备战高考化学一轮复习第1讲 物质的量 气体摩尔体积讲义.docx

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备战高考化学一轮复习第1讲物质的量气体摩尔体积讲义

第一章化学计量在实验中的应用

　教师备课资料　

[五年考情]

[命题分析]

综合近5年全国卷高考试题，我们发现高考命题在本章呈现以下规律：

1．从考查题型看：

通常以选择题或填空题的形式出现。

2．从考查知识点看：

化学计量是历年高考的热点，主要考查对相对原子质量、相对分子质量、物质的量、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数等基本概念的理解、辨析及相互关系的计算应用等。

3．从命题思路上主要有：

对阿伏加德罗常数的考查常在考题中渗透化学反应原理知识，如原电池和电解池反应原理、盐类水解、弱电解质电离平衡、可逆反应等。

利用阿伏加德罗常数的试题来体现化学研究从定性到定量、从宏观到微观的特点，以凸显化学学科特点和化学研究基本方法。

[备考策略]

根据近5年全国卷高考命题特点和规律，复习本章时要注意以下几个方面：

1．掌握概念，关注考试热点

准确地用化学语言来表达是考生应该具备的一项基本化学素养，也是学习化学的基础。

常见的化学用语无外乎表示物质的组成、结构的“式”，如分子式、化学式、结构式、结构简式、电子式、化学反应方程式等，书写时要规范，在平时的训练、考试中也力求做到规范熟练书写。

2．构建网络，灵活应用公式

首先，复习时应以物质的量为中心构建物质的量与质量、摩尔质量、气体体积、气体摩尔体积、物质的量浓度、溶液的体积、微粒数目、阿伏加德罗常数之间的关系，灵活应用公式进行有关计算；其次，要注意掌握各种概念的内涵和外延。

3．理解概念，审题注意细节

涉及阿伏加德罗常数（NA）的问题每年高考都会出现。

在解答这类题目时，要认真审题，特别注意试题中一些关键性的字、词，留心有无“陷阱”。

解题思路：

在正确理解有关概念的基础上，将各物质的质量、气体的体积、溶液的浓度等转化为指定粒子的物质的量，然后进行判断。

在解题时应注意：

（1）状态问题：

SO3在标准状况下为固态，常温常压下为液态；在标准状况下，碳原子数大于4而小于16的烃一般为液态，大于或等于16的烃一般为固态。

（2）若题目给出气体的质量或物质的量，则微粒数目与外界条件无关。

（3）弄清物质的构成，正确运用质子数、核外电子数、中子数、质量数之间的数量关系。

（4）用标准状况下气体的摩尔体积22.4L·mol－1时，必须注意气体是否处于标准状况。

（5）特殊物质的摩尔质量，如D2O、T2O、18O2、P4等。

（6）特殊物质的原子个数、电子个数，如Ne、O3、P4等。

（7）一些物质中化学键的数目，如SiO2、Si、CH4、P4等。

（8）复杂反应转移电子数的求算，如Na2O2＋H2O，Cl2＋NaOH等。

（9）题目中的隐含条件，如考虑水解、平衡移动和部分电离等。

4．配制溶液，掌握误差分析

配制一定物质的量浓度的溶液的步骤：

（1）计算；

（2）称量或量取；（3）溶解；（4）静置、冷却；（5）转移；（6）洗涤；（7）定容；（8）摇匀并装瓶贴标签。

依据公式c＝n/V，造成浓度误差可能是由n或V引起的：

（1）用于溶解固体或稀释溶液的烧杯未用蒸馏水洗涤，使溶质的物质的量减小，致使溶液的浓度偏低；

（2）转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，使溶质的物质的量减小，致使溶液的浓度偏低；（3）溶液未冷却，就转移到容量瓶中，致使溶液浓度偏高；（4）在给容量瓶定容时，仰视刻度线，致使溶液浓度偏低；俯视刻度线，致使溶液浓度偏高。

第1讲　物质的量　气体摩尔体积

考纲微解读

考向微预测

1.理解摩尔（mol）是物质的量的基本单位，能进行简单的化学计算

2．了解摩尔（mol）、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（标准状况下）之间的相互关系进行有关计算

　　物质的量、气体摩尔体积和阿伏加德罗常数是高考必考的知识点，阿伏加德罗常数的考查主要以选择题的形式出现。

今后高考仍会围绕阿伏加德罗常数、气体摩尔体积设置题目，同时又隐含对物质结构、氧化还原反应、物质聚集状态、电离、水解、分散系等知识的考查。

微考点1　物质的量

1．物质的量、阿伏加德罗常数

（1）基本概念间的关系

（2）物质的量的规范表示方法

如0.2molH2中含有的氢原子个数约为2.408×1023；

6．02×1022个Na＋的物质的量为0.1_mol。

（3）物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为n＝N/NA。

2．摩尔质量

（1）摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量，其符号为M，单位为g·mol－1。

（2）数值：

以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子（或原子）质量。

（3）摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系为n＝

。

微助学

明确物质的量问题的四个误区

1．物质的量描述的对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物质。

2．阿伏加德罗常数与6.02×1023的含义不同。

阿伏加德罗常数为0.012kg12C所含的碳原子的准确数目，是一个精确值，而6.02×1023只是阿伏加德罗常数的一个近似值。

3．摩尔质量、相对原子（分子）质量、1mol物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位也不同。

摩尔质量的单位为g·mol－1，相对原子（分子）质量的单位为1,1mol物质的质量单位为g。

4．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的变化而变化。

微诊断

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．摩尔是表示物质的量多少的基本物理量。

（×）

提示　摩尔是物质的量的单位。

2．物质的量就是1mol物质的质量。

（×）

提示　含有一定数目粒子的集合体。

3．0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子。

（√）

4．1molH2O中含有2mol氢和1mol氧。

（×）

提示　mol后面加微粒的名称。

5．氢氧化钠的摩尔质量是40g。

（×）

提示　摩尔质量的单位是g·mol－1。

6．2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍。

（×）

提示　摩尔质量对某具体物质来说是固定的。

单质M与氧气反应为2M＋O2===2MO，参加反应的M与生成的MO质量关系如图所示，则MO的摩尔质量（g/mol）为（　　）

A．24　　　B．40　　　　C．48　　　D．80

【读题干】　单质M与氧气反应为2M＋O2===2MO。

【抽信息】　计算MO的摩尔质量。

【调储备】　摩尔质量的计算方法。

【获答案】　设M的相对原子质量为x，根据化学方程式列数据如下：

2M＋O2===2MO

2x2×（x＋16）

12g20g

所以

＝

，解得x＝24，则MO的相对分子质量为24＋16＝40，根据摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，单位是g·mol－1，所以MO的摩尔质量为40g·mol－1，故选B。

【思收获】　本题考查化学方程式的有关计算，解题的关键是理解化学方程式可以表示反应物和生成物的质量关系，利用化学方程式求出某元素的相对原子质量，再根据摩尔质量在数值上等于其相对分子质量进一步解决问题。

注意利用图象数据得到M和MO的质量关系。

微练一　基本概念的理解与应用

1．下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾（CH3COOK）是效果较好的融雪剂。

下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是（　　）

A．1molCH3COOK含有1mol钾元素

B．CH3COOK的摩尔质量为98g

C．1molCH3COOK含有2mol氧

D．1molCH3COOK含有约3×6.02×1023个H

解析　元素是一个宏观概念，A项错误；CH3COOK的摩尔质量为98g·mol－1，B项错误；“2mol氧”中“氧”是指氧原子还是指氧分子，说法不明确，C项错误；1molCH3COOK含有3molH，所以1molCH3COOK约含有3×6.02×1023个H，D项正确。

答案　D

2．有一瓶氯化钠试剂的标签如图所示，仔细观察该标签，然后回答下列问题：

（1）该瓶未开封的试剂中含氯化钠的物质的量为__________。

（2）从上述试剂瓶中取出0.5g样品配成溶液，溶液中Na＋与Cl－总数为________。

解析　

（1）

≈8.21mol。

（2）

×2×6.02×1023mol－1≈9.88×1021。

答案　

（1）8.21mol　

（2）9.88×1021

【易错警示】

解答此类题目的关键是要充分理解“以物质的量为中心”的思想，要沿着“见量换算成物质的量，不管求什么，先求其物质的量”的思路进行，紧紧抓住n＝

＝

的换算关系，此类题便能迎刃而解。

微练二　有关分子（或特定组合）中的微粒数计算

3．在0.5molNa2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是（　　）

A．1.5NA　2mol　　　　B．1.5NA　32g

C．3.01×1023　4molD．NA　64g

解析　0.5molNa2SO4中含有的离子数为0.5mol×3NAmol－1＝1.5NA，含氧原子的物质的量为0.5mol×4＝2mol，质量为2mol×16g·mol－1＝32g。

答案　B

4．

（1）含6.02×1023个中子的

Li的质量是________g。

（2）4gD2和20g18O2的单质化合时最多能生成______gD

O。

（3）若12.4gNa2X中含有0.4mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。

解析　

（1）根据n＝

计算中子物质的量，

Li的中子数为7－3＝4，进而计算Li的物质的量，再根据m＝nM计算。

（2）根据不足量的物质计算生成D2O的质量；18O2过量。

（3）1molNa2X中含有2mol钠离子，0.2molNa2X中含有0.4mol钠离子，则Na2X的摩尔质量为M（Na2X）＝

＝62g·mol－1；X的相对原子质量＝62－46＝16。

答案　

（1）

（2）22　（3）62g·mol－1　16

微练三　物质的质量与微粒数目之间的换算

5．最新材料显示，科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5K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，试计算12.2g该晶体中含氧原子数为__________，氢原子的物质的量为__________mol。

解析　晶体的摩尔质量为122g·mol－1，n＝

＝0.1mol，故氧原子数目＝0.1mol×（2＋1.3）NAmol－1＝0.33NA，n（H）＝0.1mol×1.3×2＝0.26mol。

答案　0.33NA　0.26

“核心思维法”解答微粒数目计算类题目

1．思维流程

解答以物质的量为核心的相关计算时，要注意“物质的量”的桥梁作用，解题思维流程如下：

2．注意事项

（1）“一个中心”：

必须以物质的量为中心。

（2）“两个前提”：

在应用Vm＝22.4L·mol－1时，一定要有“标准状况”和“气体状态”两个前提条件（混合气体也适用）。

（3）“三个关系”

①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子（中子、电子等）间的关系。

②摩尔质量与相对原子（分子）质量间的关系。

③“强、弱、非”电解质与溶质粒子（分子或离子）间的关系。

（4）“四个无关”：

物质的量的多少、质量的大小、粒子数的多少均与温度的高低、压强的大小无关；物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关（但溶质粒子数的多少与溶液体积有关）。

微考点2　气体摩尔体积与阿伏加德罗定律

1．理解气体摩尔体积的含义

（1）在标准状况下，Vm＝22.4L·mol－1；在非标准状况下，气体的摩尔体积也有可能是22.4L·mol－1。

（2）标准状况下，水、酒精、氯仿、CCl4、SO3等的状态都不是气态，故不能用气体摩尔体积进行换算。

（3）气体摩尔体积与气体分子数、物质的质量之间的关系：

n＝

＝

＝

。

2．掌握阿伏加德罗定律及推论

（1）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

微助学

1．明确气体摩尔体积应用的“四误区”

（1）使用条件：

指标准状况，即0℃、101kPa，而不是指常温、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。

（3）在标准状况下气体的摩尔体积约为22.4L·mol－1，其他条件下Vm不一定是22.4L·mol－1。

（4）22.4L气体，在标准状况下是1mol，在非标准状况下，可能是1mol，也可能不是1mol。

2．求气体的摩尔质量M的五种方法

（1）根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρg·L－1×22.4L·mol－1。

（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：

＝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）。

微诊断

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．当1mol气体的体积是22.4L时，一定是在标准状况下。

（×）

提示　在标准状况下1mol气体的体积是22.4L，但非标准状况下，如改变温度、改变压强1mol气体的体积也可以是22.4L。

2.标准状况下，氢气的摩尔体积为22.4L。

（×）

提示　气体摩尔体积的单位是L·mol－1。

3．标准状况下，1molN2和O2的混合气体约为22.4L。

（√）

提示　在标准状况下，1mol任何气体（不论是纯净气体还是相互不反应的混合气体）的体积均为22.4L。

4．在标准状况下，1mol水的体积为22.4L。

（×）

提示　水在标准状况下是非气态，不能通过气体摩尔体积求水的体积。

微练四　气体摩尔体积及其计算

6．下列说法正确的是（　　）

A．1mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1

B．20℃、1.0×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数

C．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况

D．2mol气体的体积约为44.8L

解析　没有给出气体所处的温度和压强，A项错误；根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，B项正确；1mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4L，C项错误；没有给出气体所处的温度和压强，D项错误。

答案　B

7．一定量的液态化合物XY2，在适量的氧气中恰好完全燃烧，化学方程式为XY2（l）＋3O2（g）

XO2（g）＋2YO2（g），在标准状况下测得生成物的体积为672mL，密度为2.56g·L－1，则化合物XY2的相对分子质量为（　　）

A．38　　　　　　　B．44

C．64D．76

解析　生成物总物质的量为

＝0.03mol，由化学方程式可知，反应前后气体的物质的量不变，故反应消耗的氧气的物质的量n（O2）＝0.03mol，则m（O2）＝0.03mol×32g·mol－1＝0.96g。

生成物的总质量为m（XO2）＋m（YO2）＝0.672L×2.56g·L－1≈1.72g，根据质量守恒可知，m（XY2）＋m（O2）＝m（XO2）＋m（YO2）＝1.72g，则m（XY2）＝1.72g－0.96g＝0.76g。

又因为n（XY2）＝

n（O2）＝0.01mol，则M（XY2）＝

＝76g·mol－1，故化合物XY2的相对分子质量为76。

答案　D

【解法点睛】

质量守恒，是指化学反应前后各物质的质量总和不变。

运用质量守恒法的关键是弄清反应原理，明确反应过程。

已知某些反应物或生成物的质量，需要计算其他物质的质量时，往往可以运用质量守恒法。

微练五　阿伏加德罗定律及推论的应用

8．下列两种气体的分子数一定相等的是（　　）

A．质量相等、密度不同的N2和C2H4

B．体积相等的CO和N2

C．等温、等体积的O2和N2

D．等压、等体积的N2和CH4

解析　同温同压同体积的两种气体的分子数相同，B、C、D三项均错误。

答案　A

9．

（1）2molO3和3molO2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________，体积之比为________。

（2）在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体6.72L，质量为12g。

此混合物中CO和CO2分子数目之比是__________，混合气体的平均摩尔质量是________，对氢气的相对密度是________。

（3）气体化合物A的化学式可表示为OxFy，已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2，则A的化学式为________，推断的依据是____________________________。

（4）在标准状况下，15.6gNa2O2投入足量水中，可产生O2的体积为________。

解析　（3）根据阿伏加德罗定律知，2OxFy

3O2＋2F2，根据质量守恒定律（原子个数守恒）知，x＝3，y＝2，即A的化学式为O3F2。

（4）n（Na2O2）＝

＝0.2mol，由化学方程式2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑知，n（O2）＝0.1mol，则V（O2）＝2.24L。

答案　

（1）1∶1　2∶3　3∶2　1∶1　2∶3

（2）1∶3　40g·mol－1　20

（3）O3F2　阿伏加德罗定律和质量守恒定律

（4）2.24L

微考点3　阿伏加德罗常数应用的“五大陷阱”

陷阱一　忽视气体摩尔体积的使用条件及物质的状态

重“两看”，突破陷阱

10．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA。

（　　）

（2）常温下11.2L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA。

（　　）

（3）标准状况下，2.24L氨水含有NH3分子数为0.1NA。

（　　）

（4）标准状况下，22.4LSO3中含有SO3分子数为1NA。

（　　）

（5）标准状况下，22.4LO2、N2和CO的混合气体中含有2NA个原子。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√

陷阱二　忽视物质的组成与结构

记“组成”，突破陷阱

（1）记特殊物质中所含微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等。

（2）记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）等。

（3）记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。

（4）记物质中所含化学键的数目，如一分子H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。

11．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA。

（　　）

（2）常温下，0.1mol碳酸钠晶体中含有CO

的个数为0.1NA。

（　　）

（3）0.1mol的CaO2中含阴离子数是0.2NA。

（　　）

（4）7.8gNa2S和Na2O2的混合物中，含有的阴离子数目为0.1NA。

（　　）

（5）12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA。

（　　）

（6）7.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数为0.5NA。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）√

陷阱三　忽视电解质溶液中的“弱粒子”

审“题目”，突破陷阱

（1）是否指明了溶液的体积。

（2）是否有弱电解质或可水解的盐，如1L0.1mol·L－1的乙酸溶液和1L0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中含有CH3COO－的数目不相等且都小于0.1NA。

（3）所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c（H＋）＝0.1mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05mol·L－1的Ba（OH）2溶液，c（OH－）＝0.1mol·L－1，pH＝13，与电解质的组成有关。

12．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）0.1L3.0mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH

的数目为0.3NA。

（　　）

（2）等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。

（　　）

（3）0.1mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×

陷阱四　忽视物质转化中的“隐含反应”

记“隐含”，突破陷阱

（1）隐含“可逆反应”

2SO2＋O2

2SO3,2NO2N2O4，

N2＋3H2

2NH3，

Cl2＋H2OHCl＋HClO。

（2）隐含“浓度的变化”

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O，

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。

（3）隐含“钝化”

常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

13．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后得到NH3分子数为NA。

（　　）

（2）1L0.1mol/L的Na2S溶液中含有的S2－离子数为0.1NA。

（　　）

（3）1L1mol/L的Na2CO3溶液中含有NA个CO

。

（　　）

（4）1L0.5mol/L的CH3COOH溶液中，CH3COO－离子的个数为0.5NA。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×

陷阱五　忽视氧化还原反应中电子转移的数目

抓“反应”，突破陷阱

（1）明确三步确定电子转移数目

（2）熟记常考氧化还原反应转移的电子数

14．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。

（　　）

（2）15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.4NA。

（　　）

（3）一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA。

（　　）

（4）在铜与硫的反应中，1mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA。

（　　）

（5）过氧化氢分解制得标准状况下1.12LO2，转移电子数目为0.2NA。

（　　）

（6）5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×

阿伏加德罗常数的计算与化学学科素养——宏观辨识与微观探析

阿伏加德罗常数可以将宏观的化学计量与微观的物质组成、结构、性质与变化等联系起来，能很好地体