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第4讲 物质的量　气体摩尔体积
2027高考化学一轮总复习
考点综述
1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义的理解与应用。
2.阿伏加德罗定律的应用,有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
考情分析
2025浙江6月选考第12题 涉及电路中电子数的计算,考查物质的量在电化学中的应用
2024浙江6月选考第6题 通过具体的氧化还原反应进行物质的量、气体摩尔体积的计算,属于与氧化还原反应相联系的计算考查
2024浙江1月选考第20题 涉及产品纯度的计算,属于物质的量在化学方程式计算中的应用考查
2023浙江6月选考第7题 考查物质的量及相关物理量之间的简单换算,属于选择题中阿伏加德罗常数应用的常规考查
2023浙江1月选考第18题 考查与物质的量计算有关的物质推断
知识点一　物质的量　摩尔质量
必备知识 全方位凝练
1.物质的量
(1)基本概念间的关系
(2)物质的量的表示方法
例如:0.2 mol H2,3 mol Fe2+等。
(3)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系
2.摩尔质量
[练一练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。(　　)
(2)12 g 12C中所含碳原子的数目约为6.02×1023。(　　)
(3)1 mol OH-的质量为17 g·mol-1。(　　)
(4)CO2的摩尔质量就是NA个CO2分子的质量之和(NA表示阿伏加德罗常数的值)。(　　)
×
√
×
×
A
2.(2024·浙江精诚联盟高三下三模)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.0.15 mol NO2和足量NH3转化为无毒物质,得到电子数为0.6NA
B.100 mL 0.5 mol·L-1 NaNO3溶液中含O原子数为0.15NA
C.含0.3NA个σ键的HC≡CH气体占据体积为2.24 L
D.1 mol CO和0.5NA个CH4的质量比为7∶4
关键能力 多维度提升
角度一　质量、物质的量与微粒数目之间的换算
1.胆矾(CuSO4·5H2O)是蓝色晶体。胆矾的摩尔质量是　　　　　　　,0.1 mol胆矾中氧原子的质量是　　　　　　 g。
14.4
250 g·mol-1
2.中国地质调查局宣称,我国将加速布局,推进“可燃冰”产业化进程。“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
(1)1 mol甲烷中含有　 　　　　个CH4分子,含有_______________　　　　 　个氢原子(NA为阿伏加德罗常数的值) 。
(2)甲烷的摩尔质量是　　　　　,32 g甲烷和　　　　　 g水所含氢原子数相同。
(3)已知: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值为　　　　　　。
NA(或6.02×1023)　
4NA(或2.408×1024)
16 g·mol-1
72
160 g·mol-1　
8
名师点拨
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。
角度二　阿伏加德罗常数
1.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(　　)
A.氢原子数为0.6NA的乙醚分子中含有的极性键数为0.8NA
B.S6与S8混合物6.4 g所含S原子数一定为0.2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应,容器中分子总数为0.2NA
A
解析 氢原子数为0.6NA的乙醚分子(C4H10O)的物质的量为0.06 mol,一个乙醚分子中含有12个极性键,则0.06 mol乙醚分子中含有的极性键数为0.72NA,A错误;S6与S8最简式均为S,6.4 g S的物质的量为0.2 mol,即所含S原子数为0.2NA,则S6与S8混合物6.4 g所含S原子数一定为0.2NA,B正确;
2. NA表示阿伏加德罗常数的值。
(1)18 g重甲基(—CD3)中含有的电子数为　　　　　。
(2)常温常压下,3 g HCHO和CH3COOH的混合物中含有　　　　　个原子。
(3)0.01 mol某物质A,其质量为1.06 g,则A的相对分子质量为　　　　　,摩尔质量为　　　　　。
9NA　
0.4NA　
106　
106 g·mol-1
解析 (1)18 g重甲基(—CD3)为1 mol,1 mol重甲基(—CD3)中含有9 mol电子,含有电子数为9NA。(2)HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,故3 g
知识点二　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律
必备知识 全方位凝练
1.影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
3.阿伏加德罗定律
(1)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。
(2)适用范围:单一气体或相互不反应的混合气体。
[练一练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)0 ℃、101 kPa,1 mol任何物质的体积都是22.4 L。(　　)
(2)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同。(　　)
(3)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。(　　)
(4)同温同体积条件下,等质量的SO2和O2对应的压强之比为2∶1。(　　)
×
√
√
×
2.芯片的材质主要是硅,使用单晶硅晶圆(或ⅢA-ⅤA族,如砷化镓)作基层,然后使用光刻、掺杂、CMP等技术制成MOSFET或BJT等组件,再利用薄膜和CMP技术制成导线,如此便完成芯片制作。
提示 56 g单晶硅的物质的量为2 mol,单晶硅中每个硅原子实际形成2个Si—Si键,故56 g单晶硅中含Si—Si键的数目为4NA。
[问题探究]
(1)根据单晶硅的结构,56 g单晶硅中含Si—Si共价键的数目是多少(NA为阿伏加德罗常数的值,下同)
(2)写出工业上用焦炭还原石英砂制取单质硅的化学方程式,判断当生成1.12 L(标准状况下)气体时转移电子的数目。
提示 SiO2+2C Si+2CO↑,当生成0.05 mol CO时,转移电子数目为0.1NA。
(3)6 g SiO2晶体中含化学键Si—O的数目是多少
提示 1 mol SiO2晶体中含Si—O的数目为4NA,6 g(即0.1 mol)SiO2晶体中Si—O的数目为0.4NA。
关键能力 多维度提升
角度一　气体摩尔体积
1.有以下四种物质:①标准状况下,11.2 L二氧化碳　②8 g氢气　③1.204×1024个氮气分子　④4 ℃时18 mL水(ρ=1 g·cm-3)。完成下列填空:
它们所含分子数最多的是　　(填序号,下同),所含原子数最多的是　　,质量最大的是　　,所含电子数最多的是　　。
②　
②　
③
③
2.下列说法正确的是(　　)
A.同温同压下,相同数目的分子必具有相同的体积
B.等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1
C.不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
D
解析 本题考查阿伏加德罗定律及推论,注意气体摩尔体积的适用范围和适用条件,其为易错点。A项,未指明气体,错误;B项,假设质量都是1 g,n(O2)∶
角度二　相对分子质量的计算
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,标准状况下某O2和N2的混合气体m g含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积应是(　　)
A　
解析 该混合气体的摩尔质量为 g·mol-1,n g该混合气体的物质的量为n'= mol,其体积为V=n'×Vm= L。
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　　　　　,可能是　　　　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　　　　　　 g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是　　　　　 g·mol-1。
64　
1.61
SO2　
36
解析 (1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。
方法指导
求气体摩尔质量(M)的常用方法
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立。
[视野拓展]
(2024·黑吉辽卷)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为　　　　　　(精确至1)。
101
角度三　阿伏加德罗定律的应用
1.三种气体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
解析 (1)当物质的量相同时,相对分子质量越大,质量越大。
2.CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。
完成下列计算:
(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为　　　 L(标准状况)。
(2)CO2和KO2有下列反应:
4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O===4KHCO3+3O2
若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,则反应前密封舱内H2O的物质的量是多少 列式计算。
答案 (1)89.6
(2)设反应前密封舱内H2O的物质的量为n mol
4KO2+4CO2+2H2O===4KHCO3+3O2
　　2n　　 　n　　　　　　　1.5n
4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2
　9-2n　　　　　　1.5(9-2n)
1.5n+1.5(9-2n)=9,解得n=3,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3 mol。
解析 (1)碳酸氢铵分解的化学方程式为NH4HCO3 H2O+NH3↑+CO2↑,从化学方程式可以看出,分解产物经干燥后,所得气体为NH3和CO2,且n(NH3)+n(CO2)=2n(NH4HCO3)=2×2.00 mol=4.00 mol,则V(混合气体)=4.00 mol×22.4 L·mol-1=89.6 L,即分解产物经干燥后的体积为89.6 L。
本 课 结 束
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