由于三种气体的质量相等,若Y是O2,X是CH4,则符合n(X)=2n(Y),B正确;C.由ρ=可知,三种气体的密度:2ρ(X)=2ρ(Z)=ρ(Y),C错误;D.若X是N2,Z是CO,则n(X)=n(Z),X和Z分子中含有的原子数相等,D正确。
13.同温、同压下,等质量的三种常见金属M、N、P分别与足量的稀盐酸反应,产生H2的体积分别为V1 L、V2 L、V3 L。下列说法正确的是 ( A )
A.M、N、P的转移电子数之比一定为V1∶V2∶V3
B.M消耗盐酸的物质的量一定为×2 mol
C.M、N、P的化合价之比一定为V1∶V2∶V3
D.M、N、P的相对原子质量之比一定为V3∶V2∶V1
解析:同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此M、N、P生成H2的物质的量之比一定为V1∶V2∶V3,即转移电子数之比一定为V1∶V2∶V3,A正确;没有指明气体所处状况,无法计算其物质的量,B错误;由得失电子守恒可知,同温、同压下,转移电子数之比等于生成氢气的体积之比,设M、N、P的化合价分别为a、b、c,则有∶∶=V1∶V2∶V3,因金属质量相等,故有∶∶=V1∶V2∶V3,由于金属的摩尔质量不相等,因此a∶b∶c≠V1∶V2∶V3,C错误;根据C项分析可得,当化合价变化不相同时,M、N、P的相对原子质量之比不一定为V3∶V2∶V1,D错误。
14.某中学有甲、乙两个探究性学习小组,他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
INCLUDEPICTURE "25HR76.TIF"
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式:____________________________________________________
___________________________________________________。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻旋开其活塞,一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析产生该现象的原因:____________________________________________________
__________________________________________________。
(3)实验结束时,生成氢气的体积近似等于____________________________________________________________________________________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响:________(填“有”“没有”或“不能判断”)。简述理由:____________________________________________________
___________________________________________________。
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后,认为稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶中的空气排出,使所测氢气的体积偏大;实验结束后,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气的体积偏小,于是他们设计了如图2所示的实验装置。
实验中准确测定出4个数据,见下表:
项目 实验前 实验后
铝铜合金质量/g m1 m2
量液管(C)中液体体积/mL V1 V2
(注:量液管大刻度在上方,小刻度在下方)
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积Vm=______________。
解析:Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大,锥形瓶内的压强大于大气压,所以稀硫酸不能
顺利滴入锥形瓶中。(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出,且氢气不溶于水,所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。(4)装置中有空气存在,生成的氢气不溶于水,在相同温度和压强下,生成的氢气的体积与排出空气的体积相等,所以没有影响。
Ⅱ.2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2 mol 3 mol
mol    
=,
解得Vm= L·mol-1。
答案:Ⅰ.(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大
(3)收集到的水的体积
(4)没有 相同温度和压强下,生成氢气的体积与排出空气的体积相等
Ⅱ. L·mol-1
21世纪教育网(www.21cnjy.com)INCLUDEPICTURE "第二章.tif" 物质的量
第6讲 物质的量 气体摩尔体积
INCLUDEPICTURE "复习目标LLL.TIF"
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义并能进行简单计算。
2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关温度、压强与气体体积、物质的量等关系的判断。
eq \o(\s\up7(),\s\do7())
考点一 物质的量 摩尔质量
INCLUDEPICTURE "必备知识.tif"
1.物质的量
INCLUDEPICTURE "X25hr2a.TIF"
2.摩尔质量
INCLUDEPICTURE "X25HR69.TIF"
[答案自填] 含有一定数目粒子 6.02×1023 mol-1  n·NA  g·mol-1
相对原子质量或相对分子质量   n·M
[易错秒判]
(1)1 mol H2O含有2 mol氢和1 mol氧( × )
(2)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等( × )
(3)氧化钙的摩尔质量为56 g( × )
(4)0.8 g氦气中所含的原子数目约为1.204×1023( √ )
(5)2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍( × )
(6)1 mol NaCl和1 mol HCl中含有相同数目的离子( × )
(7)17 g —OH与17 g OH-中所含电子数均为10NA( × )
(8)相同质量的CO与N2中所含分子数、原子数均相同( √ )
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif"
1.下列关于物质的量的叙述中,正确的是( D )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.12 g 12C中含有约6.02×1023个碳分子
C.1 mol NH3中含有1 mol 氮和3 mol氢
D.1 mol Na+中含有6.02×1024个电子
2.我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)CH3OH的摩尔质量为________。
(2)0.2 mol H2O中所含原子数为_______________________,
所含质子数为________。
(3)________g 水中所含氢原子数与1 mol CH3OH中所含氢原子数相同。
(4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为________。
(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O,消耗O2的质量为________g。
解析:(1)CH3OH的相对分子质量为12+16+4×1=32,其摩尔质量为32 g·mol-1。(2)1个H2O分子中含有3个原子,0.2 mol H2O中所含原子的物质的量为3×0.2 mol=0.6 mol,数目为 0.6NA;1个H2O分子中含有10个质子,0.2 mol H2O分子中所含质子的物质的量为10×0.2 mol=2 mol,数目为2NA。(3)1 mol CH3OH中所含氢原子的物质的量为4×1 mol=4 mol,含4 mol氢原子的水的物质的量为2 mol,质量为2 mol×18 g·mol-1=36 g。(4)1个CO2分子中含有22个电子,含0.1NA个O原子的CO2的物质的量为0.05 mol,含有1.1 mol电子,故所含电子数为1.1NA。(5)CH3OH 完全燃烧的化学方程式为2CH3OH+3O22CO2+4H2O,16 g CH3OH的物质的量为0.5 mol,由化学方程式可知,0.5 mol CH3OH完全燃烧消耗0.75 mol氧气,m(O2)=0.75 mol×32 g·mol-1=24 g。
答案:(1)32 g·mol-1 (2)0.6NA 2NA (3)36
(4)1.1NA (5)24
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
INCLUDEPICTURE "必备知识.tif"
1.影响物质体积大小的因素
INCLUDEPICTURE "X23-Z52.TIF"
2.气体摩尔体积
INCLUDEPICTURE "X25HR70.TIF"
3.阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律。
INCLUDEPICTURE "X25HR71.TIF"
可简单总结为“四同”:同温、同压、同体积、同分子数,并且“三同定一同”。
(2)阿伏加德罗定律的推论。
同温、同压下 气体的体积之比等于其分子数之比:V1∶V2=__________________
气体的摩尔质量之比等于其密度之比:M1∶M2=______________
同温、同体积下 气体的压强之比等于其物质的量之比:p1∶p2=________________
[答案自填] 大小 数目 距离 物质的量
L·mol-1 0 ℃或273 K 101 kPa 22.4 L·mol-1   n·Vm 分子数
N1∶N2 ρ1∶ρ2 n1∶n2
[易错秒判]
(1)28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L( × )
(2)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA( × )
(3)若1 mol某气体的体积为22.4 L,则该气体所处的状况一定是标准状况( × )
(4)同温、同体积下,等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1( × )
(5)标准状况下,11.2 L O2和H2的混合气体中所含分子数约为3.01×1023( √ )
(6)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含有氢原子的数目为2NA( √ )
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif"
1.(1)标准状况下,4.8 g甲烷所占的体积为________L,它与标准状况下________L硫化氢含有相同数目的氢原子。
(2)标准状况下,16 g O2与14 g N2的混合气体所占的体积是________L。
(3)9.03×1023个NH3中含有________mol氢原子,________mol质子,在标准状况下的体积约为________L。
(4)标准状况下,若6.72 L O3中含有m个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为________(用含m的式子表示)。
答案:(1)6.72 13.44 (2)22.4 (3)4.5 15 33.6 (4)
2.三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)(1)当三种气体的分子数相同时,质量最大的是________。
(2)同温、同压下,相同质量的三种气体,气体密度最小的是________。
(3)同温下,向容积相同的两个容器中分别充入2 g Y气体和1 g Z气体,压强p(Y)∶p(Z)=________。
解析:(1)当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。(2)同温、同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,相对分子质量越小,密度越小。(3)==×=。
答案:(1)Z (2)X (3)4∶1
3.在一定条件下,m g NH4HCO3(s)完全分解生成NH3(g)、CO2(g)、H2O(g)。
(1)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为____________。
(2)若所得混合气体的密度是H2的d倍,则混合气体的物质的量为________(用含m、d的代数式表示,下同),NH4HCO3的摩尔质量为____________________。
(3)在该条件下,所得NH3(g)、CO2(g)、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)(混)=ρVm=22.4ρ g·mol-1。
(2)NH4HCO3完全分解的化学方程式为NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,设NH4HCO3的摩尔质量为M,则混合气体的平均摩尔质量(混)==。依题意有 eq \f((混),M(H2)) =d,即
(混)=2d g·mol-1=,所以M=6d g·mol-1,混合气体的物质的量n(混)= eq \f(m g, (混)) = mol。
(3)(混)=M(NH3)·φ(NH3)+M(CO2)·φ(CO2)+M(H2O)·φ(H2O)=17a% g·mol-1+44b% g·mol-1+18c% g·mol-1,故混合气体的平均相对分子质量为17a%+44b%+18c%。
答案:(1)22.4ρ g·mol-1  
(2) mol 6d g·mol-1
(3)17a%+44b%+18c%
[技巧点拨]
求解气体(平均)摩尔质量的五方法
方法一 根据物质的质量(m)和物质的量(n):
=。
方法二 根据一定质量(m)的物质中所含粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):=。
方法三 根据标准状况下气体的密度ρ(以g·L-1为单位):=ρVm。
方法四 根据同温、同压下气体的相对密度和已知气体密度(D=):=D·M已知。
方法五 对于混合气体,求其平均摩尔质量时,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%指混合气体中各成分的物质的量分数或体积分数)。
eq \o(\s\up7(),\s\do7())
1.(2023·新高考上海卷)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是( C )
A.28 g 28Si和28 g 14N中所含的中子数
B.2.24 L SO2和2.24 L N2中的原子数
C.1 mol SO2和2 mol O2的密度
D.0.1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)
2.(新高考山东卷)X、Y均为短周期金属元素,同温同压下,0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1 L;0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2 L。下列说法错误的是( D )
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.由一定能确定产物中X、Y的化合价
解析:设1 mol X反应消耗HCl的物质的量为a mol,1 mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为b mol,根据转移电子守恒以及H原子守恒可知,X~aHCl~H2~Xa+、Y~bH2SO4~bH2~Y2b+。A.同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,故A正确;B.X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为,因==,因此=,故B正确;C.产物中X、Y化合价之比为,由B项可知=,故C正确;D.因短周期金属单质与稀盐酸或稀硫酸反应时,生成的盐中金属元素化合价有+1、+2、+3三种情况,因此存在a=1、2、3,b=0.5、1、1.5的多种情况,由=可知,当a=1、b=0.5时=1;当a=2、b=1时=1,两种情况下X、Y的化合价不同,因此根据可能无法确定X、Y的化合价,故D错误。
3.(2022·浙江1月选考)某同学设计实验确定 Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算:
(1)x=_________________________________________
____________________________________________________(写出计算过程)。
(2)气体产物中n(O2)=________mol。
解析:(1)Al(NO3)3·xH2O的摩尔质量为(213+18x) g/mol,根据固体产物氧化铝的质量为1.02 g可知,样品中n(Al)= ×2=0.02 mol,即=0.02 mol,解得x=9。
(2)气体产物中n(H2O)=3.06 g÷18 g/mol=0.17 mol,根据氢原子守恒,n(HNO3)=0.02 mol×9×2-0.17 mol×2=0.02 mol,根据氮原子守恒,n(NO2)=样品中N的物质的量-HNO3中N的物质的量=0.02 mol×3-0.02 mol=0.04 mol,根据氧原子守恒,n(O2)=(0.02 mol×18-0.17 mol-0.02 mol×3-0.04 mol×2-0.03 mol)÷2=0.01 mol。
答案:(1)9(计算过程见解析) (2)0.01
课时跟踪练6
[基础巩固]
1.下列物理量与温度、压强有关且对应单位正确的是( B )
A.阿伏加德罗常数:mol-1
B.气体摩尔体积:L·mol-1
C.物质的量浓度:g·L-1
D.摩尔质量:g·mol-1
解析:A.阿伏加德罗常数与温度、压强无关,故A错误;B.气体摩尔体积与温度、压强有关且对应单位正确,故B正确;C.物质的量浓度的单位是mol·L-1,故C错误;D.摩尔质量与温度、压强无关,故D错误。
2.(2025·梅州月考)下列叙述正确的是 ( B )
A.1 mol CH4的质量为16 g·mol-1
B.1 mol NH中的电子数约为6.02×1024个
C.O2的摩尔质量是32 g
D.18 g H2O含有氢原子数目为6.02×1023个
解析:A.甲烷的摩尔质量为16 g·mol-1,1 mol CH4的质量为16 g,故A错误;B.1个NH有10个电子,1 mol NH中的电子数约为6.02×1024个,故B正确;C.O2的摩尔质量是32 g·mol-1,故C错误;D.18 g H2O的物质的量为1 mol,含有氢原子数目约为2×6.02×1023个,故D错误。
3.打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是 ( C )
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体的着火点
C.1 mol丙烷完全燃烧需要氧气的体积约为112 L
D.若n(丙烷)∶n(丁烷)=1∶9,则该混合物的平均摩尔质量为56.6 g·mol-1
4.(2025·清远模拟)下列各组物质所含氧原子的物质的量相同的是( D )
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4
C.0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6
D.0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O
解析:0.3 mol O2中含有0.6 mol氧原子,0.3 mol H2O中含有0.3 mol氧原子,A项不符合题意;6.02×1023个CO2中含有2 mol氧原子,0.1 mol KMnO4中含有0.4 mol氧原子,B项不符合题意;0.1 mol CuSO4·5H2O中含有0.9 mol氧原子,0.1 mol C6H12O6中含有0.6 mol氧原子,C项不符合题意;0.1 mol H2SO4中含有0.4 mol氧原子,0.4NA个H2O中含有0.4 mol氧原子,D项符合题意。
5.NA表示阿伏加德罗常数的值。4 ℃时,25滴水的体积为a mL,1滴水中含有的水分子数为( B )
A. B.
C. D.
解析:25滴水的体积为a mL,n(H2O)== mol,1滴水的物质的量为 mol×= mol,1 mol水中含有的水分子数为NA,故1滴水中含有的水分子数为。
6.(2025·江门质检)我国宇航员已经在太空泡茶了。茶装在特制包装袋中,注水后用加热器进行加热就可以喝了。下列说法正确的是( B )
A.宇航员太空泡茶用水的 H2O的摩尔质量是18 g
B.18 g太空泡茶用水中含有原子的物质的量为3 mol
C.标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L
D.18 g太空泡茶用水中含有6.02×1023个H原子
解析:A项,H2O的摩尔质量是18 g/mol,A错误;B项,18 g H2O的物质的量为18 g÷18 g/mol=1 mol,含有原子的物质的量为3 mol,B正确;C项,标准状况下,水不是气态,不能使用气体摩尔体积计算,C错误;D项,18 g H2O的物质的量为1 mol,含有2×6.02×1023个H原子,D错误。
7.(2025·中山质检)同温同压下,质量忽略不计的两气球A和B,分别充入X气体和Y气体,且充气后两气球的体积相同。若相同条件下,A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮。下列叙述正确的是( B )
A.X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大
B.X可能是CO2,Y可能是CH4
C.X气体的密度小于Y气体的密度
D.充气后A气球质量比B气球质量大
解析:A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮,说明X气体的密度比一氧化碳的密度大,Y气体的密度比氧气的密度小,根据ρ=知,同温同压下,密度与摩尔质量成正比,所以X的相对分子质量大于28,Y的相对分子质量小于32,X气体的相对分子质量不一定比Y气体的相对分子质量大,A错误;CO2的相对分子质量为44,CH4的相对分子质量为16,所以X可能是CO2,Y可能是CH4,B正确;X的密度大于CO的密度,但不一定小于Y的密度,C错误;相同条件下,等体积的两种气体的物质的量相等,因为二者摩尔质量的相对大小未知,所以无法确定二者质量的相对大小,D错误。
8.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、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)关系判断,下列说法正确的是( C )
A.若M(甲)B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙
C.若M(甲)
D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
解析:等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)乙,A项错误;若M(甲)>M(乙),则物质的量:甲<乙,又因为气体体积相等,故气体摩尔体积:甲>乙,B项错误;同温、同体积、同质量的气体或混合气体,其压强与摩尔质量成反比,若M(甲)乙,C项正确;由两种气体的质量和密度均相同可知,气体体积相等,则甲、乙的摩尔质量与气体的体积无关,即气体的体积:甲=乙,D项错误。
9.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算(NA为阿伏加德罗常数的值):
(1)2.3 g乙醇中含有________个H原子,所含共价键的物质的量为________,其中官能团羟基中所含电子数为________。
(2)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________。
(3)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe和CO2),生成Fe的质量为______g,转移的电子数为________。
答案:(1)0.3NA 0.4 mol 0.45NA
(2)95 g·mol-1
(3)11.2 0.6NA
10.在日常生活、生产和科学研究中,人们常常根据不同需要使用不同的计量单位,回答下列问题:
(1)现有16.4 g O2和CO2的混合气体,在标准状况下的体积为8.96 L。
①该混合气体的平均摩尔质量为________。
②该混合气体中氧原子的物质的量为________mol。
③该混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)在容积相同的两个密闭容器中分别充入O2、O3气体。
①当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是________(填字母,下同)。
A.两种气体的压强相等
B.两种气体的氧原子数目相等
C.两种气体的分子数目相等
D.O2比O3的质量小
②当这两个容器内温度和气体压强相等时,下列说法正确的是________。
A.两种气体的密度相等
B.两种气体的氧原子数目相等
C.两种气体的分子数目相等
D.O2比O3的质量小
(3)气体化合物A的化学式可表示为OxFy,已知同温、同压下10 mL A受热分解生成15 mL O2和10 mL F2,则A的化学式为________,推断的依据是__________________________________________________。
解析:(1)①标准状况下,该混合气体的体积为8.96 L,其物质的量为=0.4 mol,平均摩尔质量==41 g/mol。②根据分子式可知,每个分子中含有2个氧原子,故氧原子的物质的量为0.8 mol。③设混合气体中O2的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,根据题意可得,32x+44y=16.4,x+y=0.4,解得x=0.1,y=0.3,故碳原子的物质的量为0.3 mol,个数为0.3NA。(2)①两个容器内温度、气体密度和体积相等,根据m=ρV可知,O2、O3的质量相等,气体的压强之比=物质的量之比=分子数目之比=摩尔质量的反比=3∶2,A、C、D说法错误;两种气体的质量相等,所含氧原子数目相等,B说法正确。②两个容器内温度、容积和气体压强相等时,O2、O3的物质的量也相等。两种气体的物质的量相等,摩尔质量不相等,故密度不相等,A说法错误;两种气体的物质的量相等,分子中含有的氧原子数目不相等,B说法错误;两种气体的物质的量相等,分子数目相等,C说法正确;两种气体的物质的量相等,O2比O3的摩尔质量小,故O2比O3的质量小,D说法正确。(3)根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,即2 mol A受热分解生成3 mol O2和2 mol F2,根据原子守恒,A的化学式为O3F2。
答案:(1)①41 g/mol ②0.8 ③0.3NA
(2)①B ②CD
(3)O3F2 阿伏加德罗定律、质量守恒定律
[素养提升]
11.(2025·广东八校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( A )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液与NaOH溶液等体积混合并加热,产生氨的分子数为0.1NA
B.标准状况下,1 mol N2和O2的混合气体总体积约为22.4 L
C.常温常压下,2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数为0.1NA
D.39.0 g Na2O2与足量水完全反应,转移的电子数为0.5NA
解析:溶液体积未知,无法计算反应产生氨的分子数,A错误;标准状况下,任何气体的摩尔体积均约为22.4 L·mol-1,则1 mol N2和O2的混合气体总体积也约为22.4 L,B正确;CO和C2H4的摩尔质量均为28 g·mol-1,2.8 g该混合气体的物质的量n==0.1 mol,混合气体中分子数为0.1NA,C正确;39.0 g Na2O2的物质的量为0.5 mol,根据关系式2Na2O2~2e-可知,0.5 mol Na2O2与足量水反应转移的电子数为0.5NA,D正确。
12.在一个恒温、恒容的密闭容器中,有两个可左右自由滑动的密封隔板(a、b),将容器分成三部分,已知充入的三种气体的质量相等,当隔板静止时,容器内三种气体所占的体积如上图所示。下列说法错误的是( C )
INCLUDEPICTURE "25HR74.TIF"
A.分子数目:N(X)=N(Z)=2N(Y)
B.若Y是O2,则X可能是CH4
C.气体密度:ρ(X)=ρ(Z)=2ρ(Y)
D.X和Z分子中含有的原子数可能相等
解析:A.由题给信息可知,题图中X、Y、Z三种气体的压强、温度分别相等,且V(X)=V(Z)=2V(Y),由阿伏加德罗定律可知,n(X)=n(Z)=2n(Y),所以分子数目N(X)=N(Z)=2N(Y),A正确;B.由于三种气体的质量相等,若Y是O2,X是CH4,则符合n(X)=2n(Y),B正确;C.由ρ=可知,三种气体的密度:2ρ(X)=2ρ(Z)=ρ(Y),C错误;D.若X是N2,Z是CO,则n(X)=n(Z),X和Z分子中含有的原子数相等,D正确。
13.同温、同压下,等质量的三种常见金属M、N、P分别与足量的稀盐酸反应,产生H2的体积分别为V1 L、V2 L、V3 L。下列说法正确的是 ( A )
A.M、N、P的转移电子数之比一定为V1∶V2∶V3
B.M消耗盐酸的物质的量一定为×2 mol
C.M、N、P的化合价之比一定为V1∶V2∶V3
D.M、N、P的相对原子质量之比一定为V3∶V2∶V1
解析:同温、同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此M、N、P生成H2的物质的量之比一定为V1∶V2∶V3,即转移电子数之比一定为V1∶V2∶V3,A正确;没有指明气体所处状况,无法计算其物质的量,B错误;由得失电子守恒可知,同温、同压下,转移电子数之比等于生成氢气的体积之比,设M、N、P的化合价分别为a、b、c,则有∶∶=V1∶V2∶V3,因金属质量相等,故有∶∶=V1∶V2∶V3,由于金属的摩尔质量不相等,因此a∶b∶c≠V1∶V2∶V3,C错误;根据C项分析可得,当化合价变化不相同时,M、N、P的相对原子质量之比不一定为V3∶V2∶V1,D错误。
14.某中学有甲、乙两个探究性学习小组,他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
INCLUDEPICTURE "25HR76.TIF"
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式:____________________________________________________
___________________________________________________。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻旋开其活塞,一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析产生该现象的原因:____________________________________________________
__________________________________________________。
(3)实验结束时,生成氢气的体积近似等于____________________________________________________________________________________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响:________(填“有”“没有”或“不能判断”)。简述理由:____________________________________________________
___________________________________________________。
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后,认为稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶中的空气排出,使所测氢气的体积偏大;实验结束后,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气的体积偏小,于是他们设计了如图2所示的实验装置。
实验中准确测定出4个数据,见下表:
项目 实验前 实验后
铝铜合金质量/g m1 m2
量液管(C)中液体体积/mL V1 V2
(注:量液管大刻度在上方,小刻度在下方)
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积Vm=______________。
解析:Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大,锥形瓶内的压强大于大气压,所以稀硫酸不能
顺利滴入锥形瓶中。(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出,且氢气不溶于水,所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。(4)装置中有空气存在,生成的氢气不溶于水,在相同温度和压强下,生成的氢气的体积与排出空气的体积相等,所以没有影响。
Ⅱ.2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2 mol 3 mol
mol    
=,
解得Vm= L·mol-1。
答案:Ⅰ.(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大
(3)收集到的水的体积
(4)没有 相同温度和压强下,生成氢气的体积与排出空气的体积相等
Ⅱ. L·mol-1
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