第4講　物質(zhì)的量　氣體摩爾體積
1．了解物質(zhì)的量(n)及其單位摩爾(ml)、摩爾質(zhì)量(M)、氣體摩爾體積(Vm)、物質(zhì)的量濃度(c)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)的含義，體會定量研究化學(xué)科學(xué)的重要作用。2．能根據(jù)微粒(原子、分子、離子等)的物質(zhì)的量、數(shù)目、氣體體積(標準狀況下)之間的相互關(guān)系進行有關(guān)計算。
考點一 物質(zhì)的量及阿伏加德羅常數(shù)
1.物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù) (1)基本概念間的關(guān)系
(2)物質(zhì)的量的規(guī)范表示方法如：1 ml Fe、1 ml O2、1 ml Na＋或鈉離子。 [微點撥]　①物質(zhì)的量描述的對象只能是微觀粒子，如電子、質(zhì)子、中子、原子、分子、離子、原子團等，不能用于描述宏觀物質(zhì)。②物質(zhì)的量作為研究微觀粒子與宏觀物質(zhì)的橋梁，其單位摩爾后面應(yīng)為確切的微粒名稱或微粒符號，如1 ml氫(不確切)和1 ml大米(宏觀物質(zhì))皆為錯誤說法。
[微點撥]　摩爾質(zhì)量(單位：g·ml－1)、相對分子質(zhì)量、1 ml物質(zhì)的質(zhì)量(單位：g)在數(shù)值上是相同的，但三者的含義不同，單位不同。摩爾質(zhì)量的單位是g·ml－1，相對原子(分子)質(zhì)量的單位是1,1 ml物質(zhì)的質(zhì)量單位是g。
1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)1 ml任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個原子。( 　　)[提示]　1 ml任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個粒子，但不一定是原子。(2)H2O的摩爾質(zhì)量與它的相對分子質(zhì)量相等。( 　　)[提示]　當(dāng)摩爾質(zhì)量的單位取g·ml－1時，摩爾質(zhì)量的數(shù)值與相對分子質(zhì)量相等。
(3)1 ml SO的質(zhì)量為96 g·ml－1。( 　　)[提示]　質(zhì)量的單位是g或kg。(4)等物質(zhì)的量的O2與O3，所含氧原子數(shù)相同。( 　　)[提示]　分子數(shù)相等，但原子數(shù)不等。(5)氖氣的摩爾質(zhì)量(單位為g·ml－1)在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量。( 　　)(6)1.6 g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA。( 　　)
(7)12.0 g熔融的NaHSO4中含有的陽離子數(shù)為0.2NA。( 　　)(8)常溫下，將5.6 g鐵片投入足量濃硝酸中，充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NA。( 　　)(9)常溫常壓下，92 g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NA。( 　　)(10)1 ml H3PO4與1 ml H2SO4的質(zhì)量相同，溶于水后電離出的陰離子數(shù)目也相同。( 　　)
2.(1)①0.1 NA個臭氧分子中的氧原子數(shù)與__________g CO2中的氧原子數(shù)相等。②8 g甲烷分子中的氫原子數(shù) _____。③1個NO分子的質(zhì)量是a g，一個NO2分子的質(zhì)量是b g，則氧原子的摩爾質(zhì)量是_________g·ml－1。④已知16 g A和20 g B恰好完全反應(yīng)生成0.04 ml C和31.76 g D，則C的摩爾質(zhì)量為__________________。
106 g·ml－1
⑤標準狀況下有①0.112 L水?、?.5NA個HCl分子?、?5.6 g SO2氣體?、?.2 ml氨氣 ⑤2 ml氦氣?、?.02×1023個白磷分子，所含原子個數(shù)從大到小的順序為________________。
(2)①1 ml NaCl和1 ml HCl所含的構(gòu)成對應(yīng)物質(zhì)的粒子數(shù)相同嗎？為什么？②5 g H2O的摩爾質(zhì)量與10 g H2O的摩爾質(zhì)量相同嗎？③“H2SO4的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于98”，這種說法正確嗎？[提示]?、俨幌嗤?。因為NaCl是離子化合物，構(gòu)成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共價化合物，構(gòu)成微粒是HCl分子。②相同。H2O的摩爾質(zhì)量是18 g·ml－1，與H2O的質(zhì)量多少無關(guān)。③不正確。H2SO4的摩爾質(zhì)量以g·ml－1為單位時，在數(shù)值上等于98。
微考點1　物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)及摩爾質(zhì)量的概念辨析與應(yīng)用 (2022·浙江1月選考，12)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是( 　　)A．在25 ℃時，1 L pH為12的Ba(OH)2溶液中含有OH－數(shù)目為0.01NAB．1.8 g重水(D2O)中所含質(zhì)子數(shù)為NAC．足量的濃鹽酸與8.7 g MnO2反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NAD．32 g甲醇的分子中含有C—H鍵的數(shù)目為4NA
[解析]　pH為12的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.01 ml·L－1，A正確；M(D2O)＝20 g·ml－1,1.8 g重水(D2O)的物質(zhì)的量為0.09 ml，質(zhì)子數(shù)為0.9NA，B不正確；8.7 g MnO2物質(zhì)的量為0.1 ml，與足量濃鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA，C不正確；32 g甲醇物質(zhì)的量為1 ml，含有C—H鍵的數(shù)目為3NA，D不正確。
〔對點集訓(xùn)1〕　 (2023·山東濱州高三檢測)下列說法中正確的是( 　　)①物質(zhì)的量就是1 ml物質(zhì)的質(zhì)量?、谀柺潜硎疚镔|(zhì)的量多少的基本物理量　③0.012 kg 12C中含有約6.02×1023個碳原子?、? ml O2的質(zhì)量與它的相對分子質(zhì)量相等　⑤氦氣的摩爾質(zhì)量(單位g·ml－1)在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量⑥106 g碳酸鈉中離子總數(shù)為3NA?、甙⒎拥铝_常數(shù)與6.02×1023完全相同，是指每摩爾物質(zhì)所含微粒數(shù)?、? ml CaCO3與1 ml KHCO3固體的質(zhì)量相同，含有陽離子的數(shù)目也相同A．①③⑥⑧ B．③④⑤⑥C．③⑤⑦⑧ D．③⑤⑥⑧
[解析]　物質(zhì)的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量，單位為摩爾，故①②錯誤；1 ml O2的質(zhì)量以g為單位時與它的相對分子質(zhì)量數(shù)值相同，單位不同，故④錯誤；阿伏加德羅常數(shù)是一個精確值，6.02×1023是阿伏加德羅常數(shù)的近似值，兩者不同，故⑦錯誤。D項正確。
微考點2　有關(guān)質(zhì)量、物質(zhì)的量與微粒數(shù)目之間的計算 (1) (2023·北京海淀模擬)2021年10月16日，搭載神州十三號載人飛船的長征二號運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。衛(wèi)星的發(fā)射需要用到運載火 箭，偏二甲肼(C2H8N2)是一種高能燃料，燃燒產(chǎn)生巨大能量，可作為航天運載火箭的推動力來源。下列敘述中正確的是( 　　)A．偏二甲肼的摩爾質(zhì)量為60 gB．6.02×1023個偏二甲肼分子的質(zhì)量為60 gC．1 ml偏二甲肼的質(zhì)量為60 g·ml－1D．6 g偏二甲肼含有NA個偏二甲肼分子
(2)根據(jù)相關(guān)量的關(guān)系，完成下列填空：甲．有以下四種物質(zhì)：①22 g二氧化碳?、? g氫氣?、?.204×1024個氮氣分子?、? ℃時18 mL水，它們所含分子數(shù)最多的是______，所含原子數(shù)最多的是______，質(zhì)量最大的是______，所含電子數(shù)最多的是______(填序號)。乙.12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 ml，則Na2R的摩爾質(zhì)量為___________，R的相對原子質(zhì)量為________，含R的質(zhì)量為1.6 g的Na2R，其物質(zhì)的量為__________。
②8 g氫氣，含有原子物質(zhì)的量為4 ml×2＝8 ml；③1.204×1024個氮氣分子，含有原子物質(zhì)的量為2 ml×2＝4 ml；④4 ℃時18 mL水，含有原子物質(zhì)的量為1 ml×3＝3 ml；故所含原子數(shù)最多的是②8 g氫氣；①22 g二氧化碳，含有電子物質(zhì)的量為0.5 ml×22＝11 ml；②8 g氫氣，含有電子物質(zhì)的量為4 ml×2＝8 ml；③1.204×1024個氮氣分子，含有電子物質(zhì)的量為2 ml×14＝28 ml；④4 ℃時18 mL水，含有電子物質(zhì)的量為1 ml×10＝10 ml，故所含電子數(shù)最多的是③1.204×1024個氮氣分子；乙.1 ml Na2R中含2 ml Na＋，題目中有Na＋
〔對點集訓(xùn)2〕　(1) (2023·福建寧德模擬)下列說法正確的是( 　　)A．氯化氫的摩爾質(zhì)量為36.5 gB．1 ml H2SO4的質(zhì)量為98 g·ml－1C．任何物質(zhì)的摩爾質(zhì)量都等于它的相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量D．CO2的摩爾質(zhì)量是H2的摩爾質(zhì)量的22倍[解析]　氯化氫的摩爾質(zhì)量為36.5 g·ml－1，A錯誤；1 ml H2SO4的質(zhì)量為98 g，B錯誤；任何物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，當(dāng)單位為g·ml－1，數(shù)值上都等于它的相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量，C錯誤；CO2的摩爾質(zhì)量是44 g·ml－1，H2的摩爾質(zhì)量是2 g·ml－1，D正確。
(2) (2023·廣東模擬)物質(zhì)的量是高中常用的物理量，請回答以下有關(guān)問題。①0.2 g H2含有__________個氫原子，標準狀態(tài)下，由CO和CO2組成的混合氣體共6.72 L，質(zhì)量共12 g，此混合物中，CO和CO2的物質(zhì)的量之比是__________，CO的體積分數(shù)是__________，CO的質(zhì)量分數(shù)是______________，C和O的原子個數(shù)比是__________，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是________，對氫氣的相對密度是________。
②在9.5 g某二價金屬的氯化物中含有0.2 ml Cl－，此氯化物的摩爾質(zhì)量為______________，該金屬元素的相對原子質(zhì)量是________，標準狀態(tài)下，6.72 L CO與一定量的氧化鐵恰好完全反應(yīng)，剩余固體的質(zhì)量是______g。③0.3 ml H2O分子中所含氫原子數(shù)與__________個NH3分子中所含氫原子數(shù)相等；8 g甲烷中所含共價鍵的物質(zhì)的量是________；0.5 ml H2O的質(zhì)量是__________。
④在一定條件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，得混合氣體體積3.0 L。A．若所得混合氣體對H2的相對密度為d，則混合氣體的物質(zhì)的量為______________(用含m、d的代數(shù)式表示，下同)；NH4HCO3的摩爾質(zhì)量為_________。B．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為_____________________。
[微點撥]　解答以物質(zhì)的量為核心的相關(guān)計算時，要注意“物質(zhì)的量”的橋梁作用，解題思維流程如下：
物質(zhì)的量相關(guān)計算的“一、二、三、四” 一個中心：必須以物質(zhì)的量為中心。 二個前提：在應(yīng)用Vm＝22.4 L·ml－1時，一定要注意“標準狀況”和“氣態(tài)”這兩個前提條件(混合氣體也適用)。 三個關(guān)系：①直接構(gòu)成物質(zhì)的粒子與間接構(gòu)成物質(zhì)的粒子(原子、電子等)數(shù)目間的關(guān)系；②摩爾質(zhì)量與相對分子質(zhì)量的關(guān)系；③強電解質(zhì)、弱電解質(zhì)、非電解質(zhì)與溶質(zhì)粒子(分子或離子)數(shù)之間的關(guān)系。
四個無關(guān)：①物質(zhì)的量、質(zhì)量、粒子數(shù)的多少均與溫度、壓強無關(guān)；②物質(zhì)的量濃度的大小與所取該溶液的體積無關(guān)(但溶質(zhì)粒子數(shù)的多少與溶液體積有關(guān))；③氣體摩爾體積與質(zhì)量、物質(zhì)的量無關(guān)；④摩爾質(zhì)量與質(zhì)量、物質(zhì)的量無關(guān)。
考點二 氣體摩爾體積　阿伏加德羅定律
1.影響物質(zhì)體積大小的因素
2.氣體摩爾體積 (1)定義：一定溫度和壓強下，單位____________的氣體所占的體積，符號為______。 (2)常用單位：L·ml－1(或L/ml)。(3)數(shù)值：在標準狀況下(指溫度為_____，壓強為_______)約為________________________。 (4)計算公式：Vm＝______。 (5)影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的，它決定于氣體所處的________和________。Vm與氣體的種類無關(guān)，溫度升高，Vm變大，壓強增大，Vm變小。 (6)適應(yīng)對象：只限于氣體，單一氣體或互不反應(yīng)的混合氣體。
[微點撥]?、倜鞔_物質(zhì)是否是氣體，該氣體是否處于標準狀況(0 ℃、101 kPa)。②若題中給出非標準狀況下的氣體，切勿直接判斷為錯誤說法，氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量與溫度、壓強無關(guān)，可直接計算。③對“22.4 L·ml－1”的理解：氣體摩爾體積的數(shù)值與溫度、壓強有關(guān)；非標準狀況下氣體摩爾體積可能是22.4 L·ml－1，也可能不是22.4 L·ml－1。故1 ml氣體的體積若為22.4 L，它所處的狀況不一定是標準狀況。
3.阿伏加德羅定律(1)決定氣體體積的外界條件：一定物質(zhì)的量的氣體，其體積的大小取決于氣體所處的______________。(2)阿伏加德羅定律可總結(jié)為“三同定一同”，即同溫、同壓、同體積的氣體，具有相同的分子數(shù)(但原子數(shù)不一定相等)。
4.阿伏加德羅定律的推論
[微點撥]　 (1)阿伏加德羅定律所敘述的“任何氣體”，既包括單一氣體，也包括互不反應(yīng)的混合氣體。 (2)阿伏加德羅定律及其推論沒有必要死記硬背，可由理想氣體狀態(tài)方程(pV＝nRT)進行推導(dǎo)。
1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)0 ℃、101 kPa,1 ml任何物質(zhì)的體積都是22.4 L。( 　　)(2)某混合氣體摩爾體積為22.4 L·ml－1，則該氣體一定處于標準狀況。( 　　)[提示]　不一定，在非標準狀況下，1 ml氣體的體積也可能是22.4 L。(3)在標準狀況下，1 ml氧氣與1 ml氦氣的體積相同，含有原子數(shù)相同。( 　　)
(4)同溫同壓下，等質(zhì)量的12C18O和NO體積相同。( 　　)(5)56 g Fe在標準狀況下的22.4 L Cl2中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。( 　　)(6)不同溫度下，相同體積的CO和N2密度相同，則二者含有的原子數(shù)相同。( 　　)(7)標準狀況下，22.4 L鹽酸含有NA個HCl分子。( 　　)(8)標準狀況下，6.72 L NO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA。( 　　)(9)在標準狀況下，1 ml甲烷與1 ml甲苯的體積相同。( 　　)
(10)同溫同壓下，兩種單質(zhì)氣體體積相同，原子數(shù)一定相同。( 　　)[提示]　不一定。兩種氣體單質(zhì)物質(zhì)的量相等，分子數(shù)相等，但單個分子所含原子數(shù)未知，則所含有的原子數(shù)不一定相等。(11)同溫同體積的條件下，等質(zhì)量的SO2和O2的壓強比為2∶1。( 　　)(12)同溫、同壓、同體積的CH4和NH3含有的質(zhì)子數(shù)相等。( 　　)
2. (2023·山東濰坊高三檢測)(1)如圖兩瓶體積相等的氣體，在同溫同壓下瓶內(nèi)氣體的關(guān)系一定正確的是( 　　)A．原子數(shù)相等B．密度相等C．質(zhì)量相等D．摩爾質(zhì)量相等(2)若兩瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量相等，則N2、O2物質(zhì)的量之比應(yīng)為__________。
3. (2023·湖北武漢模擬)如圖所示有三只氣球，其中VA＝VB＝1.12 L。(1)A、B中氣體的物質(zhì)的量__________(填“一定”或“不一定”)是0.05 ml。(2)標準狀況下，A、B氣球中的分子個數(shù)比為__________。(3)相同溫度和壓強下，A、C氣體中氣體的質(zhì)量相等，則VA∶VC＝__________。(4)同溫同壓下，B中氣體是A中氣體密度的15倍，則B中氣體的平均摩爾質(zhì)量為____________________。
30 g·ml－1　
微考點1　氣體摩爾體積的應(yīng)用和計算 (1) (2022·全國甲，11)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是( 　　)A．25 ℃，101 kPa下，28 L氫氣中質(zhì)子的數(shù)目為2.5NAB．2.0 L 1.0 ml·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的數(shù)目為2.0NAC．0.20 ml苯甲酸完全燃燒，生成CO2的數(shù)目為1.4NAD．電解熔融CuCl2，陰極增重6.4 g，外電路中通過電子的數(shù)目為0.10NA
[解析]　A項，不是在標準狀況下，無法計算28 L氫氣的物質(zhì)的量，錯誤；B項，Al3＋部分水解，故溶液中Al3＋的數(shù)目小于2.0NA，錯誤；C項，0.20 ml苯甲酸(C7H6O2)完全燃燒生成1.4 ml CO2，正確；D項，陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，陰極增重6.4 g(即0.1 ml Cu)，則外電路中轉(zhuǎn)移0.20 ml電子，錯誤。
(2) (2023·北京東城區(qū)模擬改編)工業(yè)制備硝酸的反應(yīng)之一為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法不正確的是( 　　)A．室溫下，22.4 L NO2中所含原子總數(shù)等于3NAB．36 g H2O中含有共價鍵的總數(shù)為4NAC．上述反應(yīng)，生成1 ml HNO3轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NAD．標準狀況下，11.2 L NO中所含電子總數(shù)為7.5NA
[解析]　室溫下，22.4 L NO2的物質(zhì)的量少于1 ml，所含原子總數(shù)少于3NA，A錯誤；36 g H2O為2 ml，一分子水中含有2個共價鍵，則2 ml水中含有共價鍵的總數(shù)為4NA，B正確；上述反應(yīng)，生成2 ml HNO3共轉(zhuǎn)移2 ml電子，生成1 ml HNO3轉(zhuǎn)移1 ml電子，數(shù)目為NA，C正確；標準狀況下，11.2 L NO為0.5 ml，一個NO中含有15個電子，則0.5 ml NO中所含電子總數(shù)為7.5NA，D正確。
應(yīng)用氣體摩爾體積的“四大誤區(qū)” 22.4 L·ml－1的使用“條件”一般是指標準狀況(即0 ℃、101 kPa)，而不是指常溫、常壓。 使用對象必須是氣態(tài)物質(zhì)，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。標準狀況下不是氣體的而又容易認為是氣體的物質(zhì)有SO3、乙醇、水、己烷、CCl4、HF等。
22.4 L氣體在標準狀況下的物質(zhì)的量是1 ml，在非標準狀況下，其物質(zhì)的量可能是1 ml，也可能不是1 ml。 如果給出的是物質(zhì)的質(zhì)量，則其物質(zhì)的量或所含粒子數(shù)與物質(zhì)所處條件無關(guān)，如常溫常壓下32 g O2的原子數(shù)目是2NA。注意不要形成慣性思維，看到“常溫常壓”就排除選項。
〔對點集訓(xùn)1〕　(1) (2023·河北衡水中學(xué)檢測)甲磺酸(CH4O3S)是一種可生物降解的強酸，在制藥和電鍍行業(yè)應(yīng)用廣泛。某化學(xué)公司的研究人員開發(fā)出一種將甲烷(CH4，天然氣的主要成分)轉(zhuǎn)化為甲磺酸的方法，其產(chǎn)率和選擇性接近100%。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法不正確的是( 　　)A．天然氣屬于混合物B．1 ml CH4中含有的電子數(shù)為16NAC．標準狀況下，32 g CH4的體積為44.8 LD．CH4完全燃燒生成CO2，若生成標準狀況下11.2 L CO2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA
[解析]　天然氣的主要成分是甲烷，同時還含有其他雜質(zhì)，故天然氣屬于混合物，A正確；1個CH4分子中含有10個電子，則1 ml CH4中含有的電子數(shù)為10NA，B錯誤；32 g CH4的物質(zhì)的量為2 ml，則在標準狀況下的體積為2 ml×22.4 L·ml－1＝44.8 L，C正確；甲烷完全燃燒生成CO2，碳元素的化合價由－4價升高到＋4價，生成標準狀況下11.2 L即0.5 ml CO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5 ml×8＝4 ml，即轉(zhuǎn)移4NA個電子，D正確。
(2) (2023·河北衡水月考)下列說法正確的是( 　　)①標準狀況下，6.02×1023個氣體分子所占的體積約為22.4 L②0.5 ml N2的體積為11.2 L③標準狀況下，1 ml H2O的體積為22.4 L④常溫常壓下，28 g CO與N2的混合氣體所含原子數(shù)為2NA⑤任何氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L·ml－1⑥標準狀況下，體積相同的兩種氣體的分子數(shù)一定相同A．①③⑤ B．④⑥C．②④⑥ D．①④⑥
[解析]　6.02×1023個氣體分子物質(zhì)的量為1 ml，標準狀況下占有的體積約是22.4 L，故①正確；氮氣不一定處于標準狀況下，0.5 ml N2的體積不一定為11.2 L，故②錯誤；標準狀況下，水不是氣體，1 ml H2O的質(zhì)量為18 g，其體積遠小于22.4 L，故③錯誤；CO與N2的摩爾質(zhì)量都是28 g·ml－1,28 g CO與N2的混合氣體的物質(zhì)的量為1 ml，CO、N2均為雙原子分子，故混合氣體含有2 ml原子，即混合氣體所含原子數(shù)為2NA，故④正確；氣體摩爾體積與溫度、壓強有關(guān)，不一定為22.4 L·ml－1，故⑤錯誤；相同條件下，氣體的體積相等，含有的分子數(shù)目相同，故⑥正確。
“四看法”突破氣體摩爾體積(標準狀況下)的有關(guān)計算
[易錯警示]　(1)在氣體分子個數(shù)、溫度、壓強一定時，氣體體積的大小決定于氣體分子間的平均距離，與分子種類無關(guān)。(2)氣體摩爾體積只適用于氣態(tài)物質(zhì)且與氣體種類無關(guān)，只要溫度和壓強一定，氣體摩爾體積就一定。(3)同溫同壓下，任何氣體的摩爾體積Vm都相同，但不一定等于22.4 L·ml－1。(4)不能混淆標準狀況和常溫常壓，兩者壓強相同，但溫度不同。因為溫度升高氣體分子之間的距離變大，所以常溫常壓下的氣體摩爾體積比標準狀況下的氣體摩爾體積大。(5)氣體摩爾體積不能理解為體積，體積的單位是L或m3，而氣體摩爾體積的單位是L·ml－1或m3·ml－1。
微考點2　阿伏加德羅定律及應(yīng)用 (1) (2023·河北邯鄲六校聯(lián)考)同溫同壓下，由NO和CO組成的混合氣體的密度是H2的14.5倍。下列關(guān)系正確的是(提示：空氣的平均摩爾質(zhì)量為29 g·ml－1)( 　　)A．混合氣體中，CO與NO的質(zhì)量之比為14∶15B．混合氣體中，CO與NO的分子數(shù)之比為1∶2C．同溫同壓下，該混合氣體的密度與空氣的密度不同D．同溫同壓下，同體積的該混合氣體與空氣的質(zhì)量不相等
[解析]　同溫同壓下，由NO和CO組成的混合氣體的密度是H2的14.5倍，則該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為29，從而可知NO和CO的物質(zhì)的量之比為1∶1，故CO和NO的質(zhì)量之比為28∶30＝14∶15，A正確。由A項分析可知，CO與NO的分子個數(shù)之比為1∶1，B錯誤。根據(jù)阿伏加德羅定律可知，同溫同壓下，氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比，該混合氣體與空氣的平均摩爾質(zhì)量相同，故該混合氣體的密度與空氣的密度相等，C錯誤。同溫同壓下，相同體積的該混合氣體與空氣的物質(zhì)的量相同，該混合氣體與空氣的平均摩爾質(zhì)量均為29 g·ml－1，則其質(zhì)量相等，D錯誤。
利用阿伏加德羅定律及推論解題的一般思路第一步：找“相同”，明“不同”。①找出題干中有哪些相同的因素，再根據(jù)物質(zhì)的量，結(jié)合物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，求出相應(yīng)的粒子數(shù)。②分析選項中的要求，明確需要求解哪些量。第二步：用“規(guī)律”。利用阿伏加德羅定律及推論得出不同條件之間的關(guān)系，進行對比分析，以順利解題。
(2)如圖所示，一密閉容器被無摩擦、可自由滑動的兩隔板a、b分成甲、乙兩室；標準狀況下，在乙室中充入NH3 0.4 ml，甲室中充入HCl、N2的混合氣體，靜止時隔板位置如圖所示。已知甲、乙兩室中氣體的質(zhì)量差為17.3 g。①甲室中HCl、N2的質(zhì)量之比為________________。②將隔板a去掉，當(dāng)HCl與NH3充分反應(yīng)生成NH4Cl固體后(僅發(fā)生此反應(yīng))，隔板b將位于刻度“______”處(填數(shù)字，不考慮固體物質(zhì)產(chǎn)生的壓強)，此時體系的平均相對分子質(zhì)量為______________。
[解析]?、傧嗤瑮l件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其體積之比，看圖可知甲、乙兩室氣體的體積比為2∶1，故其物質(zhì)的量之比為2∶1，在乙室中充入0.4 ml NH3，所以甲室中氣體的物質(zhì)的量為0.8 ml，因為乙室氣體質(zhì)量為0.4 ml×17 g·ml－1＝6.8 g，且甲、乙兩室中氣體質(zhì)量差為17.3 g，所以甲中氣體的質(zhì)量為24.1 g，設(shè)HCl的物質(zhì)的量為x，N2的物質(zhì)的量為y ml，根據(jù)其物質(zhì)的量、質(zhì)量列方程組：x＋y＝0.8 ml，36.5 g·ml－1×x＋28 g·ml－1×y＝24.1 g，解得x＝0.2 ml，y＝0.6 ml，因此HCl、N2的質(zhì)量之比為(0.2 ml×36.5 g·ml－1)∶(0.6 ml×28 g·ml－1)＝73∶168。
〔對點集訓(xùn)2〕　(1)在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，當(dāng)這兩個容器內(nèi)氣體的溫度和密度相等時，下列說法正確的是( 　　)A．兩種氣體的壓強相等B．O2比O3質(zhì)量小C．兩種氣體的分子數(shù)目相等D．兩種氣體的氧原子數(shù)目相等
(2) (2023·天津第一中學(xué)質(zhì)檢)在同溫同壓下，分別用如圖所示的氣體吹出體積相等的甲、乙兩個氣球，則這兩個氣球中氣體的有關(guān)量之比(甲∶乙)正確的是( 　　)A．質(zhì)量之比為3∶1B．原子總數(shù)之比為3∶1C．分子總數(shù)之比為1∶2D．碳原子數(shù)之比為1∶1
[解析]　根據(jù)阿伏加德羅定律可知，同溫同壓下體積相等的甲、乙兩個氣球中C2H4和CO的分子數(shù)相等，其物質(zhì)的量也相等，C錯誤；C2H4和CO的摩爾質(zhì)量均為28 g·ml－1，二者的物質(zhì)的量相等，則其質(zhì)量相等，A錯誤；C2H4和CO的分子數(shù)相等，則原子總數(shù)之比為6∶2＝3∶1，碳原子數(shù)之比為2∶1，B正確，D錯誤。
考點三 突破阿伏加德羅常數(shù)判斷的6個“陷阱”
阿伏加德羅常數(shù)的判斷正誤是高考中的經(jīng)典考題，主要以選擇題形式呈現(xiàn)，在命題思路上主要以阿伏加德羅常數(shù)為載體，結(jié)合氣體摩爾體積、物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)及電離、水解等基本概念和基本理論，考查根據(jù)物質(zhì)的量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進行相關(guān)計算。由于題目設(shè)計的相關(guān)選項中有較多的知識隱藏，一不小心就易進入命題人設(shè)計的陷阱而判斷錯誤。故現(xiàn)從6大陷阱入手讓考生洞悉命題人常采用的設(shè)誤方式，從“源頭”上找到解題突破口。
陷阱1　在“22.4 L·ml－1的適用條件及物質(zhì)的聚集狀態(tài)”設(shè)陷抓“兩看”突破陷阱一看“氣體”是否處在“標準狀況”。二看“標準狀況”下，物質(zhì)是否為“氣體”(如CCl4、H2O、CH3Cl、乙醇、溴、SO3、己烷、HF、苯等在標準狀態(tài)下不為氣體)。陷阱2　用“與計算無關(guān)的一些干擾條件”設(shè)陷排“干擾”突破給出非標準狀況下氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量，干擾學(xué)生的正確判斷，誤以為無法求解物質(zhì)所含的粒子數(shù)，實際上，此時物質(zhì)所含的粒子數(shù)與溫度、壓強等外界條件無關(guān)。
陷阱3　在“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”設(shè)陷記“組成”突破 (1)記特殊物質(zhì)中所含微粒的數(shù)目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等。 (2)記最簡式相同的物質(zhì)，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。 (3)記摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì)，如N2、CO、C2H4等。 (4)記物質(zhì)中所含化學(xué)鍵的數(shù)目，如分子H2O2、CnH2n＋2中化學(xué)鍵的數(shù)目分別為3、3n＋1。
陷阱4　在“電解質(zhì)溶液中粒子數(shù)目”上設(shè)陷審準“題目”突破 (1)是否存在弱電解質(zhì)的電離或鹽類水解。 (2)已知濃度，是否指明體積，用好公式n＝cV。 (3)在判斷溶液中微粒總數(shù)時，是否忽視溶劑水。陷阱5　在“物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的隱含反應(yīng)”或“特殊條件”上設(shè)陷樹立“平衡觀念”，突破陷阱要識破隱含的可逆反應(yīng)，記住反應(yīng)條件、反應(yīng)物濃度變化對反應(yīng)的影響，突破陷阱。
(1)反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，如：
陷阱6　在氧化還原反應(yīng)中“電子轉(zhuǎn)移數(shù)目”上設(shè)陷抓“反應(yīng)”突破 (1)同一種物質(zhì)在不同反應(yīng)中做氧化劑、還原劑的判斷。如Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)，Na2O2既做氧化劑，又做還原劑，而Na2O2與SO2反應(yīng)，Na2O2只做氧化劑。 (2)量不同，所表現(xiàn)的化合價不同。如Fe和HNO3反應(yīng)，F(xiàn)e不足時生成Fe3＋，F(xiàn)e過量時生成Fe2＋。 (3)氧化劑或還原劑不同，所表現(xiàn)的化合價不同。如Cu和Cl2反應(yīng)生成CuCl2，而Cu和S反應(yīng)生成Cu2S。(4)注意氧化還原的順序。如向FeI2溶液中通入Cl2，Cl2首先氧化I－，再氧化Fe2＋。
1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)31 g白磷中含有1.5NA個P—P化學(xué)鍵。( 　　)(2)1 L 0.1 ml·L－1的Na2CO3溶液中所含陰離子的總數(shù)為0.1NA。( 　　)(3)標準狀況下，22.4 L HF中含有NA個分子。( 　　)(4)電解精煉銅時，若轉(zhuǎn)移NA個電子，則陽極溶解32 g銅。( 　　)(5)1 ml H2和1 ml I2在加熱條件下充分反應(yīng)，生成HI的分子數(shù)為2NA。( 　　)
(6)常溫下，含有0.2 ml H2SO4的濃硫酸與足量銅反應(yīng)，生成SO2分子的數(shù)目小于0.1NA。( 　　)(7)142 g Na2SO4和Na2HPO4的固體混合物中所含陰、陽離子的總數(shù)為3NA。( 　　)(8)NA個Fe(OH)3膠體粒子的質(zhì)量為107 g。( 　　)
2. (2023·山東師范大學(xué)附中月考)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 　　)A．常溫下，15 g甲醛中含有的共用電子對總數(shù)為2NAB．0.5 ml·L－1 CH3COONa溶液中含有CH3COO－的數(shù)目少于0.5NAC．32.5 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.2NAD．足量的鋅與一定量的濃硫酸充分反應(yīng)，放出2.24 L SO2和H2的混合氣體時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA
[解析]　1 ml甲醛中含有4 ml共用電子對，常溫下，15 g甲醛為0.5 ml，所以共用電子對總數(shù)為2NA，A項正確；0.5 ml·L－1CH3COONa溶液的體積未知，無法計算含有的CH3COO－的數(shù)目，B項錯誤；Fe(OH)3膠體中的膠粒是“Fe(OH)3分子”的集合體，C項錯誤；足量的鋅與一定量的濃硫酸充分反應(yīng)，放出2.24 L SO2和H2的混合氣體時，由于溫度和壓強未知，因此無法計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，D項錯誤。
微考點1　圍繞Vm＝22.4 L·ml－1及適用條件設(shè)置陷阱 設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的( 　　)A．標準狀況下，2.24 L C2H5OH所含氫原子數(shù)為0.6NAB．11.2 L NO與11.2 L O2混合后的分子數(shù)目為NAC．CH4和C2H4混合氣體2.24 L(標準狀況)完全燃燒，則消耗O2分子數(shù)目為0.25NAD．11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均為標準狀況)在光照下充分反應(yīng)后的分子數(shù)為1.5NA
[解析]　本題考查阿伏加德羅常數(shù)與Vm＝22.4 L·ml－1。A項，氫原子數(shù)的判斷，標準狀況下，C2H5OH為液體，2.24 L C2H5OH的物質(zhì)的量不是0.1 ml，故所含氫原子數(shù)不是0.6NA，錯誤；B項，反應(yīng)后分子數(shù)的判斷，題目未指明11.2 L NO與11.2 L O2所處的狀況，不能確定其物質(zhì)的量及反應(yīng)后的物質(zhì)的量，錯誤；C項，消耗O2分子數(shù)的判斷，標準狀況下，2.24 L CH4和C2H4混合氣體的總物質(zhì)的量為0.1 ml，若全部是CH4，則消耗0.2 ml O2，若全部是C2H4，則消耗0.3 ml O2，故消耗O2分子數(shù)目介于0.2NA～0.3NA之間，錯誤；D項，反應(yīng)后分子數(shù)的判斷，11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均為標準狀況)的總物質(zhì)的量為1.5 ml，在光照下充分反應(yīng)，總分子數(shù)不變，故充分反應(yīng)后的分子數(shù)為1.5 NA，正確。
〔對點集訓(xùn)1〕　設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 　　)A．常溫常壓下，11.2 L NH3中含有的氫原子數(shù)為1.5NAB．常溫常壓下，16 g O2和O3的混合氣體中所含氧原子數(shù)為NAC．標準狀況下，22.4 L水含有的分子數(shù)為NAD．2.24 L CO和CO2的混合氣體中含有的碳原子數(shù)目為0.1NA
微考點2　設(shè)置與計算無關(guān)的一些干擾條件 (2023·山東濟南模擬)一定溫度和壓強下，30 L某種氣態(tài)純凈物中含有6.02×1023個分子，這些分子由1.204×1024個原子組成，下列有關(guān)說法中不正確的是( 　　)A．該溫度和壓強可能是標準狀況B．標準狀況下該純凈物若為氣態(tài)，其體積約是22.4 LC．該氣體中每個分子含有2個原子D．若O2在該條件下為氣態(tài)，則1 ml O2在該條件下的體積也為30 L
[解題思維]　解答本題的思維流程如下：
[提示]　可能。由于此條件下1 ml氣體的體積為30 L，若溫度一定，則調(diào)整壓強即可。
〔對點集訓(xùn)2〕　正誤判斷：①常溫常壓下，124 g P4中所含P—P鍵數(shù)目為4NA。( 　　)②常溫常壓下，1 ml CO2與SO2的混合氣體中含氧原子數(shù)為2NA。( 　　)③常溫常壓下，14 g由N2與CO組成的混合物氣體含有的原子數(shù)目為NA。( 　　)④常溫常壓下，78 g Na2O2晶體中含有的離子總數(shù)為4NA。( 　　)⑤常溫常壓下，46 g N2O4與NO2的混合物中所含O原子數(shù)目為2NA。( 　　)⑥50 g CaCO3和KHCO3固體混合物中，陰離子總數(shù)為NA。( 　　)
微考點3　圍繞物質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)設(shè)置陷阱 設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是( 　　)A．12 g石墨烯和12 g金剛石中均含有NA個碳原子B．1 ml CHCl3含有C—Cl的數(shù)目為3NAC．22.4 L(標準狀況)氟氣所含的質(zhì)子數(shù)為18NAD．18 g重水(D2O)中含有的質(zhì)子數(shù)為10NA
[解析]　本題考查阿伏加德羅常數(shù)與物質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)。A項，原子數(shù)的判斷，石墨烯和金剛石都是碳元素組成的單質(zhì)，12 g石墨烯和12 g金剛石中都含有1 ml碳原子，正確；B項，共價鍵數(shù)目的判斷，由CHCl3的結(jié)構(gòu)式可知，1個CHCl3分子含有3個C—Cl，1 ml CHCl3含有C—Cl的數(shù)目為3NA，正確；C項，質(zhì)子數(shù)的判斷，1個氟氣(F2)分子含有18個質(zhì)子，標準狀況下，22.4 L F2的物質(zhì)的量為1 ml，則含有的質(zhì)子數(shù)為18NA，正確；D項，質(zhì)子數(shù)的判斷，M(D2O)＝20 g·ml－1,1個D2O分子含有10個質(zhì)子，18 g重水(D2O)的物質(zhì)的量為0.9 ml，則含有的質(zhì)子數(shù)為9NA，錯誤。
[解析]　1個重水分子和1個普通水分子都是由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成，所含質(zhì)子數(shù)都是10，故1 ml重水和1 ml水中所含質(zhì)子數(shù)相等，A錯誤；標準狀況下，22.4 L氮氣的物質(zhì)的量為1 ml,1 ml N2中含有14NA個中子，B錯誤；1 L 1 ml·L－1的NaCl溶液中含有1 ml NaCl，同時還含有水，1 ml NaCl中含有28 ml電子，再加上溶劑水中的電子，則溶液中的電子數(shù)大于28NA，C錯誤；鉻元素的化合價由＋6價降低到＋3價，則生成1 ml Cr3＋轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA，D正確。
〔對點集訓(xùn)4〕　 (2023·山東濱州檢測)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 　　)A．1 L濃度為0.100 ml·L－1 Na2CO3溶液中陰離子數(shù)為0.100NAB．常溫下pH＝2的H3PO4溶液，1 L溶液中的H＋數(shù)目為0.02NAC．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NAD．100 mL 1 ml·L－1 FeCl3溶液中所含F(xiàn)e3＋的數(shù)目小于0.1NA
〔對點集訓(xùn)5〕　 (2023·天津模擬)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 　　)A．標準狀況下，0.1 ml Cl2溶于水，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NAB．5.6 g鐵和6.4 g銅分別與足量單質(zhì)硫充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目均為0.2NAC．1 ml N2和3 ml H2混合反應(yīng)，當(dāng)生成0.1 ml NH3時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.3NAD．標準狀況下，11.2 L HCl和11.2 L NH3充分混合后含有的分子數(shù)為NA
[解析]　Cl2與H2O的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，將0.1 ml Cl2通入水中，Cl2并非完全與水反應(yīng)，故轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于0.1NA，A錯誤；5.6 g鐵和6.4 g銅的物質(zhì)的量均為0.1 ml，與足量單質(zhì)硫充分反應(yīng)分別生成FeS、Cu2S，前者轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA，后者轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA，B錯誤；合成氨反應(yīng)中，氮元素的化合價由0價降低到－3價，故生成0.1 ml NH3時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.3NA，C正確；標準狀況下，11.2 L HCl和11.2 L NH3的物質(zhì)的量均為0.5 ml，二者充分混合反應(yīng)生成0.5 ml NH4Cl，而NH4Cl是離子化合物，不存在分子，故充分混合后含有的分子數(shù)為0，D錯誤。
[微點撥]　基于“價態(tài)變化”，跳出轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的陷阱
〔對點集訓(xùn)6〕　 (2023·江蘇模擬)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 　　)A．32 g硫在足量的氧氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NAB．含0.2 ml H2SO4的濃硫酸與足量的鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)大于0.2NAC．3 ml H2與1 ml N2混合反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NAD．2.3 g Na與O2完全反應(yīng)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)介于0.1NA和0.2NA之間
[解析]　硫在足量氧氣中充分燃燒生成SO2，硫元素由0價升高到＋4價，32 g硫的物質(zhì)的量為1 ml，則充分燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA，A錯誤。含0.2 ml H2SO4的濃硫酸與足量的鎂先后發(fā)生反應(yīng)：①Mg＋2H2SO4(濃)===MgSO4＋SO2↑＋2H2O、②Mg＋H2SO4(稀)===MgSO4＋H2↑，若只發(fā)生反應(yīng)①，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA，但隨著硫酸濃度的減小，還發(fā)生反應(yīng)②，故轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)大于0.2NA，B正確。H2和N2生成NH3的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，即3 ml H2與1 ml N2混合反應(yīng)生成的NH3的物質(zhì)的量小于2 ml，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于6NA，C錯誤。Na與O2反應(yīng)生成Na2O或Na2O2，鈉元素的化合價均由0價變?yōu)椋?價，2.3 g Na的物質(zhì)的量為0.1 ml，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA，D錯誤。
1.摩爾質(zhì)量的一個數(shù)量關(guān)系摩爾質(zhì)量以g·ml－1為單位時，數(shù)值上等于該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。2.熟知一個“狀況”和兩個數(shù)值(1)標準狀況是指溫度是0 ℃、壓強為101 kPa。(2)NA＝6.02×1023ml－1，Vm＝22.4 L·ml－1(標準狀況)。
4.阿伏加德羅常數(shù)常考的五個方面 (1)氣體摩爾體積適用條件。 (2)與計算無關(guān)的一些干擾條件。 (3)物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)。 (4)溶液中微粒數(shù)。 (5)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中隱含反應(yīng)。 (6)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。

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高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第1章物質(zhì)的量第1講物質(zhì)的量氣體摩爾體積課件

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