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第5讲　物质的量　气体摩尔体积
第二章　物质的量
1.了解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，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。
2.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。
复习目标
考点一　物质的量　摩尔质量
考点二　气体摩尔体积
课时测评
内容索引
考点一
物质的量　摩尔质量
1.物质的量
必备知识 整合
含有一定数目粒子
6.02×1023mol-1
n·
6.02×1023和阿伏加德罗常数(NA)有怎样的关系？
_________________________________________________________ _________________________________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
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，国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023
2.摩尔质量
n·
g·mol-1
相对原子质量或分子质量
1.1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等 (　　)
2.氧化钙的摩尔质量为56 g (　　)
3.0.8 g氦气中所含的原子数目约为1.204×1023 (　　)
4.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍 (　　)
5.1 mol NaCl和1 mol HCl中含有相同数目的离子 (　　)
6.17 g －OH与17 g OH－中所含电子数均为10NA (　　)
正误判断
×
×
√
×
×
×
1.填空：
(1)3 g 3He含有的中子数为　　　　。
关键能力 提升
3 g 3He即为1 mol，1个3He含有的中子数为3－2＝1，则1 mol 3He含有的中子数为NA；
NA
(2)常温常压下，124 g P4( )中所含P－P键数目为　　　　。
白磷分子是正四面体结构，1个分子中含有6个P－P键，124 g P4是1 mol，因此含有P－P键数目为6NA；
6NA
(3)(2022·广东卷改编)1 mol CO中含有　　　 　个电子。
1个CO分子中有14个电子，1 mol CO含有14×6.02×1023个电子；
(4)(2022·海南卷改编)2.8 g 56Fe含有的中子数为　　　　。
56Fe的质子数为26、中子数为56－26＝30，相对原子质量为56，n(56Fe)＝＝0.05 mol，所含中子为0.05 mol×30＝1.5 mol即1.5NA；
8.428×1024
1.5NA
(5)a mol的R2＋(R的核内中子数为N，质量数为A)的核外电子数为________
______NA。
R2＋的核外电子数为(A－N－2)，a mol的R2＋的核外电子数为a(A－N－2)NA。
a(A－N
－2)
2.(1)含6.02×1023个中子的Li的质量是　　　　g。
(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成　　　　g O。
(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是　　 　，X的相对原子质量是　　　　　　　。
1.75
22
62 g·mol－1
16
3.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含有的氧原子数为　　　　，氢原子的物质的量为　　　　mol(该晶体的摩尔质量为122 g·mol－1)。
0.33NA
0.26
晶体的摩尔质量为122 g·mol－1，n＝＝0.1 mol，故氧原子数目＝0.1 mol×(2＋1.3)NA mol－1＝0.33NA，n(H)＝0.1 mol×1.3×2＝0.26 mol。
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧
　　弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)的个数。如：第3题中，Na0.35CoO2·1.3 H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H。
练后反思
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考点二
气体摩尔体积
1.影响物质体积大小的因素
必备知识 整合
距离
大小
数目
2.气体摩尔体积
22.4L/mol-1
n·
物质的量
L/mol-1
0℃或237K
101kPa
1
标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，那么Vm＝22.4 L/mol时也一定是标准状况吗？
_________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　_______________________________________________________。
在标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，若在非标准状况下，气体摩尔体积也可能是22.4 L/mol，因此Vm＝22.4 L/mol时不一定是标准状况
3.阿伏加德罗定律
(1)内容：同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数或物质
的量。
(2)推论
相同条件 结论公式 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
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、V相同 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
2
(1)等物质的量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为　　　　；
②相同条件下体积之比为　　　　；
③所含的原子总数目之比为　　　　；
④相同条件下的密度之比为　　　　。
(2)等质量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为　　　　；
②相同条件下体积之比为　　　　；
③所含的原子总数目之比为　　　　；
④相同温度和体积时，压强之比为　　　　。
3∶2
1∶1
1∶1
2∶3
2∶3
3∶2
3∶2
1∶1
考向1 n＝＝＝的关系应用
1.在标准状况下，对下列四种气体，按要求完成填空。
①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子
③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3
(1)体积最大的是　　　　(填序号，下同)；
(2)密度最小的是　　　　；
(3)质量最大的是　　　　；
(4)氢原子个数最少的是　　　　。
关键能力 提升
②
①
②
②
以物质的量为中心计算的思维流程
练后反思
考向2 相对分子质量的计算
2.(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　　　　。
M＝ρ×22.4 L·mol－1≈64 g·mol－1；
M＝×22.4 L·mol－1＝64 g·mol－1；
64
SO2
64
(3)在一定条件下，m g NH4HCO3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)。
因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)，M(混)＝2d n(混)＝ mol，M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1；
mol
6d g·mol－1
②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　　　 　(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)。
因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)， (混)＝22.4ρ g·mol－1；
因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)， n(NH3)∶n(CO2)∶ n(H2O)＝a％∶b％∶c％，(混)＝17a％＋44b％＋18c％。
22.4ρ g·mol－1
17a％＋44b％＋18c％
求气体摩尔质量的5种方法
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 g·L－1)：M＝22.4ρ g/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·。
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：＝M1a％＋M2b％＋M3c％＋……，a％、b％、c％指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
归纳总结
考向3 阿伏加德罗定律的应用
(1)同温、同压、同体积时，三种气体的密度ρ(Ne)、ρ(H2)、ρ(O2)由大到小依次是　　　　　　　　　　　。
(2)温度、密度相同时，三种气体的压强p(Ne)、p(H2)、p(O2)由大到小依次是　　　　　　　　　　　　　。
根据阿伏加德罗定律的推论，同温、同压时，气体的密度与摩尔质量成正比，所以ρ(O2)＞ρ(Ne)＞ρ(H2)。
ρ(O2)＞ρ(Ne)＞ρ(H2)
p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)
温度、密度相同时，气体的压强与摩尔质量成反比，所以p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)。
(3)质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积V(Ne)、V(H2)、V(O2)由大到小依次是　　　　　　　 。
(4)温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量m(Ne)、m(H2)、m(O2)由大到小依次是　　　　　　　　　　　 。
V(H2)＞V(Ne)＞V(O2)
m(O2)＞m(Ne)＞m(H2)
温度、压强均相同时，气体的体积与物质的量成正比；质量相同时，气体的物质的量与摩尔质量成反比，所以V(H2)＞V(Ne)＞V(O2)。
温度、压强、体积均相同时，气体的物质的量相同，则气体的质量与摩尔质量成正比，所以m(O2)＞m(Ne)＞m(H2)。
4.一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，
将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N2，右侧充入一定
量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，回答下列
问题
(1)左侧与右侧的原子个数之比为　　　　；
(2)右侧充入CO的质量为　　　　；
设充入CO的物质的量为n，则
＝，n＝ mol，
所以m(CO)＝ mol×28 g/mol＝7 g。
4∶1
7 g
(3)若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应再充入CO的物质的量为　　　　mol。
若使隔板处于中间，则两边充入N2与CO物质的
量应相等，此时CO为1 mol×＝0.25 mol，需再
充入0.75 mol CO。
0.75
1.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA(2023·浙江6月选考)
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA(2023·浙江6月选考)
C.1 mol重水比1 mol水多NA个质子(2020·全国Ⅲ卷)
D.标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数为0.5NA(2023·浙江6月选考)
高考真题 感悟
√
1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷)，4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol，则含有σ键数目最多为0.7NA，A正确；
1.7 g H2O2的物质的量为0.05 mol，则含有氧原子数为0.1NA，B不正确；1 mol重水和1 mol水质子数相同，故C错误；标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol，通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成
H＋、Cl－和HClO，所以溶液中氯离子数小于0.5NA，D不正确。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A.11.2 L CO2含π键数目为NA(2023·辽宁卷)
B.1 mol Si含Si－Si的数目约为4NA(2023·湖北卷改编)
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA(2023·辽宁卷)
D.0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3
分子数目为0.1NA(2021·浙江1月选考)
√
1个CO2分子含有2个π键，题中没有说是标准状况下，气体摩尔体积未知，无法计算π键个数，A错误；在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，
1 mol Si含Si－Si的数目约为2NA，B错误。
3.下列叙述正确的是
A.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA(2018·全国Ⅰ卷)
B.同温同压下，O2和CO2的密度相同(2020·北京卷)
C.标准状况下，2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA(2017·浙江4月选考)
D.22.4 L(标准状况)氮气中含7NA个中子(2020·全国Ⅲ卷)
√
氩气(18Ar)是单原子分子，标准状况下22.4 L氩气是1 mol，其中含有的质子数是18NA，A正确；同温同压下，＝，所以＝，不相同，B错误；标准状况下，乙醇为非气体状态，C错误；标准状况下，22.4 L(即1 molN2分子中含中子数为(14－7)×2NA＝14NA，D错误。
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课 时 测 评
1.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.“摩尔”是“物质的量”的单位
D.1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
摩尔质量以“g/mol”为单位时，物质的摩尔质量的数值等于其相对分子(原子)质量，故A错误；“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，故B错误；“摩尔”是“物质的量”的单位，故C正确；1 mol任何物质都含有约6.02×1023个构成该物质的粒子，故D错误。
√
2.CH4 与Cl2光照条件下充分反应生成一系列卤代烃，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下，22.4 L CHCl3含有的氯原子数为3NA
B.标准状况下，22.4 L Cl2完全反应后得到的HCl分子数为2NA
C.16 g CH4与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NA
D.1 mol CH4和1 mol Cl2充分反应可以得到CH3Cl的分子数为NA
√
标准状况下，三氯甲烷不是气态，无法使用22.4 L/mol计算物质的量，选项A错误；标准状况下，22.4 L Cl2与CH4完全反应，无论生成哪种卤代烃，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，所以得到HCl分子数为NA，选项B错误；根据碳原子守恒，16 g CH4为1 mol，与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NA，选项C正确；甲烷和氯气发生多步反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，无法计算得到的CH3Cl的分子数，选项D错误。
3.(2024·四川成都高三阶段练习)设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气体的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V L约为
A. B.
C. D.
a g某气体的分子数为p，则其摩尔质量为 g/mol＝ g/mol，所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L/mol＝ L。
√
4.(2024·河南郑州阶段练习)NH4N3(叠氮化铵)易发生分解反应生成N2和H2，且两种气体的物质的量相等。若得到NH4N3的分解产物(简称a)28 g，则下列关于a的说法错误的是
A.a中两种气体的体积(同温同压)比为1∶1
B.a中两种气体的质量比为14∶1
C.a的密度为1.25 g·L－1
D.a的平均摩尔质量为15 g·mol－1
√
同温同压下，气体体积与物质的量成正比，两种气体的体积(同温同压)比为1∶1，A正确；＝＝＝，两种气体的质量比为14∶1，B正确；a气体的质量确定，但一定物质的量的气体体积与温度、压强有关，所以密度不确定，C错误；分解产物质量为28 g，两种气体的物质的量相等，则设两种气体都是1 mol，＝＝＝15 g/mol，故D正确。
5.(2024·江西赣州高三开学考试)稀有气体的不活泼性是相对的，在一定条件下它们也可和某些物质(如F2等)发生化学反应。若将1.5 mol Xe和7.5 mol F2加入一定体积的容器中，于400 ℃和2 633 kPa压强下加热数小时，然后迅速冷却至25 ℃，容器内除得到一种无色晶体外，还余下4.5 mol F2。则所得产物中，氙与氟的原子个数比和该产物的分子式的说法正确的是
A.1∶2　XeF2 B.1∶4　XeF4
C.1∶2　Xe2F4 D.1∶4　无法确定分子式
根据质量守恒定律解题。7.5 mol氟气反应剩余4.5 mol氟气，反应了3 mol氟气，1.5 mol Xe与3 mol氟气反应生成物中Xe原子与氟原子物质的量之比为1.5∶(3×2)＝1∶4，故产物的最简式为XeF4，分子式无法确定。
√
6.(2024·山东泰安高三阶段练习)一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球(如图)，下列说法中正确的是
A.气球①中装的是CH4
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
√
根据n＝，V＝n·Vm，则气体体积与摩尔质量成反比，因此气球①中装的是SO2，故A错误；根据V＝n·Vm，得到气球①中分子数比气球③中气体分子数少，故B错误；气球①装的是SO2，气球④装的是CH4，根据n＝，V＝n·Vm，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，故C错误；气球③装的是O2，气球④装的是CH4，根据密度之比等于摩尔质量之比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，故D正确。
7.(2025·海南农垦中学期末)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)＜M(乙)，则气体摩尔体积：甲＞乙
C.若M(甲)＜M(乙)，则气体的压强：甲＞乙
D.若M(甲)＞M(乙)，则气体体积：甲＜乙
√
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；根据n＝，若M(甲)＜M(乙)，则n(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；根据n＝，若M(甲)＜M(乙)，则n(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；气体的密度、质量相等，甲、乙两种气体的体积相等，D错误。
8.(2024·重庆期中)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19 g，向乙中充入1 mol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
√
同温同压，气体的体积之比等于物质的量之
比。室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合
气体19 g，向乙中充入1 mol空气，根据题图，
H2和O2的总物质的量为2 mol，则甲室混合气体的分子总数为2NA，A错误；总质量为19 g，设氢气的物质的量为x mol、氧气的物质的量为y mol，，则x＝1.5、y＝0.5，甲室H2、O2的物质的量之比为3∶1，B错误；甲室气体的平均摩尔质量为＝9.5 g/mol，
同温同压，气体密度之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，C错误；若将甲室气体点燃引爆并恢
复至室温，发生反应2H2＋O22H2O，反应后剩余0.5 mol氢气，忽略生成水的体积，根据气体的体积之比等于物质的量之比，活塞最终停留在刻度2处，D正确。
9.(2025·湖北荆州期末)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图所示。下列说法中错误的是
A.分子数目：N(X)＝N(Z)＝2N(Y)
B.若Y是SO2，则X可能是O2
C.气体密度：ρ(X)＝ρ(Z)＝2ρ(Y)
D.X和Y分子中含有的原子数可能相等
√
由题给信息可知，图中X、Y、Z三种气体的
压强、温度分别相等，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；由于三种气体的质量相等，若Y是SO2，X是O2，则符合二氧化硫和氧气的物质的量之比为∶＝1∶2，符合n(X)＝2n(Y)，B正确；由ρ＝可知，三种气体的密度：2ρ(X)＝2ρ(Z)＝ρ(Y)，C错误；若Y分子中原子数为X分子中原子数的2倍，则X和Y分子中含有的原子数相等，D正确。
10.(2024·湖南长沙开学考试)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。下列叙述或表示正确的是
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
√
A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气体的密度小于氧气的密度，根据ρ＝M/Vm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，但X气体的相对分子质量不一定比Y大，A错误；CO2的相对分子质量为44，甲烷的相对分子质量为16，所以X可能是CO2，Y可能是甲烷，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，等体积的两种气体其物质的量相等，因为X、Y摩尔质量相对大小未知，所以无法确定其质量相对大小，D错误。
11.(8分)(2024·贵州六盘水高三阶段练习)如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为　　　　mol。
同温同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，由题图可知甲室中气体的物质的量为＝1 mol。
1
(2)甲室中气体的质量为　　　　g。
乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol－1＝21.9 g，则甲室中气体的质量为21.9 g－10.9 g＝11 g。
11
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为　　　　。
甲室中气体的物质的量为1 mol，质量为11 g，平均摩尔质量为11 g·mol－1，则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。
11
(4)经过查资料知道HCl＋NH3NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“　　　　”处(填数字)。
2
设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质
的量为y，根据其物质的量、质量列方程组
为x＋y＝1 mol，17 g·mol－1×x＋2 g·mol－1×y＝11 g，可得x＝0.6 mol、y＝0.4 mol；如果将隔板a去掉，0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，剩余H2的物质的量为0.4 mol，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
12.(8分)(2024·河南郑州高三阶段练习)某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如下实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
【部分实验数据】
=
请回答下列问题：
(1)4分钟时H2、O2的物质的量分别是　　　mol、　　　mol。
温度 压强 时间 水槽中H2O的质量 H2体积 O2体积
30 ℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30 ℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
4分钟时水槽中H2O减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2H2O2H2↑＋O2↑可知，消耗1.8 g(0.1 mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。
0.1
0.05
(2)该温度下，气体摩尔体积是　　　 　。
0.05 mol O2的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积为＝24.86 L·mol－1。
温度 压强 时间 水槽中H2O的质量 H2体积 O2体积
30 ℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30 ℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
24.86 L·mol－1
(3)下列叙述不正确的是　　　　(填字母)。
A.气体摩尔体积与气体的温度相关
B.在该实验条件下，3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1
C.同温、同压下，2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同
D.该实验条件下，O2的密度为1.287 g·L－1
B
温度 压强 时间 水槽中H2O 的质量 H2体积 O2体积
30 ℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30 ℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol，所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同，C项正确；该实验条件下，1 mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g，则O2的密度为＝1.287 g·L－1，D项正确。
温度 压强 时间 水槽中H2O 的质量 H2体积 O2体积
30 ℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30 ℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
13.(14分)(2024·北京东城高三阶段练习)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)。
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：　　　　　　　　　　　　　。
2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑。
(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。请帮助他们分析其原因：______　　　
　　　　　　　 。
硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大
铝与稀
铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，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)实验结束时，生成氢气的体积近似等于　　　　　　　　　。
收集到水的体积
气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。
(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：_________________________________
　　　　　　　　　　　。
没有
相同温度和压强下，生成氢气的体积
与排出气体的体积相等
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气体的体积相等，所以没有影响。
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，
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，如下表：
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm＝　　　　 　。
实验前 实验后
铝铜合金质量(g) m1 m2
量液管(C)体积(mL) V1 V2
L/mol
Ⅱ.2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
2 mol 3 mol
mol
Vm＝ L/mol。
返回第5讲　物质的量　气体摩尔体积
【复习目标】　1.了解摩尔(mol)是物质的量的基本单位，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。2.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。
考点一　物质的量　摩尔质量
1.物质的量
【微思考】　6.02×1023和阿伏加德罗常数(NA)有怎样的关系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：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，国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023
2.摩尔质量
【正误判断】
1.1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等 (　　)
2.氧化钙的摩尔质量为56 g (　　)
3.0.8 g氦气中所含的原子数目约为1.204×1023 (　　)
4.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍 (　　)
5.1 mol NaCl和1 mol HCl中含有相同数目的离子 (　　)
6.17 g －OH与17 g OH－中所含电子数均为10NA (　　)
答案：1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.×
1.填空：
(1)3 g 3He含有的中子数为　　　　。
(2)常温常压下，124 g P4()中所含P－P键数目为　　　　。
(3)(2022·广东卷改编)1 mol CO中含有　　　　个电子。
(4)(2022·海南卷改编)2.8 g 56Fe含有的中子数为　　　　。
(5)a mol的R2＋(R的核内中子数为N，质量数为A)的核外电子数为　　　　NA。
答案：(1)NA　(2)6NA　(3)8.428×1024　
(4)1.5NA　(5)a(A－N－2)
解析：(1)3 g 3He即为1 mol，1个3He含有的中子数为3－2＝1，则1 mol 3He含有的中子数为NA；(2)白磷分子是正四面体结构，1个分子中含有6个P－P键，124 g P4是1 mol，因此含有P－P键数目为6NA；(3)1个CO分子中有14个电子，1 mol CO含有14×6.02×1023个电子；(4)56Fe的质子数为26、中子数为56－26＝30，相对原子质量为56，n(56Fe)＝＝0.05 mol，所含中子为0.05 mol×30＝1.5 mol即1.5NA；(5)R2＋的核外电子数为(A－N－2)，a mol的R2＋的核外电子数为a(A－N－2)NA。
2.(1)含6.02×1023个中子的Li的质量是　　　　g。
(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成　　　　g O。
(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是　　　，X的相对原子质量是　　　　　　　。
答案：(1)1.75　(2)22　(3)62 g·mol－1　16
学生用书 第27页
3.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含有的氧原子数为　　　　，氢原子的物质的量为　　　　mol(该晶体的摩尔质量为122 g·mol－1)。
答案：0.33NA　0.26
解析：晶体的摩尔质量为122 g·mol－1，n＝＝0.1 mol，故氧原子数目＝0.1 mol×(2＋1.3)NA mol－1＝0.33NA，n(H)＝0.1 mol×1.3×2＝0.26 mol。
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧 　　弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)的个数。如：第3题中，Na0.35CoO2·1.3 H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H。
考点二　气体摩尔体积
1.影响物质体积大小的因素
2.气体摩尔体积
【微思考1】　标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，那么Vm＝22.4 L/mol时也一定是标准状况吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：在标准状况下的Vm＝22.4 L/mol，若在非标准状况下，气体摩尔体积也可能是22.4 L/mol，因此Vm＝22.4 L/mol时不一定是标准状况
3.阿伏加德罗定律
(1)内容：同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。
(2)推论
相同条件 结论公式 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
＝ 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、V相同 ＝ 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
【微思考2】　(1)等物质的量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为　　　　；
②相同条件下体积之比为　　　　；
③所含的原子总数目之比为　　　　；
④相同条件下的密度之比为　　　　。
(2)等质量的C2H4和C3H6中：
①所含的分子数目之比为　　　　；
②相同条件下体积之比为　　　　；
③所含的原子总数目之比为　　　　；
④相同温度和体积时，压强之比为　　　　。
提示：(1)①1∶1　②1∶1　③2∶3　④2∶3　(2)①3∶2　②3∶2　③1∶1　④3∶2
n＝＝＝的关系应用
1.在标准状况下，对下列四种气体，按要求完成填空。
①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子
③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3
学生用书 第28页
(1)体积最大的是　　　　(填序号，下同)；
(2)密度最小的是　　　　；
(3)质量最大的是　　　　；
(4)氢原子个数最少的是　　　　。
答案：(1)②　(2)①　(3)②　(4)②
以物质的量为中心计算的思维流程
相对分子质量的计算
2.(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)在一定条件下，m g NH4HCO3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ρ g·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)。
答案：(1)64　SO2　(2)64　(3)① mol　
6d g·mol－1　②22.4ρ g·mol－1　③17a％＋44b％＋18c％
解析：(1)M＝ρ×22.4 L·mol－1≈64 g·mol－1；(2)M＝×22.4 L·mol－1＝64 g·mol－1；(3)因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)，①M(混)＝2d n(混)＝ mol，M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1；②(混)＝22.4ρ g·mol－1；③n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a％∶b％∶c％，(混)＝17a％＋44b％＋18c％。
求气体摩尔质量的5种方法 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 g·L－1)：M＝22.4ρ g/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·。 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：＝M1a％＋M2b％＋M3c％＋……，a％、b％、c％指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
阿伏加德罗定律的应用
3.向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体。
(1)同温、同压、同体积时，三种气体的密度ρ(Ne)、ρ(H2)、ρ(O2)由大到小依次是　　　
　　　　　　　　。
(2)温度、密度相同时，三种气体的压强p(Ne)、p(H2)、p(O2)由大到小依次是　　　　　
　　　　　　　　。
(3)质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积V(Ne)、V(H2)、V(O2)由大到小依次是
　　　　　　　　。
(4)温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量m(Ne)、m(H2)、m(O2)由大到小依次是　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)ρ(O2)＞ρ(Ne)＞ρ(H2)　(2)p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)　(3)V(H2)＞V(Ne)＞V(O2)　(4)m(O2)＞m(Ne)＞m(H2)
解析：(1)根据阿伏加德罗定律的推论，同温、同压时，气体的密度与摩尔质量成正比，所以ρ(O2)＞ρ(Ne)＞ρ(H2)。(2)温度、密度相同时，气体的压强与摩尔质量成反比，所以p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)。(3)温度、压强均相同时，气体的体积与物质的量成正比；质量相同时，气体的物质的量与摩尔质量成反比，所以V(H2)＞V(Ne)＞V(O2)。(4)温度、压强、体积均相同时，气体的物质的量相同，则气体的质量与摩尔质量成正比，所以m(O2)＞m(Ne)＞m(H2)。
4.一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N2，右侧充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，回答下列问题：
(1)左侧与右侧的原子个数之比为　　　　；
(2)右侧充入CO的质量为　　　　；
(3)若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应再充入CO的物质的量为　　　　mol。
答案：(1)4∶1　(2)7 g　(3)0.75
解析：(2)设充入CO的物质的量为n，则
＝，n＝ mol，
所以m(CO)＝ mol×28 g/mol＝7 g。
(3)若使隔板处于中间，则两边充入N2与CO物质的量应相等，此时CO为1 mol×＝0.25 mol，需再充入0.75 mol CO。
1.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA(2023·浙江6月选考)
B.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA(2023·浙江6月选考)
C.1 mol重水比1 mol水多NA个质子(2020·全国Ⅲ卷)
D.标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数为0.5NA(2023·浙江6月选考)
答案：A　
解析：1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷)，4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol，则含有σ键数目最多为0.7NA，A正确；1.7 g H2O2的物质的量为0.05 mol，则含有氧原子数为0.1NA，B不正确；1 mol重水和1 mol水质子数相同，故C错误；标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol，通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H＋、Cl－和HClO，所以溶液中氯离子数小于0.5NA，D不正确。
学生用书 第29页
2.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.11.2 L CO2含π键数目为NA(2023·辽宁卷)
B.1 mol Si含Si－Si的数目约为4NA(2023·湖北卷改编)
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA(2023·辽宁卷)
D.0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA(2021·浙江1月选考)
答案：C　
解析：1个CO2分子含有2个π键，题中没有说是标准状况下，气体摩尔体积未知，无法计算π键个数，A错误；在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1 mol Si含Si－Si的数目约为2NA，B错误。
3.下列叙述正确的是(　　)
A.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA(2018·全国Ⅰ卷)
B.同温同压下，O2和CO2的密度相同(2020·北京卷)
C.标准状况下，2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA(2017·浙江4月选考)
D.22.4 L(标准状况)氮气中含7NA个中子(2020·全国Ⅲ卷)
答案：A　
解析：氩气(18Ar)是单原子分子，标准状况下22.4 L氩气是1 mol，其中含有的质子数是18NA，A正确；同温同压下，＝，所以＝，不相同，B错误；标准状况下，乙醇为非气体状态，C错误；标准状况下，22.4 L(即1 molN2分子中含中子数为(14－7)×2NA＝14NA，D错误。
课时测评5　物质的量　气体摩尔体积
(时间：45分钟　满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－10题，每小题3分，共30分。
1.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是(　　)
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.“摩尔”是“物质的量”的单位
D.1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
答案：C　
解析：摩尔质量以“g/mol”为单位时，物质的摩尔质量的数值等于其相对分子(原子)质量，故A错误；“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，故B错误；“摩尔”是“物质的量”的单位，故C正确；1 mol任何物质都含有约6.02×1023个构成该物质的粒子，故D错误。
2.CH4 与Cl2光照条件下充分反应生成一系列卤代烃，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下，22.4 L CHCl3含有的氯原子数为3NA
B.标准状况下，22.4 L Cl2完全反应后得到的HCl分子数为2NA
C.16 g CH4与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NA
D.1 mol CH4和1 mol Cl2充分反应可以得到CH3Cl的分子数为NA
答案：C　
解析：标准状况下，三氯甲烷不是气态，无法使用22.4 L/mol计算物质的量，选项A错误；标准状况下，22.4 L Cl2与CH4完全反应，无论生成哪种卤代烃，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，所以得到HCl分子数为NA，选项B错误；根据碳原子守恒，16 g CH4为1 mol，与足量Cl2充分反应后得到的卤代烃分子总数为NA，选项C正确；甲烷和氯气发生多步反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，无法计算得到的CH3Cl的分子数，选项D错误。
3.(2024·四川成都高三阶段练习)设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气体的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V L约为(　　)
A. B.
C. D.
答案：A　
解析：a g某气体的分子数为p，则其摩尔质量为 g/mol＝ g/mol，所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L/mol＝ L。
4.(2024·河南郑州阶段练习)NH4N3(叠氮化铵)易发生分解反应生成N2和H2，且两种气体的物质的量相等。若得到NH4N3的分解产物(简称a)28 g，则下列关于a的说法错误的是(　　)
A.a中两种气体的体积(同温同压)比为1∶1
B.a中两种气体的质量比为14∶1
C.a的密度为1.25 g·L－1
D.a的平均摩尔质量为15 g·mol－1
答案：C
解析：同温同压下，气体体积与物质的量成正比，两种气体的体积(同温同压)比为1∶1，A正确；＝＝＝，两种气体的质量比为14∶1，B正确；a气体的质量确定，但一定物质的量的气体体积与温度、压强有关，所以密度不确定，C错误；分解产物质量为28 g，两种气体的物质的量相等，则设两种气体都是1 mol，＝＝＝15 g/mol，故D正确。
5.(2024·江西赣州高三开学考试)稀有气体的不活泼性是相对的，在一定条件下它们也可和某些物质(如F2等)发生化学反应。若将1.5 mol Xe和7.5 mol F2加入一定体积的容器中，于400 ℃和2 633 kPa压强下加热数小时，然后迅速冷却至25 ℃，容器内除得到一种无色晶体外，还余下4.5 mol F2。则所得产物中，氙与氟的原子个数比和该产物的分子式的说法正确的是(　　)
A.1∶2　XeF2 B.1∶4　XeF4
C.1∶2　Xe2F4 D.1∶4　无法确定分子式
答案：D　
解析：根据质量守恒定律解题。7.5 mol氟气反应剩余4.5 mol氟气，反应了3 mol氟气，1.5 mol Xe与3 mol氟气反应生成物中Xe原子与氟原子物质的量之比为1.5∶(3×2)＝1∶4，故产物的最简式为XeF4，分子式无法确定。
6.(2024·山东泰安高三阶段练习)一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球(如图)，下列说法中正确的是(　　)
A.气球①中装的是CH4
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
答案：D　
解析：根据n＝，V＝n·Vm，则气体体积与摩尔质量成反比，因此气球①中装的是SO2，故A错误；根据V＝n·Vm，得到气球①中分子数比气球③中气体分子数少，故B错误；气球①装的是SO2，气球④装的是CH4，根据n＝，V＝n·Vm，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，故C错误；气球③装的是O2，气球④装的是CH4，根据密度之比等于摩尔质量之比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，故D正确。
7.(2025·海南农垦中学期末)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)＜M(乙)，则气体摩尔体积：甲＞乙
C.若M(甲)＜M(乙)，则气体的压强：甲＞乙
D.若M(甲)＞M(乙)，则气体体积：甲＜乙
答案：C　
解析：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；根据n＝，若M(甲)＜M(乙)，则n(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；根据n＝，若M(甲)＜M(乙)，则n(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；气体的密度、质量相等，甲、乙两种气体的体积相等，D错误。
8.(2024·重庆期中)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19 g，向乙中充入1 mol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　
解析：同温同压，气体的体积之比等于物质的量之比。室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19 g，向乙中充入1 mol空气，根据题图，H2和O2的总物质的量为2 mol，则甲室混合气体的分子总数为2NA，A错误；总质量为19 g，设氢气的物质的量为x mol、氧气的物质的量为y mol，，则x＝1.5、y＝0.5，甲室H2、O2的物质的量之比为3∶1，B错误；甲室气体的平均摩尔质量为＝9.5 g/mol，同温同压，气体密度之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，C错误；若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温，发生反应2H2＋O22H2O，反应后剩余0.5 mol氢气，忽略生成水的体积，根据气体的体积之比等于物质的量之比，活塞最终停留在刻度2处，D正确。
9.(2025·湖北荆州期末)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图所示。下列说法中错误的是(　　)
A.分子数目：N(X)＝N(Z)＝2N(Y)
B.若Y是SO2，则X可能是O2
C.气体密度：ρ(X)＝ρ(Z)＝2ρ(Y)
D.X和Y分子中含有的原子数可能相等
答案：C　
解析：由题给信息可知，图中X、Y、Z三种气体的压强、温度分别相等，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；由于三种气体的质量相等，若Y是SO2，X是O2，则符合二氧化硫和氧气的物质的量之比为∶＝1∶2，符合n(X)＝2n(Y)，B正确；由ρ＝可知，三种气体的密度：2ρ(X)＝2ρ(Z)＝ρ(Y)，C错误；若Y分子中原子数为X分子中原子数的2倍，则X和Y分子中含有的原子数相等，D正确。
10.(2024·湖南长沙开学考试)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。下列叙述或表示正确的是(　　)
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
答案：B
解析：A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气体的密度小于氧气的密度，根据ρ＝M/Vm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，但X气体的相对分子质量不一定比Y大，A错误；CO2的相对分子质量为44，甲烷的相对分子质量为16，所以X可能是CO2，Y可能是甲烷，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，等体积的两种气体其物质的量相等，因为X、Y摩尔质量相对大小未知，所以无法确定其质量相对大小，D错误。
11.(8分)(2024·贵州六盘水高三阶段练习)如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为　　　　mol。
(2)甲室中气体的质量为　　　　g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为　　　　。
(4)经过查资料知道HCl＋NH3NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“　　　　”处(填数字)。
答案：(1)1　(2)11　(3)11　(4)2
解析：(1)同温同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，由题图可知甲室中气体的物质的量为＝1 mol。(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol－1＝21.9 g，则甲室中气体的质量为21.9 g－10.9 g＝11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol，质量为11 g，平均摩尔质量为11 g·mol－1，则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为x＋y＝1 mol，17 g·mol－1×x＋2 g·mol－1×y＝11 g，可得x＝0.6 mol、y＝0.4 mol；如果将隔板a去掉，0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，剩余H2的物质的量为0.4 mol，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
12.(8分)(2024·河南郑州高三阶段练习)某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如下实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
【部分实验数据】
温度 压强 时间 水槽中H2O的质量 H2体积 O2体积
30 ℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30 ℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
请回答下列问题：
(1)4分钟时H2、O2的物质的量分别是　　　mol、　　　　mol。
(2)该温度下，气体摩尔体积是　　　　。
(3)下列叙述不正确的是　　　　(填字母)。
A.气体摩尔体积与气体的温度相关
B.在该实验条件下，3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1
C.同温、同压下，2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同
D.该实验条件下，O2的密度为1.287 g·L－1
答案：(1)0.1　0.05　(2)24.86 L·mol－1　(3)B
解析：(1)4分钟时水槽中H2O减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2H2O2H2↑＋O2↑可知，消耗1.8 g(0.1 mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。(2)0.05 mol O2的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积为＝24.86 L·mol－1。(3)在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol，所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同，C项正确；该实验条件下，1 mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g，则O2的密度为＝1.287 g·L－1，D项正确。
13.(14分)(2024·北京东城高三阶段练习)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)。
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。请帮助他们分析其原因：　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(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以为，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，如下表：
实验前 实验后
铝铜合金质量(g) m1 m2
量液管(C)体积(mL) V1 V2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm＝　　　　　　　　。
答案：Ⅰ.(1)2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大　
(3)收集到水的体积
(4)没有　相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出气体的体积相等
Ⅱ. L/mol
解析：Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑。(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，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，且氢气不易溶于水，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气体的体积相等，所以没有影响。
Ⅱ.2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
2 mol 3 mol
mol
Vm＝ L/mol。

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