第3讲 物质的量 气体摩尔体积[考纲要求] 1.知道摩尔(mol)、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义。2.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算。3.能正确解答阿伏加德罗常数及阿伏加德罗定律与物质的组成、结构及重要反应综合应用题。考点一 物质的量、摩尔质量1．物质的量(1)物质的量(n)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(mol)。(2)物质的量的规范表示方法：(3)阿伏加德罗常数(NA)0．012kg12C所含原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。公式：NA＝2．摩尔质量(1)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位是g·mol－1。公式：M＝。(2)数值：以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。深度思考1．1molNaCl和1molHCl所含的粒子数相同吗？答案 不相同。因为NaCl是离子化合物，组成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共价化合物，组成微粒是HCl分子。2．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？答案 不相同。6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA24\n)是指1mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012kg12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023。题组一 有关概念的理解1．下列说法中正确的是( )A．1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B．1molNe中含有约6.02×1024个电子C．1mol水中含2mol氢和1mol氧D．摩尔是化学上常用的一个物理量答案 B解析 有些物质是由离子或原子构成的，故A错；使用摩尔表示物质的量时，应用化学式表明粒子的种类，故C错；摩尔是物质的量的单位，而不是物理量，故D错。2．下列说法正确的是( )A．NaOH的摩尔质量为40gB．1molO2的质量与它的相对分子质量相等C．1molOH－的质量为17g·mol－1D．氖气的摩尔质量(单位g·mol－1)在数值上等于它的相对原子质量答案 D解析 A错，摩尔质量的单位是g·mol－1；B错，1molO2的质量以g为单位时在数值上与它的相对分子质量相等；C错，质量的单位是g；D是对的，要注意氖气是单原子分子气体。 摩尔质量与相对原子(分子)质量的易混点(1)相对原子(分子)质量与摩尔质量(以g为单位时)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。题组二 有关分子(或特定组合)中的微粒数计算3．2molCO(NH2)2中含________molC，________molN，________molH，所含氧原子跟________molH2O所含氧原子个数相等。答案 2 4 8 24．含0.4molAl2(SO4)3的溶液中，含________molSO，Al3＋物质的量________0.8mol(填“>”、“<”或“＝”)。24\n答案 1.2 <解析 n(SO)＝3n[Al2(SO4)3]＝3×0.4mol＝1.2mol,0.4molAl2(SO4)3中含有0.8molAl3＋，由于在溶液中Al3＋水解，故小于0.8mol。5．标准状况下有①0.112L水 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6gH2S气体 ④0.2mol氨气 ⑤2mol氦气 ⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为______________________。答案 ①>⑥>⑤>③>②>④题组三 物质的质量与微粒数目之间的换算6．最近材料科学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__________，氢原子的物质的量________mol。答案 0.33NA 0.26解析 晶体的摩尔质量为122g·mol－1，n＝＝0.1mol，故氧原子数目＝0.1×(2＋1.3)NA＝0.33NA，n(H)＝0.1mol×1.3×2＝0.26mol。7．某氯原子的质量是ag,12C原子的质量是bg，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )①该氯原子的相对原子质量为12a/b ②mg该氯原子的物质的量为m/(aNA)mol ③该氯原子的摩尔质量是aNAg④ag该氯原子所含的电子数为17molA．①③B．②④C．①②D．②③答案 C解析 ③中摩尔质量的单位错误；由于该氯原子的质量是ag，故ag该氯原子所含的电子数为17，④错。 有关微粒数目比较的思维方法24\n考点二 气体摩尔体积、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：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＝②与气体质量的关系：＝③与气体分子数的关系：＝(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。3．阿伏加德罗定律及其推论应用(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出)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T、p相同＝同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比特别提醒 (1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。24\n深度思考1．标准状况下，1mol气体的体积是22.4L，如果当1mol气体的体积是22.4L时，一定是标准状况吗？答案 不一定。因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关，标准状况下，22.4L气体的物质的量为1mol。2．由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)不能确定的物理量是________。①1摩尔水的质量 ②1摩尔水蒸气的质量 ③1摩尔水蒸气的体积答案 ③解析 ①、②中，1摩尔水或水蒸气的质量都为m水NA；③中，水蒸气分子间间距比分子直径大的多，仅由题给条件不能确定1摩尔水蒸气的体积。题组一 以“物质的量”为中心的计算1．设NA为阿伏加德罗常数，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V(L)是( )A.B.C.D.答案 D解析 解法一 公式法：双原子分子的物质的量＝mol双原子分子的摩尔质量＝＝g·mol－1所以bg气体在标准状况下的体积为×22.4L·mol－1＝L解法二 比例法：同种气体其分子数与质量成正比，设bg气体的分子数为Nag ～ pbg ～ N24\n则：N＝，双原子分子的物质的量为，所以bg该气体在标准状况下的体积为L。2．某气体的摩尔质量为Mg·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为X。则表示的是( )A．VL该气体的质量(以g为单位)B．1L该气体的质量(以g为单位)C．1mol该气体的体积(以L为单位)D．1L该气体中所含的分子数答案 B解析 X除以NA为该气体的物质的量；然后乘以M表示其质量；最后除以V为1L该气体的质量。熟记宏观物理量与微观粒子数转化关系物质的量通过摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数将宏观物理量物质的质量、气体的体积与微观物理量微粒个数、微粒的质量联系起来。题组二 阿伏加德罗定律及推论的应用3．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C2H4B．体积相等的CO和N2C．等温、等体积的O2和N2D．等压、等体积的N2和CH4答案 A解析 N2和C2H4这两种气体的摩尔质量相等，质量相等时，物质的量也就相等，所含的分子数也一定相等，A项正确。B、C、D项可根据阿伏加德罗定律及其推论加以判断，所含分子数均不一定相等。4．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( )24\n编号①②③④气体XHINH3H2NO气体YCl2HClCl2O2A.②>③>①>④B．③>①＝④>②C．③>①>④>②D．④>①>②>③答案 C解析 审题时要注意三个问题：一是气体X与Y可能反应，二是压强大小比较需要应用阿伏加德罗定律，三是注意2NO2N2O4的转化。同温同体积，气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下，每个烧瓶中气体的物质的量为amol。①中Cl2＋2HI===2HCl＋I2，常温下，碘呈固态，充分反应后，气体的物质的量为1.5amol。②中NH3＋HCl===NH4Cl，反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才反应)。④中发生反应2NO＋O2===2NO2,2NO2N2O4，反应后气体的物质的量介于amol与1.5amol之间。5．某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验，操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量。数据见下表(已换算成标准状况下的数值)。气体烧瓶和气体的总质量(g)气体烧瓶和气体的总质量(g)A48.4082D48.3822B48.4082E48.4342C48.4082F48.8762已知标准状况下，烧瓶的容积为0.293L，烧瓶和空气的总质量为48.4212g，空气的平均相对分子质量为29。A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。(1)上述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)____________________。(2)E的相对分子质量是____________________。(3)实验室制取少量D的化学方程式是___________________________________。(4)A、B、C可能的化学式是___________________________________________。答案 (1)SO2 (2)30 (3)CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑ (4)N2、CO、C2H4解析 设烧瓶的质量为m，盛空气时，＝，m≈48.04g，据阿伏加德罗定律可得：＝，24\n解得M(A)≈28g·mol－1＝M(B)＝M(C)，所以A、B、C可能为N2、CO、C2H4，同理可推出D、E、F的相对分子质量分别为26、30、64，所以D为C2H2，E为C2H6，F为SO2(能使品红溶液褪色)。24\n 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＝ρ×22.4(g·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：＝×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)。考点三 突破阿伏加德罗常数应用的六个陷阱题组一 气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(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，22.4L己烷中含共价键数目为19NA(×)(4)常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA(×)(2022·新课标全国卷，9D)题组二 物质的量或质量与状况2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)常温常压下，3.2gO2所含的原子数为0.2NA(√)(2)标准状况下，18gH2O所含的氧原子数目为NA(√)(3)常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA(√)(2022·新课标全国卷，9C)题组三 物质的微观结构3．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA(√)(2)30g甲醛中含共用电子对总数为4NA(√)(3)标准状况下，22.4L氦气与22.4L氟气所含原子数均为2NA(×)(4)18gD2O所含的电子数为10NA(×)(5)1molNa2O2固体中含离子总数为4NA(×)(6)12g金刚石中含有的共价键数为2NA(√)(7)12g石墨中含有的共价键数为1.5NA(√)(8)31g白磷中含有的共价键数为1.5NA(√)24\n1．只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4L·mol－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。2．给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实质上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。3．此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。题组四 电解质溶液中，粒子数目的判断4．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(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，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(×)(4)25℃、pH＝13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA(×)题组五 阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”5．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA(×)(2)标准状况下，22.4LNO2气体中所含分子数目为NA(×)(3)100g17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA(×)(4)标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA(×)题组六 氧化还原反应中电子转移数目的判断6．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA(×)(2)0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA(×)(3)1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA(√)(4)1molNa2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA(×)(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1molFe2＋被氧化时，共转移的电子的数目为NA24\n(×)(6)1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA(×)4．突破此类题目的陷阱，关键在于审题：(1)是否有弱离子的水解。(2)是否指明了溶液的体积。(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，与电解质的组成有关。5．解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”，如：(1)2SO2＋O22SO3 2NO2N2O4N2＋3H22NH3(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO(3)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－6．氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的“陷阱”，突破“陷阱”的关键是：(1)同一种物质在不同反应中氧化剂、还原剂的判断。如①Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只做氧化剂，而Cl2和NaOH反应，Cl2既做氧化剂，又做还原剂。②Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既做氧化剂，又做还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只做氧化剂。(2)量不同，所表现的化合价不同。如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3＋，Fe过量，生成Fe2＋。(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。(4)注意氧化还原的顺序。如向FeI2溶液中，通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋，所以上述题(5)中转移的电子数目大于NA。考点四 最常考的定量实验——气体体积、质量的测定定量实验中常测定3种数据：温度、质量和体积。24\n温度——用温度计测量质量体积1．气体体积的测定装置既可通过测量气体排出的液体体积来确定气体的体积(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。测量气体体积的常用方法(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。测量前A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。装置D：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积数。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。装置E：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积。(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。2．气体质量的测量装置气体质量的测量一般是用吸收剂将气体吸收，然后再称量。常见的吸收装置：24\n题组一 气体体积的测定1．欲测定金属镁的相对原子质量。请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。填写下列各项(气流从左到右)：(1)各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)应是______接________、________接________、________接________、________接________。(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是______________________________________________________________(填序号)。①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为VamL；②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为mg，并将其投入试管B中的带孔隔板上；③检查装置的气密性；④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水VbmL。(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为________________________________________________。(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。答案 (1)a h g b c f e d (2)③②④①(3)(22.4×1000m)/(Va－Vb) (4)偏小解析 欲测定镁的相对原子质量，只能根据M＝求得，而一定质量的镁的物质的量是通过测定一定质量的镁条与盐酸反应置换出的氢气的体积来确定的。因此氢气的体积就是本实验中可测量的量。本题的反应原理：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。实验开始时，装置B中没有24\n盐酸，而装置E中才有盐酸。如何让E中的盐酸进入B中？可以通过往A中加入水的方法把空气压进E中，进而把E中的盐酸压进B中与镁条反应，产生氢气。而B中产生的氢气将D中的水压进C中。此时进入C中水的体积包括两部分：一是从分液漏斗流入A中水的体积；二是反应产生氢气的体积。故可以确定仪器的连接顺序、实验步骤及实验数据的处理方法。若试管B的温度未冷却至室温，气体的温度偏高，导致气体体积偏大，从而使测定的镁的相对原子质量偏小。题组二 气体质量的测定2．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后C、D装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。(1)加热前通入空气的目的是___________________________________________，操作方法为____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为：A______________，C______________，D________________。(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl的含量将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中NaHCO3的含量将________；若撤去E装置，则测得Na2CO3·10H2O的含量将________。(4)若样品质量为wg，反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g，由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为______________________________________________(用含w、m1、m2的代数式表示)。答案 (1)除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止(2)碱石灰 无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等) 碱石灰(3)偏低 无影响 偏低 (4)%解析 (2)A、C、D都是U形管，不能盛液体试剂，只能盛固体试剂。A处试剂必须同时吸收CO2和水蒸气，故A处盛的是碱石灰；C、D两处分别吸收水蒸气和CO2，故C处可盛无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等)，D处可盛碱石灰。(3)若A装置盛放NaOH溶液只吸收CO2，不吸收水蒸气，则混合物中产生水蒸气的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的总质量在计算中会增大，因此测得的NaCl的含量会偏低；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则水蒸气总质量减小，Na2CO3·10H2O和NaHCO3的总质量在计算中会减小，但是NaHCO3的质量是根据CO2的质量进行计算，所以测得的NaHCO3的含量不受影响；若撤去E装置，则D装置可吸收来自外界空气中的CO2，使得NaHCO3的质量在计算中会增大，故测得的Na2CO3·10H2O的含量会偏低。24\n(4)NaHCO3的质量分数：×2×84g·mol－1÷wg×100%＝%。1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)0.5molO3与11.2LO2所含的分子数一定相等(×)(2022·福建理综，10A)解析 没有指明标准状况，11.2L不一定为0.5mol。(2)1.00molNaCl中含有6.02×1023个NaCl分子(×)(2022·新课标全国卷，7A)解析 氯化钠中不存在NaCl分子。(3)1.00molNaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023(√)(2022·新课标全国卷，7B)解析 因为Na＋最外层有8个电子，所以1.00molNa＋中含有8×6.02×1023个最外层电子。(4)电解58.5g熔融的NaCl，能产生22.4L氯气(标准状况)、23.0g金属钠(×)(2022·新课标全国卷，7D)解析 应生成11.2LCl2。(5)在18g18O2中含有NA个氧原子(√)(2022·福建理综，7A)(6)标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子(×)(2022·福建理综，7B)2．(2022·新课标全国卷，9)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是( )A．分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAB．28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NAC．常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NAD．常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA答案 D解析 气体摩尔体积为22.4L·mol－1一定要注意条件是在标准状况下。A项中1个NO2和1个CO2分子中都含有2个氧原子，故分子总数为NA的混合气体中含有的氧原子数为2NA；B项中乙烯(C2H4)和环丁烷(C4H8)的最简式均为CH2,28g混合气体中含CH2的物质的量为2mol，故含有的碳原子数为2NA；C项中NO2和N2O424\n的最简式均为NO2,92g混合气体中含NO2的物质的量为2mol，故含有原子的总数为2×3NA＝6NA；D项中提到气体的体积，只有在标准状况下，才能用22.4L·mol－1进行计算，故常温常压下，不能代入22.4L·mol－1计算Cl2的物质的量。3．(2022·四川理综，7改编)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )A．标准状况下，33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NAB．常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为NAC．1molAl3＋离子含有的核外电子数为3NAD．某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA答案 B解析 解题的关键有两点：(1)HF在标准状况下的状态；(2)可逆反应不能进行到底。HF在标准状况下为液体，故A错；乙烯与丙烯的混合物可以看成是由“CH2”组成的，7.0g乙烯与丙烯的混合物的物质的量为0.5mol，含有的H原子的物质的量为1mol，故B正确；C项1个Al3＋核外电子数为10，则1molAl3＋所含有的核外电子数为10mol(即10NA)，故C错；因N2和H2的反应为可逆反应，反应不能进行到底，故D错。4．(2022·广东理综，11改编)设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )A．常温下，4gCH4含有nA个C—H共价键B．1molFe与足量的稀HNO3反应，转移2nA个电子C．1molFe2＋与足量的H2O2溶液反应，转移2nA个电子D．常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体含有2nA个O原子答案 A解析 特别注意反应物的量对Fe与稀HNO3反应产物的影响。A项4gCH4的物质的量为n(CH4)＝＝0.25mol,1个CH4分子含有4个C—H键，则0.25molCH4含有1mol(即nA个)C—H共价键；B项Fe与足量稀HNO3反应生成Fe(NO3)3,1molFe反应时，转移3mol(即3nA个)电子；C项，Fe2＋被氧化为Fe3＋，1molFe2＋被氧化时，应转移nA个电子；D项常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体的物质的量并非1mol，含有的O原子也不是2nA个。5．(2022·海南，7)NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是( )A．在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NAB．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0.1NAC．1.0L的0.1mol·L－1Na2S溶液中含有的S2－离子数为0.1NAD．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA24\n答案 B解析 选项A，工业合成氨的反应为可逆反应，实际生成的NH3分子数小于NA；选项B,2.3gNa为0.1mol，无论与O2反应生成Na2O还是Na2O2，均转移0.1mol电子；选项C，虽然溶液中含0.1molNa2S，但由于S2－部分水解，故溶液中S2－数目小于0.1NA；选项D，CCl4在标准状况下为液体。6．(2022·四川理综，7)NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )A．标准状况下，22.4L二氯甲烷的分子数约为NA个B．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5molC．17.6g丙烷中所含的极性共价键为4NA个D．电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64g答案 B解析 二氯甲烷在标况下为液态，22.4L不一定为1mol，A项错误；1molSO2中含有氧原子2mol，故含有NA个氧原子的SO2的物质的量为0.5mol，B项正确；17.6g丙烷的物质的量为0.4mol,1mol丙烷中含有极性键8mol，故0.4mol中含有极性键3.2mol，为3.2NA个，C项错误；电解精炼铜时，阳极为粗铜，当转移2mol电子时，阳极消耗的质量不一定为64g，D项错误。1．下列有关气体体积的叙述中，正确的是( )A．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积大小由气体分子的大小决定B．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积的大小由物质的量的多少决定C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同D．气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L答案 B解析 决定物质体积的因素：①微粒数的多少，②微粒本身的大小，③微粒间的距离。其中微粒数的多少是决定物质体积大小的主要因素。对于气体物质，在一定温度和压强下，其体积的大小主要由分子数的多少来决定，故A不正确，B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化。体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，是无法确定的，故C不正确；气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积，其大小是不确定的，会随着温度、压强的变化而变化，22.4L·mol－1是标准状况下的气体摩尔体积，故D不正确。2．某气体的摩尔质量为Mg·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压24\n强下，体积为VL的该气体所含有的分子数为X。则表示的是( )A．VL该气体的质量(以g为单位)B．1L该气体的质量(以g为单位)C．1mol该气体的体积(以L为单位)D．1L该气体中所含的分子数答案 B解析 X除以NA为该气体的物质的量；然后乘以M表示其质量；最后除以V为1L该气体的质量。3．科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是ag,12C的原子质量是bg，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )A．该原子的摩尔质量是aNAB．Wg该原子的物质的量一定是molC．Wg该原子中含有×NA个该原子D．由已知信息可得：NA＝答案 B解析 该原子的摩尔质量是aNAg·mol－1，A错误；一个原子的质量为ag，所以Wg该原子中含有个该原子，C错误，B正确；NA可以表示为mol－1，D错误。4．下列说法中不正确的是( )A．1mol氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4LB．1mol臭氧和1.5mol氧气含有相同的氧原子数C．等体积、浓度均为1mol·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为1∶6，氧原子数之比为1∶3答案 C解析 O2为双原子分子，1molO2含有12.04×1023个氧原子，1molO2在标准状况下占有体积为22.4L，A正确；臭氧为O3，因此B正确；由于H3PO4为弱电解质，不能完全电离，因此C错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为CO2、C6H12O6，因此D正确。5．如图所示，分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气(已知空气体积占整个容器容积的1/4)、H2和O2的混合气体，在标准状态下，若将H2、O2的混合气体点燃引爆。活塞先左弹，恢复原温度后，活塞右滑停留于容器的中央。则原来H2、O2的体积之比可能为( )24\nA．2∶7B．5∶4C．2∶1D．7∶2答案 D解析 设H2、O2的物质的量分别为x，y2H2＋O22H2O(1)若H2过量，则＝(2)若O2过量，则＝6．同温同压下，ag甲气体和2ag乙气体所占体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是( )A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1B．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1C．同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1D．等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1答案 D解析 同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，推知∶＝1∶2，M(甲)＝M(乙)，根据密度公式，气体的密度等于质量除以体积，在同温同压下甲、乙密度之比为1∶1，A项正确；甲、乙的相对分子质量相等，B项正确；同温同体积下，气体的物质的量与压强成正比，等质量的甲、乙气体的物质的量相等，所以压强也相等，C项正确；相对分子质量相等、质量相等，甲乙分子数相等，但是甲、乙分子的组成不确定，可能为单原子分子、双原子分子、三原子分子或多原子分子，原子数不一定相等，D项错误。7．阿伏加罗常数约为6.02×1023mol－1。下列叙述中正确的是( )A．在室温下，8g甲烷含有的共价键数约为6.02×1023B．3.2g的Cu与足量的浓硝酸反应生成的气体分子数约为6.02×1022C．含有6.02×1023个中子的D2O的质量为2.0gD．pH＝2的硫酸氢钠溶液中的硫酸根离子数约为6.02×1021答案 C解析 本题考查阿伏加德罗常数。8g甲烷为0.5mol，1mol甲烷含有424\nmol共价键，故8g甲烷含有的共价键数约为2×6.02×1023，A选项错误；3.2g的Cu完全反应时，转移电子数为0.1mol，则根据得失电子守恒可知，产生的NO2气体为0.1mol，但存在2NO2N2O4，故B选项错误；C项中D2O的物质的量为0.1mol，质量为2.0g，C选项正确；D选项中溶液的体积未知，所以无法求算离子的数目，D选项错误。8．设阿伏加德罗常数的数值为NA，下列说法正确的是( )A．1molNa2O2和水完全反应，转移电子数为2NAB．0.5L0.2mol·L－1FeCl3溶液中，含Fe3＋数为0.1NAC．在一定条件下，催化分解80gSO3，混合气体中氧原子数为3NAD．常温常压下，28g乙烯和丙烯混合气体含有的碳原子总数为2.5NA答案 C解析 根据Na2O2和水的反应,1molNa2O2和水完全反应，转移电子数为NA，A项错误；0.5L0.2mol·L－1FeCl3溶液中，由于Fe3＋水解，溶液中含Fe3＋数目小于0.1NA，B项错误；根据氧原子守恒，C项正确；设28g乙烯和丙烯混合气体中乙烯的质量为a，则碳原子总数为(×2＋×3)NA＝2NA，D项错误。9．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A．如果5.6LN2中含有n个氮气分子，则阿伏加德罗常数一定为4nB．标准状况下，22.4L空气中含有NA个单质分子C．60gSiO2晶体中含有Si—O键的数目为4NAD．1molAl3＋完全水解生成Al(OH)3胶体粒子的数目为NA答案 C解析 选项A中因不知N2所处条件而无法确定；B项中空气由N2、O2、CO2、稀有气体等组成，由于空气中含有CO2等非单质物质，因此标准状况下22.4L空气中所含单质分子的数目小于NA；Al(OH)3胶体粒子是许多Al(OH)3分子的集合体，所以1molAl3＋完全水解生成Al(OH)3胶体粒子的数目远小于NA。10．(1)H2SO4的相对分子质量为________，它的摩尔质量为____________。(2)在标准状况下，0.5mol任何气体的体积都约为_________________________。(3)4gH2与22.4L(标准状况)CO2相比，所含分子数目较多的是____________。(4)0.01mol某气体的质量为0.28g，该气体的摩尔质量为____________，在标准状况下，该气体的体积是________。24\n答案 (1)98 98g·mol－1 (2)11.2L (3)4gH2(4)28g·mol－1 0.224L11．如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2，且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞，使NO与O2充分反应。(不考虑NO2与N2O4的转化)(1)开始时左右两室分子数____________(填“相同”或“不相同”)。(2)反应前后NO室压强________(填“增大”或“减小”)。(3)最终容器内密度与原来____________(填“相同”或“不相同”)。(4)最终容器内____(填“有”或“无”)O2存在。答案 (1)不相同 (2)减小 (3)相同 (4)有解析 (1)由左右两室体积相同，两容器内气体密度相同可知，两容器中气体的质量相等，但NO和O2的摩尔质量不相等，故其物质的量不相等，开始时左右两室分子数不相同。(2)由于反应前后NO室的气体物质的量减小，故压强减小。(3)体系的体积和气体的质量均未变化，密度不变。(4)由于NO和O2反应，O2过量，故最终容器内有O2存在。12．化合物A是一种不稳定的物质，它的分子组成可用OxFy表示。10mLA气体能分解生成15mLO2和10mLF2(同温同压)。(1)A的化学式是__________，推断的依据是___________________________________________________________________________________________________。(2)已知A分子中x个氧原子呈…O—O—O…链状排列，则A分子的电子式是______________________________________________________，结构式是____________。答案 (1)O3F2 阿伏加德罗定律和元素质量守恒定律(2) F—O—O—O—F解析 依题意有V(A)∶V(O2)∶V(F2)＝10mL∶15mL∶10mL＝2∶3∶2，根据阿伏加德罗定律(同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比)，写出该化学方程式：2A===3O2＋2F2；根据元素质量守恒定律，A的化学式为O3F2。13．某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量，实验步骤如下：①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。②装好实验装置。③检查装置气密性。④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。24\n⑤停止加热(如图所示，导管出口高于液面)。⑥测量收集到的气体的体积。⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。⑧测量实验室的温度。⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。回答下列问题：(1)如何检查装置的气密性？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是__________(请填写步骤代号)。(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃、1.01×105Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)M(O2)＝____________________。答案 (1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气(2)②①③ (3)慢慢将量筒下移(4)解析 此题为一定量实验题，同时也考查了化学实验的一些基本操作步骤，做定量实验题的一般方法步骤为先看实验目的，再明确实验的反应原理和计算原理。该实验的反应原理为2KClO32KCl＋3O2↑。24\n计算原理为M(O2)＝，m(O2)＝ag－bg，n(O2)＝，所以，该实验的关键在于准确测定氧气的体积。而气体的体积取决于两个因素，一是温度，二是压强。这就要求读数时，气体温度要与室温一致，量筒内外压强一致。在弄清原理后，再考虑实验的每一步操作。14．测定1mol氧气在标准状况下所占体积的实验操作的步骤如下：①按下图装配实验装置。②洗净试管然后充分干燥。③向500mL烧瓶里装满水，向500mL烧杯里加入少量水，把连接烧瓶和烧杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也装满水，在中间不要留下气泡，然后用弹簧夹把橡皮管B夹紧。④称得试管的质量为14.45g，往试管里加入KClO3和MnO2的混合物，再称其质量为15.95g。⑤打开弹簧夹，把烧杯举起使烧瓶和烧杯中的水面一致，再关闭弹簧夹，然后把烧杯中的水倒掉。⑥打开弹簧夹，加热试管的混合物到不再产生气体，即水不再流向烧杯时为止。⑦反应完毕后把装置放置冷却到室温。⑧调节烧杯的高度使烧瓶和烧杯中的水面一致，然后再关闭弹簧夹。⑨用500mL量筒测量烧杯里水的体积为285.0mL，把它换算为标准状况下氧气的体积为279.7mL。⑩再称量冷却后试管的质量为15.55g。(1)在操作⑦中，装置冷却时，玻璃管C的出口，一直要在烧杯的水中，不能离开水面，其理由是____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)简述操作⑧的必要性，即为什么要调节烧杯的高度，使烧瓶和烧杯中的水面一致？________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)标准状况下，1mol氧气所占的体积(保留小数后两位)为________L；混合物中MnO2的质量分数为________。答案 (1)温度降低时，烧瓶内的压强降低，这时烧杯中的水就会回流，从而可以24\n准确地求出气体的体积(2)如果烧瓶中的压强和外界大气压不一致，就不能准确地求出气体体积 (3)22.38 32%解析 这是一道利用阿伏加德罗定律测定1mol氧气标况下所占体积的实验题。其原理是通过测量氧气排出的水的体积，进而确定产生的氧气的体积，成功的关键是烧瓶内的气体在反应前后是否处于同一状态，即是否同温同压，由于气体体积的大小受温度、压强的影响，若烧杯内的液面不一致，则造成压强的改变，使误差增大。若反应完后未冷却至室温，则会更多地偏离标准状况，使结果不准确。24
