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第1讲　物质的量　气体摩尔体积(基础课)
【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、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的计算。
2．理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
6.02×1023mol-1
g·mol-1
[微思考]　
(1)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗？
(2)a个X分子的总质量为b g，则X的摩尔质量为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
提示：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。
关键能力 · 拓展教材
1.“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰状结晶化合物。1.6 g “可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为________，x的值为________。
160 g·mol-1
8

22
62 g·mol-1
16
3．材料科学家研究发现某带结晶水的晶体在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。
0.33NA
0.26
必备知识 · 助学教材
1.影响物质体积大小的因素
0 ℃和101 kPa
3．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律“三同”定“一同”。：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)阿伏加德罗定律的推论 “两同”定“比例”。
同温、同压下 气体的体积之比等于分子数之比：V1∶V2＝________
气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2＝________
同温、同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2＝________
N1∶N2
ρ1∶ρ2
n1∶n2
1∶2
(2)同温、同压下，同质量的氨气和H2S体积比为____________，其中含有的氢原子数目比为________。
(3)同温、同压下，若氨气和H2S的氢原子数相等，则它们的体积比为________。
2∶1
3∶1
2∶3
6.72
13.44
22.4 L
(3)9.03×1023个NH3含________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)。
4.5
15
33.6

[归纳总结]　以物质的量为中心计算的思维流程
二、气体摩尔质量的计算
2．按要求解答下列问题。
(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（保留两位有效数字）________，可能是________气体。
64
SO2
解析：M＝ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1，相对分子质量为64，可能为SO2气体。
。
(2)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)，则
①混合气体在标准状况下的密度是　　　　 （保留小数点后两位）g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是　　　　 （保留两位有效数字）g·mol-1。
1.61
36
(3)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，若所得混合气体对H2的相对密度为d，则该混合气体的平均相对分子质量为　　　　，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）。
2d
(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)。
三、阿伏加德罗定律应用
3．三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为M(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，同质量的三种气体，气体密度最小的是________。
(3)同温下，体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体，则压强p(Y)∶p(Z)＝________。
Z
X
4∶1
4．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________________________________________。
ρ(O2)>ρ(Ne)>ρ(H2)
p(H2)>p(Ne)>p(O2)
V(H2)>V(Ne)>V(O2)
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)。
教考互应　命题溯源悟真谛——考教衔接突出创新性应用性
真题导向
【示例】　(2023·福建卷，5)我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]＋[NO3]－在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．0.1 mol [NH3OH]＋含有的质子数为1.5NA
B．48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5NA
C．0.5 mol硝酸羟胺含有的N—O σ键数为2NA
D．硝酸羟胺分解产生11.2 L N2(已折算为标况)的同时，生成O2分子数为NA
答案：C
[价值引领]　本题以硝酸羟胺分解反应中的反应物和生成物为素材，以阿伏加德罗常数为载体，考查考生对物质的量转换、宏观和微观转换的掌握情况。与《课程标准》学业质量水平1中“认识物质的量在化学定量研究中的重要作用”和“应用物质的量计算物质的组成”的要求吻合。主要考查考生信息获取与加工、逻辑推理与论证能力。
[关键能力]　(1)信息获取与加工能力
选项 关键信息 信息加工
A 0.1 mol[NH3OH]＋；质子数 [NH3OH]＋的质子数为各原子质子数的和
B 48 g固态硝酸羟胺；离子数 1 mol硝酸羟胺含有2 mol离子
C 0.5 mol硝酸羟胺；σ键数 [NH3OH]＋[NO3]－中阴、阳离子中都有N—O σ键
D 11.2 L N2；O2分子数 可根据化学方程式判断
(2)逻辑推理与论证能力
A项，基于粒子结构的判断
N、H、O每个原子所含质子数分别为7、1、8→1个[NH3OH]＋含有质子数＝7＋4×1＋8＝19→0.1 mol [NH3OH]＋含有1.9 mol质子→质子数为1.9NA→所以错误。
B项，基于物质组成的判断
[NH3OH]＋[NO3]－由阴、阳离子构成，1 mol [NH3OH]＋[NO3]－含有2 mol离子→48 g固态硝酸羟胺的物质的量为0.5 mol, 含有1 mol离子→离子数为NA→所以错误。
C项，基于成键特征的判断
[NH3OH]＋有1个N—O σ键，[NO3]－有3个N—O σ键→1 mol[NH3OH]＋[NO3]－有4 mol N—O σ键→0.5 mol[NH3OH]＋[NO3]－有2 mol N—O σ键→N—O σ键数为2NA→所以正确。
D项，基于原子守恒的产物的物质的量之比判断
分解反应方程式为[NH3OH]＋[NO3]－ N2↑＋2H2O＋O2↑→生成0.5 mol N2的同时，生成0.5 mol O2→O2分子数为0.5NA→所以错误。
[考教衔接]　由于选择性必修2成为必考模块，所以该题目的部分选项中引入选择性必修2的考点，如σ键。因此在备考时，要加强综合性试题的训练。
答案：A
2. (2023·辽宁卷，5)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S＋2KNO3＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。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
B．每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C．0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D．1 L 0.1 mol·L－1 K2S溶液中含S2－数目为0.1NA
答案：C
3．(2023·河北卷，4)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．1 L pH＝2的HCl溶液中含2NA个H＋
B．反应NaH＋H2O===NaOH＋H2↑生成1 mol H2，转移NA个电子
C．1 mol 6号元素的原子一定含有6NA个质子、6NA个中子
D．1 mol组成为CnH2n的烃一定含有NA个双键
答案：B
解析：pH＝2即c(H＋)＝10-2 mol·L-1，故1 L pH＝2的HCl溶液中含H＋的数目为10-2NA，A错误；NaH＋H2O===NaOH＋H2↑中H的化合价由－1和＋1归中到0价，生成1个H2分子时，转移1个电子，故生成1 mol H2，转移NA个电子，B正确；6号元素为碳元素，碳元素存在多种核素，故1 mol C原子一定含有6NA个质子，但不一定含有6NA个中子，C错误；通式CnH2n的有机物可能是单烯烃，也可能是环烷烃，为环烷烃时不含双键，D错误。
4．(2023·浙江6月卷，7)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
B．1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
C．向1 L 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液通氨气至中性，铵根离子数为0.1NA
D．标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数为0.5NA
答案：A
1．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是(　　)
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1
D.6 g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子
答案：B
2．下列关于NH3的叙述正确的是(　　)
A.NH3的摩尔质量是17 g
B.1 mol NH3含有氢原子数约为6.02×1023
C.17 g NH3的物质的量是1 mol
D.1 g NH3中含有的电子为17 mol
答案：C
3．在标准状况下有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl分子，③3.4 g NH3。下列对这三种气体的相关量的关系比较，正确的是(　　)
A．质量：②<①<③ B．氢原子数：②>①>③
C.体积：②<①<③ D．密度：②>③>①
答案：D
4．关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②密度相等；③所含分子数相等，其中正确的是(　　)
A.只有①② B．只有①③
C.只有③ D．①②③
答案：D
5．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　)
答案：D
解析：四种气体中CH4的摩尔质量最小，质量相等时，CH4的物质的量最大，在同温同压下，CH4的体积最大，D项正确。
6．一定温度和压强下，30 L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22.4 L
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1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
答案：A
7．(12分)请按要求填空：
(1)2 mol CO(NH2)2中含________ mol H、________ g N，所含氧原子个数跟________ mol H2O所含氧原子个数相等。
(2)2 mol O3和3 mol O2的质量之比为________，分子数之比为________，同温同压下的密度之比为________，含氧原子数之比为________，同温同压下体积之比为________。
(3)2.3 g Na中含________mol e－，与足量水反应产生标准状况下的H2________ L。
8
56
2
1∶1
2∶3
3∶2
1∶1
2∶3
1.1
1.12
8．(2025·河南郑州联盟联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.5.6 g Fe完全反应可能失去0.2NA个电子
B.1 L 1 mol·L－1的AlCl3溶液中含有Al3＋的数目等于NA
C.常温常压下，11.2 L氢气所含的氢原子数小于NA
D.16 g肼(N2H4)中含有的极性键的总数为2NA
答案：B
答案：C
10．同温同压下，等体积的CO和CO2相比较，下列叙述中不正确的是(　　)
A.物质的量之比为1∶1
B.分子数之比为2∶3
C.原子总数之比为2∶3
D.质量之比为7∶11
答案：B
11．如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，A、C内的气体密度相等。
下列说法不正确的是(　　)
A.物质的量：n(X)B.分子数目：N(X)＝N(Y)
C.气体的体积：V(X)＝V(Y)
D.摩尔质量：M(X)＝M(Y)
答案：A
解析：当隔板静止时，表示隔板两侧气体的压强相等，容器恒温，所以处于同温同压的环境，气体的密度之比等于其摩尔质量的比，A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等。题目中通入的三种气体的质量相等，所以X、Y的物质的量一定相等，A错误；X、Y的物质的量相等，则分子数相等，B正确；X、Y的物质的量相等，则同温同压下气体的体积一定相等，C正确；气体X、Y的摩尔质量相等，D正确。
12．(12分)填写下列空白。
(1)将等物质的量的NH3和CH4混合，混合气体中NH3与CH4的质量比为________。
(2)标准状况下，密度为0.75 g·L－1的NH3与CH4组成的混合气体中，NH3的体积分数为________。
17∶16
80%
解析：(2)标准状况下，混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L－1×22.4 L·mol－1＝16.8 g·mol－1，设NH3的体积分数为x，则17x＋16(1－x)＝16.8，解得x＝0.8，即80%。
(3)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D，则C的摩尔质量为________________。
5×(a＋b－d)g·mol－1
(4)现有下列三种气体：①32 g CH4；②约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体；③标准状况下33.6 L O2。请按物理量由小到大的顺序排列：
a.质量：________________(填标号，下同)；
b.分子数目：________________；
c.相同状况下气体的体积：________________。
①<②<③
②<③<①
②<③<①
解析：①32 g CH4的物质的量为2 mol；②约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体的物质的量为1 mol，其质量为36.5 g；③标准状况下33.6 L O2的物质的量为1.5 mol，其质量为32 g·mol－1×1.5 mol＝48 g。a.根据上述分析可知，三种物质的质量大小为①<②<③。b.根据N＝n·NA可知，气体分子数与其物质的量成正比，气体的物质的量大小为②<③<①，则三种气体含有分子数目大小为②<③<①。c.根据V＝n·Vm可知，相同条件下气体的体积与其物质的量成正比，气体的物质的量大小为②<③<①，则三种气体的体积大小为②<③<①。
13．(6分)(1)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___________。
64 g·mol－1
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下，相同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为__________。
30 g·mol－1
(3)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为__________。
44 g·mol－1
14．(6分)常温下ClO2为气体，具有强氧化性，易溶于水且不与水反应，可作为自来水的消毒剂与食品漂白剂。ClO2可通过如下反应制备：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。现往足量NaClO3中通入56 L HCl(标准状况下)气体制ClO2，请计算：
(1)通入HCl气体的物质的量为________mol。
2.5

(2)充分反应后，转移电子的数目为________。
1.25NA
(3)将生成的混合气体通过装有亚氯酸钠(NaClO2)的干燥管，Cl2被吸收生成ClO2，则通过两步制备共产生ClO2的质量为________g。
解析：由化学方程式可知该反应生成1.25 mol ClO2、0.625 mol Cl2，亚氯酸钠(NaClO2)可吸收Cl2并生成ClO2，反应的化学方程式为2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl，又生成1.25 mol ClO2，故共生成2.5 mol ClO2，质量为2.5 mol×67.5 g·mol-1＝168.75 g。
168.75

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