高考化学一轮复习 专题11 物质的量气体摩尔体积教学案.docx
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高考化学一轮复习专题11物质的量气体摩尔体积教学案
【2019最新】精选高考化学一轮复习专题1-1物质的量、气体摩尔体积教学案
【考纲解读】
1．理解摩尔（mol）是物质的量的单位，可用于进行简单的化学计算。
2．了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。
3．能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）之间的相互关系进行有关计算。
【命题规律】
物质的量、气体摩尔体积是高考常考的知识点，命题主要方式为“已知NA为阿伏加德罗常数，判断和计算一定量的物质所含微粒的数目”。
题目主要结合物质的状态、物质结构、氧化还原反应、某些反应的原理、分散系、盐类水解等知识来考查计量关系。
覆盖面广，具有良好的区分度。
一、三个概念
1．物质的量
（1）概念：
物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，单位为mol。
（2）数值：
国际上规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同。
2．阿伏加德罗常数
（1）概念：
1mol任何粒子所含的粒子数，符号为NA，通常用6.02×1023mol－1表示。
（2）区别与联系：
阿伏加德罗常数（NA）与6.02×1023的含义不同；NA为0.012kg12C中所含的碳原子的准确数目，是一个精准值，而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。
3．摩尔质量
（1）概念：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号：
M，单位：
g·mol－1。
（2）数值：
当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子（原子）质量。
（3）区别与联系：
摩尔质量、相对分子质量、1mol物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位不同。
摩尔质量的单位是g·mol－1，相对原子（分子）质量的单位是1，1mol物质的质量单位是g。
【易错警示】摩尔质量与相对原子（分子）质量的区别与联系
（1）相对原子（或分子）质量与摩尔质量不是同一个物理量，单位不同，只是在数值上相等。
（2）摩尔质量的单位为g·mol－1，相对原子（分子）质量的单位为“1”。
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
1．影响物质体积大小的因素
（1）构成物质的微粒的大小（物质的本性）。
（2）构成物质的微粒之间距离的大小（由温度与压强共同决定）。
（3）构成物质的微粒的多少（物质的量的大小）。
2．气体摩尔体积
（1）含义：
一定状况下，单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm，标准状况下，Vm＝22.4_L·mol－1。
（2）相关计算
①基本表达式：
Vm＝Vn
②与气体质量的关系：
＝VVm
③与气体分子数的关系：
＝NNA
（3）影响因素：
气体所处的温度和压强。
3．阿伏加德罗定律
（1）决定气体体积的外界条件：
一定物质的量的气体，其体积的大小取决于气体所处的温度和压强。
（2）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。
【特别提醒】
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言表达
T、p相同
V1V2＝n1n2
同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
p1p2＝n1n2
同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比
T、p相同
ρ1ρ2＝M1M2
同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同
m1m2＝M1M2
同温、同压、相同体积的气体，其质量与其相对分子质量成正比
T、p、m相同
V1V2＝M2M1
同温、同压下，等质量的气体，其体积与其相对分子质量成反比
T、V、m相同
p1p2＝M2M1
同温、同体积下，等质量的气体，其压强与其相对分子质量成反比
【归纳总结】
求气体的摩尔质量M的常用方法
（1）根据标准状况下气体的密度ρ：
M＝22.4ρ；
（2）根据气体的相对密度（D＝ρ1/ρ2）：
M1/M2＝D；
（3）根据物质的质量（m）和物质的量（n）：
M＝m/n；
（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·m/N；
（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：
＝×a%＋×b%＋×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、突破阿伏加德罗常数应用的陷阱
洞悉有关NA判断的七大“陷阱”
考查方向
注意问题
气体摩尔体积的适用条件
若题中出现物质的体积，先考虑是否是气体，如是气体再需考虑条件是否为标准状况
物质的聚集状态
熟悉在标准状况下是液体或固体的物质，如CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等
物质的微观结构
①某些物质分子中的原子个数，如Ne、O3、P4等；②特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数，如D2O、T2O、18O2、H37Cl等；③一些物质中的化学键数目，如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、烃中碳碳键数等
电解质的电离与水解
弱电解质的电离及某些离子的水解，如1molCH3COOH或1molFeCl3溶于水时，溶液中CH3COO－或Fe3＋的物质的量均小于1mol
氧化还原反应中的电子转移
如Na2O2、NO2与H2O反应，电解AgNO3溶液，Fe、Cu与S反应，Cl2与H2O、NaOH反应，Fe与稀HNO3反应等
分散系中的微粒数目
FeCl3溶液转化为Fe（OH）3胶体，因为胶体微粒是分子的集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3＋的数目
隐含的可逆反应
可逆反应不能进行到底。
如2NO2N2O4，Cl2＋H2OHClO＋HCl，合成氨反应、二氧化硫的催化氧化等
【方法技巧】
判断阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
第一步：
查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提
（1）当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况；
（2）当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体。
第二步：
分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提
（1）已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制；
（2）已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体；
（3）已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注是否给出了溶液的体积。
第三步：
准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提
（1）清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系；
（2）熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。
高频考点一物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量的概念辨析与应用
例1．下列说法中正确的是（）
A．摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位
B．阿伏加德罗常数是12kg12C中含有的碳原子数
C．1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子
D．一个NO分子的质量是ag，一个NO2分子的质量是bg，则氧原子的摩尔质量是（b－a）g·mol－1
答案C
【变式探究】下列说法正确的是（）
A．1mol氯含有6.02×1023个微粒
B．阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023
C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．H2O的摩尔质量是18g
答案B
高频考点二质量、物质的量与微粒数目之间的换算
例2．某硫原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是（）
①该硫原子的相对原子质量为②mg该硫原子的物质的量为mol
③该硫原子的摩尔质量是aNAg④ag该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③B．②④C．①②D．②③
答案C
解析①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，正确；②mg该硫原子的个数为，其物质的量为mol，正确；③该原子的摩尔质量是aNAg/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，ag该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。
【变式探究】
（1）1.204×1024个M分子的质量为88g，则M的摩尔质量为________。
（2）0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。
2.2gDO中所含中子数为________，1.5gCH中的电子数为________，15.6gNa2O2中的阴离子数目为________。
（3）12.4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。
含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为________。
（4）已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为________。
答案
（1）44g·mol－1
（2）0.3NA1.2NA0.8NA0.2NA（3）62g·mol－1160.1mol
（4）106g·mol－1
解析
（1）n（M）＝＝＝2mol，
M＝＝＝44g·mol－1。
（2）0.3molNH3分子中含质子数为0.3mol×10NA＝3NA,1个H2O分子中含有10个质子，故水分子个数为0.3NA；2.2gDO的物质的量为＝0.1mol，含有的中子数为0.1mol×12NA＝1.2NA；1.5gCH中电子数为×8NA＝0.8NA；15.6gNa2O2的物质的量为＝0.2mol，所含阴离子数目为0.2mol×NA＝0.2NA。
（3）1molNa2R电离生成2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。
M（Na2R）＝＝＝62g/mol。
由Mr（Na2R）＝62，求得Ar（R）＝62－2×23＝16，已知m（R），根据n＝，得n（R）＝0.1mol，则n（Na2R）＝0.1mol。
（4）根据质量守恒定律，0.04molC的质量为16g＋20g－31.76g＝4.24g，则M（C）＝＝106g·mol－1。
高频考点三有关“n＝＝＝”的计算与应用
例3．工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下VL氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数（NA）可表示为（）
A.B.C.D.22.4n5V
答案D
【变式探究】设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积（L）应是（）
A.B.C.D.nbNA22.4m
答案A
解析mg含有b个分子，则ng该混合气体含有的分子数是，则混合气体的物质的量是mol，则混合气体的体积是L，A正确。
高频考点四阿伏加德罗定律及其推论的应用
例4．一定温度和压强下，用mg的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，下列说法中正确的是（）
A．气球②中装的是O2
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
【变式探究】常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是（）
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A．②>③>①>④B．③>①＝④>②
C．③>①>④>②D．④>①>②>③
答案C
1.（2018年全国卷Ⅰ）NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe（OH）3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L（标准状况）氨气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【答案】B
【解析】16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe（OH）3胶体粒子数小于0.1NA，A错误；标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18NA，B正确；1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3NA，C错误；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D错误。
答案选B。
2.（2018年全国卷II）NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.常温常压下，124gP4中所含P—P键数目为4NA
B.100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】常温常压下，124gP4的物质的量是1mol，由于白磷是正四面体结构，含有6个P－P键，因此其中所含P—P键数目为6NA，A错误；铁离子在溶液中水解，所以100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA，B错误；甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol，其中含氢原子数目为2NA，C正确；反应2SO2+O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数大于2NA，D错误。
答案选C。
3.（2018年全国卷Ⅲ）下列叙述正确的是
A.24g镁与27g铝中，含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C.1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1
D.1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同
【答案】B
1．【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为NA。
下列说法正确的是
A．1L0.1mol·NH4Cl溶液中，的数量为0.1NA
B．2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA
C．标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D．0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA
【答案】D
2．【2017新课标3卷】NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A．0.1mol的中，含有0.6NA个中子
B．pH=1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个
C．2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子
D．密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5（g），增加2NA个P-Cl键
【答案】A
【解析】B的原子序数为5，即质子数为5，在质量数为11的B原子中含有6个中子，0.1mol11B含有0.6NA个中子，A正确；溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B错误；标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算2．24L苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的CO2分子数目，C错误；PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则1molPCl3与1molCl2反应生成的PCl5小于1mol，增加的P－Cl键的数目小于2NA个，D错误。
3．【2017海南】NA为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述错误的是
A.1mol乙烯分子中含有的碳氢键数为4NA
B.1mol甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA
C.1L0.1mol·L−1的乙酸溶液中含H+的数量为0.1NA
D.1mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA
【答案】C
【解析】乙烯的结构简式为CH2=CH2，1mol乙烯中含有碳氢键的物质的量为4mol，A正确；甲烷燃烧生成CO2，甲烷中C的化合价为－4价，CO2中C的化合价为＋4价，因此1mol甲烷完全燃烧转移电子物质的量为8mol，B正确；乙酸是弱酸，部分电离，因此溶液中H＋物质的量小于0.1mol，C错误；1molCO含有质子物质的量为（6＋8）mol=14mol，1molN2中含有质子物质的量为2×7mol=14mol，因此1molN2和CO的混合气体中含有质子物质的量为14mol，D正确。
1.【2016年高考上海卷】称取（NH4）2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g，加入含0.1molNaOH的溶液，完全反应，生成NH31792ml（标准状况），则（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量比为（）
A．1:
1B．1:
2C．1.87:
1D．3.65:
1
【答案】C
【解析】利用极值法分析，可知0.1mol氢氧化钠不足，故先将NH4HSO4反应完，再反应（NH4）2SO4,因共生成NH30.08mol，故与H+反应的氢氧化钠为0.02mol，则可知道NH4HSO4为0.02mol，则（NH4）2SO4质量为7.24g－115g/mol×0.02mol=4.94g，（NH4）2SO4的物质的量为可得答案为4.94g÷132g/mol=0.0374mol。
因此（NH4）2SO4与NH4HSO4物质的量之比为：
1.87:
1，故选C。
2．【2016年高考四川卷】NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是（）
A．2.4g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NA
B．标准状况下，5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA
C．氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA
D．0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA
【答案】B
3.【2016年高考新课标Ⅰ卷】设NA为阿伏加德罗常数值。
下列有关叙述正确的是（）
A．14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
D．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【解析】乙烯和丙烯的最简式相同，均是CH2，14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为＝2NA，A正确；N2与H2反应生成的NH3的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。
1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数小于2NA，B错误；1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁，电子转移数为3NA，C错误；标准状况下四氯化碳是液态，不能利用气体摩尔体积计算物质的量，D错误。
1.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是（）
A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
B．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA
【答案】C
【解析】核素D和H的质量数不同，质子数相同。
则18gD2O和18gH2O的物质的量不同，所以含有的质子数不同，A错误；亚硫酸为弱酸，水溶液中不完全电离，所以溶液中氢离子数目小于2NA，B错误；过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于-1价的O元素，所以生成0.1mol氧气时转移电子0.2NA，C正确；NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，D错误。
2．【2015海南化学】下列指定微粒的数目相等的是（）
A．等物质的量的水与重水含有的中子数
B．等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
C．同温、同压同体积的CO和NO含有的质子数
D．等物质的量的铁和铝分别于足量氯气完全反应时转移的电子数
【答案】BD
3.【2015新课标Ⅱ卷理综化学】NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是（）
A．60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B．1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NA
C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D．235g核互U发生裂变反应：
U+nSr+U+10n，净产生的中子（n）数为10NA
【答案】C
【解析】60g丙醇的物质的量是1mol，丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH，所以分子中存在的共价键总数为11NA，A错误；根据物料守恒可知1L0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中H2CO3、HCO3－和CO32－离子数之和为0.1NA，B错误；钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，氧化钠或过氧化钠，23g钠的物质的量是23g÷23g/mol＝1mol。
钠不论是转化为氧化钠，还是过氧化钠，均失去1个电子，所以钠充分燃烧时转移电子数为1NA，C正确；235g核素U的物质的量＝235g÷235g/mol＝1mol，根据发生的裂变反应U+nSr+U+10n可知净产生的中子（n）数为9NA，D错误。
1．【2014年高考江苏卷第6题】设NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是
A．1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B．0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1mol氧气，转移电子的数目为0.4NA
【答案】A
2．【2014年高考四川卷第5题】设NA为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是
A．高温下，0.2molFe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3NA
B．室温下，1LpH＝13的NaOH溶液中，由水电离的OH－离子数目为0.1NA
C．氢氧燃料电池正极消耗22.4L（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2NA
D．5NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28gN2时，转移的电子数目为3.75NA
【答案】D
【解析】A、高温下铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）△Fe3O4＋4H2，因此高温下，0.2molFe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为×0.2NA＝0.27NA，A不正确；B、室温下，1LpH＝13的NaOH溶液中，氢离子的物质的量是10－13，水电离出1个氢离子，必然电离出1个OH－离子，所以由水电离的OH－离子数目为10－13NA，B不正确；C、氢氧燃料电池正极消耗氧气，22.4L（标准状况）氧气的物质的量是1mol，氧气在反应中得到4个电子，则1mol氧气得到4mol电子，电路中通过的电子数目为4NA，C不正确；D、5NH4NO3△2HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，－3价的氮元素升高到0价，失去3个电子。
＋5价的氮元素降低到0价，得到5个电子，即每生成4mol氮气反应中转移电子的物质的量是15mol。
因此生成28gN2即1mol氮气时，转移电子的物质的量是15mol÷4＝3.75mol，其的电子数目为3.75NA，D正确。
3．【2014年高考广东卷第10题】设NA为阿伏伽德罗常数的数值。
下列说法正确的是
A．1mol甲苯含有6NA个C-H键
B．18gH2O含有10NA个质子
C．标准状况下，22.4L氨水含有NA个NH
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