2026年高考化学一轮复习(广东专用)第01讲物质的量气体摩尔体积(复习讲义)(学生版+解析)

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2026年高考化学一轮复习(广东专用)第01讲物质的量气体摩尔体积(复习讲义)(学生版+解析)

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第01讲 物质的量 气体摩尔体积
目录
01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 2
03核心突破·靶向攻坚 3
考点一 物质的量 3
知识点1 物质的量与阿伏加德罗常数 3
知识点2 摩尔质量 3
考向1 有关“物质的量”概念理解与辨析 4
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系 5
考点二 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律 7
知识点1 气体摩尔体积 7
知识点2 阿伏加德罗定律及其推论 8
考向1 气体摩尔体积 9
考向2 阿伏加德罗定律及应用 10
思维建模 熟练应用的2组公式
考向3 气体摩尔质量计算的常用方法 13
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
04 真题溯源·考向感知 14
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
阿伏加德罗常数 选择题 非选择题 广东卷T10,2分 广东卷T11,4分
考情分析: 本讲内容为广东高考命题热点,主要出现在选择题中,命题方向为阿伏伽德罗常数的有关判断。试题从考查气体摩尔体积的使用条件、物质结构(共价键的类型与数目)、弱电解质电离、可逆反应(化学平衡、电离平衡、水解平衡)、氧化还原反应中电子转移等相关内容命题,解题时注意题设中的陷阱,构建好解题模型。
复习目标: 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.能根据粒子(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
考点一 物质的量
知识点1 物质的量与阿伏加德罗常数
1.物质的量(n)
(1)定义:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)表示方法:
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)定义:1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
(2)说明: NA的基准是12g12C中的原子个数;12C不仅是摩尔的基准对象,而且还是相对原子质量的基准;NA是一个实验值,现阶段常取6.02×1023作计算;要注意NA与6.02×1023的区别。
(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间关系公式:NA=_______。
得分速记
(1)物质的量只能衡量微观粒子,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
(2)物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
知识点2 摩尔质量
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量。
2.常用单位:g·mol-1。
3.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系公式:M=。
4.数值:以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
得分速记
(1)使用范围:A.任何一种微观粒子 B.无论是否纯净 C.无论物质的状态
(2)注意与式量的比较
(3)注意与1mol物质的质量的比较
(4)将物质的质量换算成物质的量,换算成粒子数,将气体物质质量换算成体积(标准状况),都要通过摩尔质量这一桥梁进行。
(5)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,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(6)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。
考向1 有关“物质的量”概念理解与辨析
例1下列关于物质的量的正确说法是
A.可以理解为物质的质量 B.就是物质的粒子数目
C.表示一定数目微粒集合体的物理量 D.符号,单位n
【变式训练1·变考法】下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
C.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
D.国际上规定0.012kg碳中所含有的碳原子数目约为6.02×1023
【变式训练2·变载体】下列叙述错误的是
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一物质的量的单位;
②任何物质都含有约个原子;
③就是阿伏加德罗常数;
④氢原子的摩尔质量是;
⑤的摩尔质量不同于分子的质量;
⑥中含有个碳原子和个氧原子;
⑦当水吸收(标准状况)氨气时所得氨水的浓度是.
A.①②③⑦ B.②③④⑦ C.②③④⑥ D.全部
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系
例2下列关于物质的量的叙述中,正确的是
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个碳分子
C.1molNH3中含有1 mol 氮和3 mol氢
D.1mol Na+中含有6.02×1024个电子
思维建模
由已知物理量求物质所含的粒子数目的思维模型:记住特殊物质中1 mol物质所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
【变式训练1】(2025·广东深圳·一模)利用金属钠喷雾氧化法制备,并用水吸收法处理该工艺产生的烟气(含、和)。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有键的数目为
B.参与反应,转移的电子数目为
C.若所得溶液的,则该溶液中含有的数目为
D.所得由和组成的混合气体所含原子数目为
【变式训练2·变考法】回答下列问题。
(1)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,用NA表示阿伏加德罗常数的值。
①该氯原子的相对原子质量为 ;
②该氯原子的摩尔质量是 ;
③m g该氯原子的物质的量为 ;
④n g该氯原子所含的电子数为 。
(2)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为 。
考点二 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
知识点1气体摩尔体积
1.含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为22.4L·mol-1
2.常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
3.数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4_L·mol-1。
4.基本关系式:n=_____________________
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
5.影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
6.适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
7.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
8.影响因素:固体、液体的体积由粒子的大小和粒子的数目的多少决定,忽略粒子间距不计;气体的体积由粒子间距和粒子的数目的大小决定,忽略粒子的大小不计。
9.主要应用:标准状况下1mol气体为22.4 L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对氢气(H2)的相对密度为15,则其相对分子质量为30.常见的有:
(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量;
(2)由相对密度求气体的相对分子质量;
(3)求混合气体的平均相对分子质量:即混合气体1mol时的质量数值。
已知各组成气体的体积分数及质量分数;
(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式;
(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算;
(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
得分速记
气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(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。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA.注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。
知识点2 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
得分速记
阿伏加德罗定律可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.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)
条件 推论公式 语言叙述
T、p相同 同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同 温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同 同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同 同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同 同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同 同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
得分速记
1、记忆方法:三正比、二反比、一连比。
2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
考向1气体摩尔体积
例1下列叙述正确的是
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【变式训练1·变载体】下列说法不正确的是
A.标准状况下,22.4L·mol-1就是气体摩尔体积
B.非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C.标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02X1023个分子
D.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
【变式训练2·变考法】(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)195K时在中与反应生成(结构如下图所示)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.分子中含有的共用电子对数为1.5NA
B.中显-2价的氧原子数为6NA
C.标准状况下,1.12L O3中的电子数为0.9NA
D.48g由和组成的混合气体中氧原子数为3NA
考向2阿伏加德罗定律及应用
例1一定温度和压强下,用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球,下列说法错误的是
A.气球甲中装的是O2
B.气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2
C.气球甲和气球乙中原子数之比为2:5
D.气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2
思维建模 熟练应用的2组公式
(1)n===;
(2)(同温、同压)。
【变式训练1·变载体】相同状况下,体积相等的五个气球分别充满相应的气体,如图所示。与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是
A. B. C. D.
【变式训练2·变考法】在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是
A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙
B.若M(甲)
C.若M(甲)
D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙
考向3气体摩尔质量计算的常用方法
例1按要求解答问题:
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为 ,可能是 气体。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为 。
(3)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是 g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是 g·mol-1。
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(2)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。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(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:M=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)。
【变式训练1·变载体】打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体着火点
C.丙烷完全燃烧需要空气约为
D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量为
【变式训练2·变考法】某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲室混合气体的分子总数为3NA
B.甲室H2、O2的物质的量之比为1:3
C.甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍
D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度2处
1.(2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
2.(2024·福建卷)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的键电子数为
B.的(价层)孤电子对数为
C.的杂化N原子数为
D.完全分解,产生的分子数为
3.(2024·海南卷)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.超重水()所含的电子数目为
B.溶液中的数目为
C.过量C与充分反应转移电子数目为
D.与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
4.(2024·江西卷)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2
A.22.4L15N2含有的中子数为16NA B.12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C.1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D.生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
5.(2024·贵州卷)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的中子数为
B.每生成,转移电子数为
C.溶液中含有的数目为
D.标准状况下,中含键数目为
6.(2024·广东卷)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有键的数目为
B.溶液中含的数目为
C.和的混合气体含有的分子数目为
D.与反应生成,转移电子数目为
7.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
8.(2024·吉林卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中原子总数为
B.溶液中,数目为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D.反应②每生成还原产物,转移电子数目为
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01 考情解码·命题预警 2
02 体系构建·思维可视 2
03核心突破·靶向攻坚 3
考点一 物质的量 3
知识点1 物质的量与阿伏加德罗常数 3
知识点2 摩尔质量 3
考向1 有关“物质的量”概念理解与辨析 4
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系 5
考点二 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律 7
知识点1 气体摩尔体积 7
知识点2 阿伏加德罗定律及其推论 8
考向1 气体摩尔体积 9
考向2 阿伏加德罗定律及应用 10
思维建模 熟练应用的2组公式
考向3 气体摩尔质量计算的常用方法 13
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
04 真题溯源·考向感知 14
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
阿伏加德罗常数 选择题 非选择题 广东卷T10,2分 广东卷T11,4分
考情分析: 本讲内容为广东高考命题热点,主要出现在选择题中,命题方向为阿伏伽德罗常数的有关判断。试题从考查气体摩尔体积的使用条件、物质结构(共价键的类型与数目)、弱电解质电离、可逆反应(化学平衡、电离平衡、水解平衡)、氧化还原反应中电子转移等相关内容命题,解题时注意题设中的陷阱,构建好解题模型。
复习目标: 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.能根据粒子(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
考点一 物质的量
知识点1 物质的量与阿伏加德罗常数
1.物质的量(n)
(1)定义:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位为摩尔(mol)。
(2)表示方法:
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)定义:1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,其数值约为6.02×1023,单位为mol-1。
(2)说明: NA的基准是12g12C中的原子个数;12C不仅是摩尔的基准对象,而且还是相对原子质量的基准;NA是一个实验值,现阶段常取6.02×1023作计算;要注意NA与6.02×1023的区别。
(3)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)之间关系公式:NA=。
得分速记
(1)物质的量只能衡量微观粒子,必须指明具体粒子的种类或化学式,故摩尔后面应为确切的微粒名称;如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
(2)物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。
知识点2 摩尔质量
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量。
2.常用单位:g·mol-1。
3.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间关系公式:M=。
4.数值:以 g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
得分速记
(1)使用范围:A.任何一种微观粒子 B.无论是否纯净 C.无论物质的状态
(2)注意与式量的比较
(3)注意与1mol物质的质量的比较
(4)将物质的质量换算成物质的量,换算成粒子数,将气体物质质量换算成体积(标准状况),都要通过摩尔质量这一桥梁进行。
(5)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,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,二者在数值上相等。
(6)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。
考向1 有关“物质的量”概念理解与辨析
例1下列关于物质的量的正确说法是
A.可以理解为物质的质量 B.就是物质的粒子数目
C.表示一定数目微粒集合体的物理量 D.符号,单位n
【答案】C
【解析】A.物质的量是表示一定数目微粒集合体的物理量,不是物质的质量,A错误;
B.物质的量表示一定数目微粒集合体的物理量,不等同于物质的粒子数目,B错误;
C.物质的量表示一定数目微粒集合体的物理量,C正确;
D.物质的量符号为n,单位为mol,D错误;
答案选C。
【变式训练1·变考法】下列对于“摩尔”的理解正确的是
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
C.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
D.国际上规定0.012kg碳中所含有的碳原子数目约为6.02×1023
【答案】C
【解析】A.物质的量是国际科学界建议采用的一种物理量,它的单位是摩尔,A不正确;
B.物质的量作为一种物理量,把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来,B不正确;
C.物质的量是国际单位制中的基本物理量,摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,C正确;
D.碳元素有碳-12、碳-13、碳-14三种核素,碳-12是相对原子质量的标准,国际上规定0.012kg碳-12中所含有的碳原子数为阿伏加德罗常数,它的近似值为6.02×1023,D不正确;
故选C。
【变式训练2·变载体】下列叙述错误的是
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一物质的量的单位;
②任何物质都含有约个原子;
③就是阿伏加德罗常数;
④氢原子的摩尔质量是;
⑤的摩尔质量不同于分子的质量;
⑥中含有个碳原子和个氧原子;
⑦当水吸收(标准状况)氨气时所得氨水的浓度是.
A.①②③⑦ B.②③④⑦ C.②③④⑥ D.全部
【答案】B
【解析】①摩尔物质的量的单位,物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,①正确;
②任何物质都含有约个微粒,不一定是原子组成的,②错误;
③阿伏加德罗常数的近似值为,③错误;
④氢原子的摩尔质量是,④错误;
⑤的摩尔质量与分子的质量单位不同,数值一样,二者不相同,⑤正确;
⑥中含有1mol碳原子,个数为,含有2mol氧原子,个数为,⑥正确;
⑦当水吸收(标准状况)氨气时,配成溶液,所得氨水的浓度是,⑦错误; 符合题意的②③④⑦,故选B。
考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系
例2下列关于物质的量的叙述中,正确的是
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个碳分子
C.1molNH3中含有1 mol 氮和3 mol氢
D.1mol Na+中含有6.02×1024个电子
【答案】D
【解析】A.由原子、离子构成的物质不含分子,A错误;
B.0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子,B错误;
C.1molNH3中含有1 mol 氮原子和3 mol氢原子,C错误;
D.1mol Na+中含10mol电子,有6.02×1024个电子,D正确;
答案选D。
思维建模
由已知物理量求物质所含的粒子数目的思维模型:记住特殊物质中1 mol物质所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
【变式训练1】(2025·广东深圳·一模)利用金属钠喷雾氧化法制备,并用水吸收法处理该工艺产生的烟气(含、和)。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.含有键的数目为
B.参与反应,转移的电子数目为
C.若所得溶液的,则该溶液中含有的数目为
D.所得由和组成的混合气体所含原子数目为
【答案】D
【解析】A.的物质的量为1mol,中含有一个O-O单键(1个σ键),1mol 中仅含1mol σ键,数目为,A错误;
B.未说明所处的温度和压强,无法计算的物质的量,B错误;
C.pH=13时,溶液中,但未给出溶液体积,无法确定的物质的量,C错误;
D.和均为双原子分子,1mol混合气体无论比例如何,总原子数均为2mol,即,D正确;
故选D。
【变式训练2·变考法】回答下列问题。
(1)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,用NA表示阿伏加德罗常数的值。
①该氯原子的相对原子质量为 ;
②该氯原子的摩尔质量是 ;
③m g该氯原子的物质的量为 ;
④n g该氯原子所含的电子数为 。
(2)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为 。
【答案】(1) aNA g·mol-1 mol
(2)62 g/mol 16 0.1 mol
【解析】(1)①某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,则该氯原子的相对原子质量为A=;
②原子的摩尔质量是以g/mol为单位,数值上等于NA个该原子的质量。某氯原子的质量是a g,,故该氯原子的摩尔质量是为aNA g/mol;
③m g该Cl原子的物质的量为n=;
④Cl是17号元素,原子核外有17个电子,n g该氯原子的物质的量是n=,则其中含有的电子数目N=17××NA=;
(2)1个Na2R中含有2个Na+,则1 mol Na2R中含有Na+的物质的量是 2 mol,12.4g Na2R中含有0.4 mol Na+,则Na2R的物质的量是0.2 mol,故Na2R的摩尔质量M==62 g/mol;由于Na的相对原子质量是23,故R的相对原子质量为62-2×23=16。已知m(R)=1.6 g,根据n=,可得R的物质的量是n(Na2R)=n(R)=0.1 mol。
考点二 气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
知识点1气体摩尔体积
1.含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,标准状况下,Vm约为22.4L·mol-1
2.常用单位:L/mol(或L·mol-1)。
3.数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101 kPa)约为22.4_L·mol-1。
4.基本关系式:n=
使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用。
5.影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
6.适用对象:单一气体或互不反应的混合气体。
7.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况:0℃、1atm即1.01×105Pa。
(2)理想气体:A.不计大小但计质量;B.不计分子间的相互作用。
(3)标准状况下的气体摩尔体积:约22.4L·mol-1。
8.影响因素:固体、液体的体积由粒子的大小和粒子的数目的多少决定,忽略粒子间距不计;气体的体积由粒子间距和粒子的数目的大小决定,忽略粒子的大小不计。
9.主要应用:标准状况下1mol气体为22.4 L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对氢气(H2)的相对密度为15,则其相对分子质量为30.常见的有:
(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量;
(2)由相对密度求气体的相对分子质量;
(3)求混合气体的平均相对分子质量:即混合气体1mol时的质量数值。
已知各组成气体的体积分数及质量分数;
(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式;
(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算;
(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
得分速记
气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况,即0 ℃、101 kPa,而不是常温、常压。
(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。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等。
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4 L·mol-1。
(4)22.4 L气体,在标准状况下的物质的量是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O2所含的原子数目是2NA.注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。
知识点2 阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
得分速记
阿伏加德罗定律可总结为:“三同”定“一同”,即同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.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)
条件 推论公式 语言叙述
T、p相同 同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同 温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
T、p相同 同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同 同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同 同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同 同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
得分速记
1、记忆方法:三正比、二反比、一连比。
2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=、ρ=导出。
考向1气体摩尔体积
例1下列叙述正确的是
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【答案】B
【解析】A.标况下乙醇为液体,故1mol乙醇的体积小于22.4L,故A错误;
B.0℃、101kPa下,1mol任何气体所占体积约为22.4L,任何气体的摩尔体积都约为,故B正确;
C.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,不一定在标准状况下,故C错误;
D.决定气体的体积大小的主要因素为粒子数目和粒子间的距离,标况下1molN2O气体的体积约为22.4L,在其它温度和压强下其体积也可能为22.4L,故D错误;
故选B。
【变式训练1·变载体】下列说法不正确的是
A.标准状况下,22.4L·mol-1就是气体摩尔体积
B.非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C.标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02X1023个分子
D.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】B
【解析】A.气体的体积由温度和压强决定。在标准状况下,22.4L·mol-1就是气体摩尔体积,A项正确;
B.气体的体积由温度和压强决定,温度升高,体积增大,增大压强,体积减小,所以在非标准状况下,1mol任何气体的体积也有可能为22.4L,B项错误;
C.根据n=V/Vm,n=N/NA,标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02×1023个分子,C项正确;
D.气体的体积与温度、压强和气体分子数有关,与气体的种类无关,D项正确;
答案选B。
【变式训练2·变考法】(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)195K时在中与反应生成(结构如下图所示)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.分子中含有的共用电子对数为1.5NA
B.中显-2价的氧原子数为6NA
C.标准状况下,1.12L O3中的电子数为0.9NA
D.48g由和组成的混合气体中氧原子数为3NA
【答案】C
【解析】A.的结构为,一个分子中有6个共用电子对,31g的物质的量为,故31g分子中含有的共用电子对数为0.25×6 NA =1.5NA,故A正确;
B.由图可知,O原子与O原子之间形成共用电子对时,O元素不显-2价,只有连2个P原子的O显-2价,所以中显-2价的氧原子数为6NA,故B正确;
C.标准状况下,1.12L O3即0.05mol,电子数为0.05×3×8NA =1.2NA,故C错误;
D.和均由O原子构成,48g由和组成的混合气体中氧原子的物质的量为,氧原子数为3NA,故D正确;
答案选C。
考向2阿伏加德罗定律及应用
例1一定温度和压强下,用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球,下列说法错误的是
A.气球甲中装的是O2
B.气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2
C.气球甲和气球乙中原子数之比为2:5
D.气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2
【答案】C
【解析】A.一定温度压强下,气体的Vm是相等的,用mg的CH4、O2分别吹出两个体积大小不同的气球,则根据,,得到体积和相对分子质量成反比,所以体积的大小顺序是:CH4>O2,甲中装的是O2,乙中装的是CH4,A正确;
B.根据n=,质量相等的两种气体,物质的量之比与摩尔质量成反比,则气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2,B正确;
C.由上述分析已知气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2,甲为氧气含2个原子,乙为甲烷含5个原子,则气球甲和气球乙中原子数之比为(1×2):(2×5)=1:5,C错误;
D.一定温度和压强下,气体体积之比等于气体物质的量之比,气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2,D正确;
故选C。
思维建模 熟练应用的2组公式
(1)n===;
(2)(同温、同压)。
【变式训练1·变载体】相同状况下,体积相等的五个气球分别充满相应的气体,如图所示。与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由阿佛加德罗定律可知,相同状况下,气体体积之比等于其物质的量之比,即体积相等,物质的量相等,假设HCl为1mol,则含有2mol原子,故混合气体均为1mol,如果原子物质的量相等,则原子数相等;
【解析】A.Ar是单原子分子,一个O3分子中含3个O原子,二者的物质的量比为1:1时才符合与HCl原子数相等,故A不符合题意;
B.H2是双原子分子,一个NH3分子中有4个原子,无论混合气体由什么比例组成,1mol混合气体所含的原子数大于2mol,故B不符合题意;
C.N2、O2都是由2个原子组成,所以无论混合气体由什么比例组成,1mol混合气体所含的原子数肯定为2mol,符合题意中的“一定相等”,故C正确;
D.CO是双原子分子,一个CO2分子中含3个原子,无论混合气体由什么比例组成,1mol混合气体所含的原子数大于2mol,故D不符合题意;
本题选C。
【变式训练2·变考法】在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是
A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙
B.若M(甲)
C.若M(甲)
D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙
【答案】C
【解析】A.根据n=,若M(甲)>M(乙),则n(甲)<n(乙),则气体的分子数:甲<乙,A错误;
B.根据n=,若M(甲) n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,气体摩尔体积Vm=,则气体摩尔体积:甲<乙,B错误;
C.根据n=,若M(甲) n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,温度相同,由PV=nRT可知,气体的压强:甲>乙,C正确;
D.气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,D错误;
故选C。
考向3气体摩尔质量计算的常用方法
例1按要求解答问题:
(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为 ,可能是 气体。
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为 。
(3)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是 g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是 g·mol-1。
【答案】64 SO2 64 1.61 36
【解析】(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1;根据相对分子质量,推测可能是二氧化硫气体。
(2) 。
(3)CO燃烧发生反应:2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
①原混合气体的密度==≈1.61 g·L-1。
②=ρ·V=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1。
思维建模 求气体摩尔质量M及相对分子质量的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(2)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。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1。
(4)根据气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(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:M=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)。
【变式训练1·变载体】打火机里装有液态的丙烷和丁烷。下列说法错误的是
A.打开打火机开关,分子间距变大
B.摩擦打火石,达到气体着火点
C.丙烷完全燃烧需要空气约为
D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量为
【答案】C
【解析】A.打开打火机开关,压强减小,燃料气化,分子间距变大,A正确;
B.摩擦打火石,使温度达到气体着火点,引燃燃料,B正确
C.没有说明具体的温度、压强,不能判断丙烷完全燃烧需要空气的体积,C错误;
D.若n(丙烷):n(丁烷),该混合物的摩尔质量为,D正确。
故选C。
【变式训练2·变考法】某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲室混合气体的分子总数为3NA
B.甲室H2、O2的物质的量之比为1:3
C.甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍
D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度2处
【答案】D
【分析】同温同压,气体的体积比等于物质的量比。室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,根据图示,H2和O2的总物质的量为2mol。
【解析】A.根据以上分析,H2和O2的总物质的量为2mol,则甲室混合气体的分子总数为2NA,故A错误;
B.H2和O2的总物质的量为2mol,总质量为19g,设氢气的物质的量为xmol、氧气的物质的量为ymol, ,则x=1.5、y=0.5,甲室H2、O2的物质的量之比为3:1,故B错误;
C.甲室气体的平均摩尔质量为,同温同压,气体密度比等于摩尔质量之比,甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的4.75倍,故C错误;
D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,发生反应2H2+O2=2H2O,反应后剩余0.5mol氢气,忽略生成水的体积,根据气体的体积比等于物质的量比,活塞最终停留在刻度2处,故D正确;
选D。
1.(2025·黑吉辽蒙卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
【答案】A
【解析】A.反应①电解熔融NaCl生成,标准状况下11.2L为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即,A正确;
B.2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;
C.与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为,C错误;
D.ClO 在水中会水解,故数目小于,D错误;
故选A。
2.(2024·福建卷)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的键电子数为
B.的(价层)孤电子对数为
C.的杂化N原子数为
D.完全分解,产生的分子数为
【答案】B
【解析】A.1个分子中有8个键,每个键含有2个电子,共16个电子,的键电子数为,A正确;
B.分子中所有原子共面可知1个分子1~6处的6个N原子采取sp2杂化,7、8两处N原子采取sp杂化,其中8、1、3、4、5、6六处N原子各有一对孤电子对即1个分子有6对孤电子对,的(价层)孤电子对数为,B错误;
C.分子中所有原子共面可知,1个分子有6个N原子采取sp2杂化,的杂化N原子数为,C正确;
D.为,含有8molN,根据氮原子守恒,完全分解产生4mol ,产生的N2分子数为4NA,D正确;
故答案为:B。
3.(2024·海南卷)代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.超重水()所含的电子数目为
B.溶液中的数目为
C.过量C与充分反应转移电子数目为
D.与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
【答案】A
【解析】A.超重水(为)所含的电子为0.1mol×10=1mol,电子数目为,A正确;
B.次氯酸根离子为弱酸根离子,水溶液中部分水解生成次氯酸和氢氧根离子,故溶液中的数目小于,B错误;
C.过量C与充分生成硅单质和CO,硅化合价由+4变为0,则反应转移电子数目为4,C错误;
D.甲烷与氯气发生取代反应为连锁反应,同时得到四种氯代产物和HCl,结合氯守恒,与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为,D错误;
故选A。
4.(2024·江西卷)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2
A.22.4L15N2含有的中子数为16NA B.12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C.1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D.生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
【答案】D
【解析】A.22.4L15N2的温度压强不知,不能计算物质的量,故A错误;
B.12gC(石墨)物质的量n1mol,C原子的杂化轨道上3个电子,有一个电子未参与杂化,sp2杂化轨道含有的电子数为3NA,故B错误;
C.双键中一个σ键,一个π键,则1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为2NA,故C错误;
D.该反应中氮元素化合价0价降低到﹣3价,碳元素化合价0价升高到+4价,氢元素化合价﹣1价升高到0价,电子转移总数6e﹣,生成1mol H2时,总反应转移的电子数为6NA,故D正确;
故选D。
5.(2024·贵州卷)二氧化氯可用于自来水消毒。实验室用草酸和制取的反应为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有的中子数为
B.每生成,转移电子数为
C.溶液中含有的数目为
D.标准状况下,中含键数目为
【答案】D
【解析】A.分子中H原子无中子,原子的中子数为10,则中含有的中子数为,故A错误;
B.由反应方程式可知,每生成2mol转移电子数为2mol,则每生成,即1mol转移电子数为,故B错误;
C.未给出草酸溶液的体积,无法计算氢离子的物质的量,故C错误;
D.1个二氧化碳分子中含有2个键和2个π键,则标准状况下,即1mol中含键数目为,故D正确;
故选D。
6.(2024·广东卷)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有键的数目为
B.溶液中含的数目为
C.和的混合气体含有的分子数目为
D.与反应生成,转移电子数目为
【答案】A
【解析】A.26gC2H2的物质的量为1mol,一个C2H2分子中含有3个键,故26gC2H2中含有键的数目为3NA,A正确;
B.在水溶液中发生水解,1L1mol L-1NH4NO3溶液中含的数目小于NA,B错误;
C.CO和H2均由分子构成,1molCO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;
D.Na与H2O反应生成11.2LH2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误;
故选A。
7.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】A
【解析】A.(即)中键的数目为,A正确;
B.由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;
C.在水溶液中会发生水解:,故溶液中的数目小于,C错误;
D.该反应中部分氧元素化合价由价升至0价,部分氧元素化合价由价降至价,则每参加反应转移电子,每转移电子生成的数目为,D错误;
故选A。
8.(2024·吉林卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中原子总数为
B.溶液中,数目为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D.反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】A.标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;
B.SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;
C.反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;
D.反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;
故答案选D。
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