鲁科版高考化学一轮复习第1章第1讲物质的量气体摩尔体积教学课时学案

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第1讲 物质的量 气体摩尔体积(基础课)
1.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
物质的量 摩尔质量
1．物质的量、阿伏加德罗常数
n＝eq \f(N,NA)的变形式：N＝n·NA或NA＝eq \f(N,n)。
2．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·ml－1或kg·ml－1。
(2)数值：当微粒的摩尔质量以g·ml－1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。
(3)关系：物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系为n＝eq \f(m,M)。
摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。如H2O的摩尔质量为18 g·ml－1，H2O的相对分子质量为18,1 ml H2O的质量为18 g。
下列说法正确的是________(填序号)。
①物质的量就是物质中含有的微观粒子数目。
②阿伏加德罗常数就是6.02×1023。
③18 g H2O中含氢原子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
④H2SO4的相对分子质量为98，故H2SO4的摩尔质量为98。
⑤3.2 g A气体的物质的量为0.1 ml，则A气体可能为O2。
[答案] ③⑤
1．已知阿司匹林的结构简式为，下列说法不正确的是( )
A．阿司匹林的摩尔质量为180 g/ml
B．90 g阿司匹林中氧原子数目约为0.5×6.02×1023
C．1 ml阿司匹林与足量Na反应生成0.5 ml H2
D．阿司匹林的相对分子质量为180
B [阿司匹林的分子式为C9H8O4，相对分子质量为180，摩尔质量为180 g/ml,90 g阿司匹林的物质的量为0.5 ml，含有O原子0.5×4 ml＝2 ml，即2×6.02×1023，B不正确。]
2．材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，试计算12.25 g该晶体中含氧原子数为________，氢原子的物质的量为________ml。
[解析] M＝122.45 g/ml，n＝eq \f(12.25,122.45) ml≈0.1 ml，
N(O)＝0.1×(2＋1.3)×NA＝0.33NA，
n(H)＝0.1×1.3×2＝0.26 ml。
[答案] 0.33NA 0.26
3．(1)12.4 g Na2R中含Na＋ 0.4 ml，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为______。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
(2)2.0 g重水(D2O)中含有质子数为________，中子数为________，原子数为________(用NA表示阿伏加德罗常数)。
(3)a ml双原子分子中含b个原子，则阿伏加德罗常数为________(用a、b表示)。
[解析] (1)据电离方程式：Na2R===2Na＋＋R2－，得1 ml Na2R电离生成2 ml Na＋，题目中有0.4 ml Na＋，则有0.2 ml Na2R。M(Na2R)＝eq \f(mNa2R,nNa2R)＝eq \f(12.4 g,0.2 ml)＝62 g/ml。由Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62－2×23＝16。已知m(R)，根据n＝eq \f(m,M)，得n(R)＝0.1 ml，则n(Na2R)＝0.1 ml。
(2)M(D2O)＝20 g/ml，n(D2O)＝eq \f(2.0,20) ml＝0.1 ml，含质子数为0.1×10NA＝NA，含中子数为0.1×10NA＝NA，含原子数为0.1×3NA＝0.3NA。
(3)a×NA×2＝b，故NA＝eq \f(b,2a)。
[答案] (1)62 g/ml 16 0.1 ml (2)NA NA 0.3NA (3)eq \f(b,2a)
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．影响物质体积的因素
2．气体摩尔体积
(1)概念：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积。符号为Vm，常用单位为L·ml－1或m3·ml－1。定义式为Vm＝eq \f(V,n)。
(2)特例：标准状况是指温度为0_℃、压强为101_kPa，此状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·ml－1。
(3)物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系为n＝eq \f(V,Vm)或V＝nVm。
使用22.4 L·ml－1应注意：
①使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积计算。
②气体摩尔体积为22.4 L·ml－1时不一定是标准状况。
3．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律的内容
同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。即T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2，则n1＝n2或N1＝N2，即“三同定一同”。
(2)推论
阿伏加德罗定律及推论既适用单一气体也适用混合气体。
下列说法正确的是________(填序号)。
①1 ml H2与1 ml O2的体积一定相同
②在标准状况下，0.5 ml SO2和0.5 ml SO3的体积均为11.2 L
③在相同温度和压强下，等质量的N2和CO中原子数相同
④在标准状况下，1 ml 任何物质的体积均为22.4 L
⑤在常温常压下，46 g NO2与N2O4的混合气体中含有原子数目约为3×6.02×1023
[答案] ③⑤
气体摩尔体积的有关计算
1．a g SO2气体在标准状况下的体积为b L，则气体摩尔体积为________L/ml(用含a、b的式子表示)。
[解析] n＝eq \f(a,64) ml，Vm＝eq \f(V,n)＝eq \f(b L,\f(a,64) ml)＝eq \f(64b,a) L/ml。
[答案] eq \f(64b,a)
2．(1)设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下，某O2和N2的混合气体m g含有b个分子，该混合气体的平均摩尔质量为________，n g该混合气体在相同状况下所占的体积是________。
(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为________。
(3)在相同条件下，将CO2和CO按1∶2体积比混合，则混合气体的相对分子质量为______________________________________________。
(4)标准状况下，Cl2的密度为_______________________________________。
[解析] (1)eq \x\t(M)＝eq \f(m,\f(b,NA)) g·ml－1＝eq \f(mNA,b) g·ml－1，
V＝eq \f(n,\f(mNA,b))×22.4 L＝eq \f(22.4nb,mNA) L。
(2)M＝eq \f(1.92 g,\f(0.672 L,22.4 L·ml－1))＝64 g·ml－1。
(3)eq \x\t(M)r＝eq \f(44＋28×2,3)≈33.3。
(4)ρ＝eq \f(M,Vm)＝eq \f(71 g·ml－1,22.4 L·ml－1)≈3.17 g·L－1。
[答案] (1)eq \f(mNA,b) g·ml－1 eq \f(22.4nb,mNA) L (2)64 (3)33.3 (4)3.17 g·L－1

求气体摩尔质量(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·ml－1)。
(2)根据气体的相对密度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(D＝\f(ρ1,ρ2)))：eq \f(M1,M2)＝D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝eq \f(m,n)。
(4)根据一定质量(m)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝eq \f(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：eq \x\t(M)＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋……，其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
阿伏加德罗定律及推论
3．三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A．原子数相等的三种气体，质量最大的是Z
B．若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 ml
C．同温同压下，同质量的三种气体，气体密度最小的是X
D．同温下，体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体，则压强比为1∶1
C [三种分子的组成不确定，A错误；没有指明标准状况，2.24 L气体的物质的量不一定是0.1 ml，B错误；同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，X的摩尔质量最小，密度也最小，C正确；eq \f(2,MrY)∶eq \f(1,MrZ)＝eq \f(2,0.5MrZ)∶eq \f(1,MrZ)＝4∶1，D错误。]
4．在同温同压下，a g SO2与a g NH3的分子数之比为________，原子数之比为________，SO2与NH3的密度之比为________，体积之比为________。
[答案] 17∶64 51∶256 64∶17 17∶64
阿伏加德罗常数(NA)的判断
气体摩尔体积的适用对象及条件
抓“两看”，突破陷阱
一看“气体”是否处在“标准状况”。
二看“标准状况”下，物质是不是“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注：CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2等在标准状况下均不为气体]。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)2.24 L CO2中含有的σ键数为0.2NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)标准状况下，11.2 L甲烷气体含有的sp3杂化的碳原子数为0.5NA。( )
(3)常温下，含NA个Cl2分子的气体体积约为22.4 L。( )
(4)标准状况下，2.24 L C6H12中含有的氢原子数为1.2NA。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
设置一些无关的条件干扰
排“干扰”，突破陷阱
(1)物质的量或质量与物质所处状况无关。
(2)物质的量或质量确定时，物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
(3)与气体体积有关的物理量(如ρ、Vm等)与温度、压强有关。
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)常温常压下，1 ml CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)常温常压下，14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA。( )
(3)常温常压下，78 g Na2O2晶体中含有的离子总数为4NA。( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)×
涉及物质组成、结构、共价键的干扰
牢记“结构特点”，突破陷阱
(1)记特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH－等，厘清整体与部分的关系。
(2)记最简式相同的物质，构建解答混合物的模型，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
(3)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，SiO2中Si—O键的数目为4，苯环中不含碳碳双键等。
3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)常温常压下，1 ml 分子式为C2H6O的有机物中，含有C—O σ键的数目为NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)30 g甲醛中所含π键数目为NA。( )
(3)常温常压下，46 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为3NA。( )
(4)56 g丁烯中所含sp2杂化的碳原子数目为2NA。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)√
电解质溶液中粒子数目
注意“三看”，突破陷阱
(1)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝3的H2SO3溶液中c(H＋)＝10－3 ml·L－1，与电解质组成无关；0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，与电解质组成有关。
(2)求溶液中所含H、O原子数时，不要忽略溶剂水中的H、O原子数目。
4．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)1 L 0.5 ml·L－1CH3COOH溶液中，CH3COO－的个数小于0.5NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)1 L 0.5 ml·L－1的Na2CO3溶液中，COeq \\al(2－,3)的个数为0.5NA。( )
(3)0.1 ml·L－1的NH4Cl溶液中，NHeq \\al(＋,4)的个数为0.1NA。( )
(4)1 L 1 ml·L－1的稀H2SO4中，氧原子数目为4NA。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
氧化还原反应中转移电子数
抓“反应”，突破陷阱
电子转移(得失)数目的问题分析，要做到“三注意”：
一要注意是否发生歧化反应，如Cl2与H2O或NaOH发生歧化反应时，消耗1 ml Cl2转移1 ml电子；
二要注意变价元素，如1 ml Fe与足量盐酸反应转移2 ml 电子，而与足量硝酸反应转移3 ml电子；
三要注意氧化还原的竞争及用量问题，如向FeBr2溶液中通入Cl2，Cl2的量不同，转移的电子数不同。
5．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)1 ml Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 ml Fe2＋被氧化时，转移电子的总数目不小于3NA。( )
(3)1 ml Cl2参加反应转移电子数目一定为2NA。 ( )
(4)0.3 ml NO2与足量的水反应转移电子数目为0.2NA。( )
(5)56 g Fe投入一定量的稀硝酸中，转移电子数目为3NA。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
忽视“可逆反应”或“隐含反应”
熟悉常见的可逆反应和隐含反应
(1)涉及的可逆反应
①2NO2N2O4、②N2与H2化合、③SO2与O2化合、④Cl2与H2O反应、⑤SO2与H2O化合、⑥H2与I2化合、⑦Cl2与PCl3反应、⑧酯化反应和酯的水解反应等。
(2)与浓度有关的隐含反应
①MnO2与浓盐酸的反应，随着反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，反应停止。
②Cu与浓硫酸的反应，随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，反应停止。
③Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应，随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，得到SO2和H2的混合气体。
6．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)。( )
(2)50 mL 12 ml·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA。( )
(3)60 g乙酸在浓H2SO4作用下与足量乙醇共热充分反应生成乙酸乙酯的分子数为NA。( )
(4)常温下，密闭容器中2 ml NO与1 ml O2充分反应，产物的分子数为2NA。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
1．(2022·浙江1月选考，T12)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．在25 ℃时，1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH－数目为0.01NA
B．1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA
C．足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应，转移电子的数目为0.4NA
D．32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA
A [A项，pH＝12，则c(OH－)＝0.01 ml·L－1，N(OH－)＝0.01NA；B项，D2O的摩尔质量为20 g·ml－1，则1.8 g D2O中所含质子数为0.9NA；C项，MnO2完全反应，转移电子数为0.2NA；D项，一个甲醇分子中含有3个C—H键，则32 g甲醇分子中含有C—H键数目为3NA。]
2．(2021·全国甲卷，T8)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．18 g重水(D2O)中含有的质子数为10NA
B．3 ml的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
C．32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D．1 L pH＝4的0.1 ml·L－1 K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)离子数为0.1NA
C [重水的摩尔质量是20 g·ml－1,1 ml重水中含有10 ml质子，所以18 g重水中含有的质子数为eq \f(18,20)×10×NA＝9NA，A错误；NO2与H2O反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则3 ml NO2与H2O完全反应时转移的电子数为2NA，B错误；1 ml S8分子中含有8 ml S—S键，32 g S8分子中含有的S—S键数为eq \f(32 g,32 g·ml－1×8)×8×NA ml－1＝1NA，C正确；由于K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋，1 L pH＝4的0.1 ml·L－1 K2Cr2O7溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)数小于0.1NA，D错误。]
3．(2021·广东选择性考试，T11)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A．1 ml CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA
B．1 L 1.0 ml·L－1的盐酸含有阴离子总数为2NA
C．11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D．23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
A [CHCl3的结构式为，故1 ml CHCl3中含有C—Cl键的数目为3NA，A正确；1 L 1.0 ml·L－1的盐酸中含有Cl－的数目为NA，还有少量的OH－，所以阴离子总数小于2NA，B错误；没有指明气体处于标准状况下，无法进行计算，C错误；23 g Na的物质的量为1 ml，其与足量的水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成H2的物质的量为0.5 ml，即分子数目为0.5NA，D错误。]
4．(2021·海南等级考，T7)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．0.1 ml 27Al3＋中含有的电子数为1.3NA
B．3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA
C．0.1 ml 肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA
D．CH2===CH2＋H2―→CH3CH3，生成1 ml乙烷时断裂的共价键总数为NA
C [1个27Al3＋的电子数为10，故0.1 ml 27Al3＋中含有的电子数为1.0NA，故A错误；Na2O2的电子式为Na＋[eq \(O,\s\up6(),\s\d4())eq \(O,\s\up6(),\s\d4())]2－Na＋，含有1个共价键，3.9 g Na2O2的物质的量为eq \f(3.9 g,78 g·ml－1)＝0.05 ml，故3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.05NA，故B错误；肼(H2N—NH2)中每个N原子上各有1个孤电子对，故0.1 ml肼含有的孤电子对数为0.2NA，故C正确；发生反应时，C===C中的一个键和H—H键都断裂，故生成1 ml乙烷时断裂的共价键总数为2NA，故D错误。]
1．(2022·全国甲卷，T11)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．25 ℃，101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NA
B．2.0 L 1.0 ml·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA
C．0.20 ml苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA
D．电解熔融CuCl2，阴极增重6.4 g，外电路中通过电子的数目为0.10NA
C [A项，不是标准状况，28 L H2不是1.25 ml，含有的质子数目不是2.5NA，错误；B项，Al3＋水解，溶液中Al3＋的数目小于2.0NA，错误；D项，n(Cu)＝0.1 ml，n(e－)＝0.2 ml，即N(e－)＝0.20NA，错误。]
2．(2022·辽宁选择性考试，T3)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1.8 g 18O中含有的中子数为NA
B．28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA
C．标准状况下，22.4 L HCl气体中H＋数目为NA
D．pH＝12的Na2CO3溶液中OH－数目为0.01NA
A [乙烯分子的结构式为,1个乙烯分子中含有5个σ键，28 g C2H4的物质的量为1 ml，所以28 g C2H4分子中含有的σ键数目为5NA，B错误；HCl是共价化合物，HCl分子中不存在H＋，故C错误；没有给出Na2CO3溶液的体积，无法计算pH＝12的Na2CO3溶液中OH－的数目，故D错误。]
3．(2022·浙江6月选考，T12)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B．11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C．8 g CH4含有中子数为3NA
D．0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为0.2NA
C [NaHSO4固体由Na＋和HSOeq \\al(－,4)构成，其中的阳离子只有Na＋，12 g NaHSO4的物质的量为0.1 ml，因此，其中只含有0.1NA个阳离子，A不正确；没有指明是不是标准状况，无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少，B不正确；1个CH4分子中有6个中子，8 g CH4的物质的量为0.5 ml，含有的中子数为3NA，C正确；H2和I2发生反应生成HI，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此，0.1 ml H2和0.1 ml I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数小于0.2NA，D不正确。]
4．(2021·湖北选择性考试，T6)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．23 g CH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
B．0.5 ml XeF4中氙的价层电子对数为3NA
C．1 ml [Cu(H2O)4]2＋中配位键的个数为4NA
D．标准状况下，11.2 L CO和H2的混合气体中分子数为0.5NA
A [C2H5OH中C和O均为sp3杂化，23 g 乙醇为0.5 ml，sp3杂化的原子数为1.5NA，A错误。]
晶体硅是重要的半导体材料，是制造芯片的核心物质；SiO2可用于制造光导纤维，光导纤维通信容量高，而且它还不受电磁的干扰。
请回答下列问题：
(1)28 g单晶硅中含Si—Si键数目为________NA(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)。
(2)60 g二氧化硅晶体中含Si—O键数目为________NA。
[解析] (1)单晶硅中，每个Si平均形成2个Si—Si键。(2)在SiO2晶体中，每个Si平均形成4个Si—O键。
[答案] (1)2 (2)4
课时分层作业(一) 物质的量 气体摩尔体积
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是( )
A．SiO2的摩尔质量为60
B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L
C．SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
[答案] C
2．下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是( )
A．二者碳元素的质量分数相同
B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等
C．等物质的量时，二者质量之比为eq \f(mC2H2,mC6H6)＝eq \f(1,3)
D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气体积相等
B [C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者碳元素的质量分数相同，故A正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，含有的分子数也不相等，B项错误；等物质的量时，二者质量之比为eq \f(mC2H2,mC6H6)＝eq \f(1,3)，故C正确；二者的最简式相同，则等质量的两种物质完全燃烧消耗相同状况下的氧气体积相等，故D正确。]
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A．1 ml HC≡CH分子中所含σ键数为5NA
B．足量CO2与7.8 g Na2O2反应转移的电子数为0.2NA
C．1 ml的14NO和13CO混合气体中所含中子数为15NA
D．0.1 ml·L－1 Na2S溶液中，N(H2S)＋N(HS－)＋N(S2－)＝0.1NA
C [1个乙炔分子中有3个σ键，1 ml乙炔分子中所含σ键数为3NA，A项错误；反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2中转移2e－，7.8 g Na2O2为0.1 ml，与足量CO2反应转移电子数为0.1NA，B项错误；14NO与13CO的中子数均为15,1 ml 14NO和13CO的混合气体中所含中子数为15NA，C项正确；没有给出溶液体积，不能计算各微粒数目，D项错误。]
4．(2022·海南等级考，T7)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 ml/L HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．反应转移电子为0.1 ml
B．HCl溶液中Cl－数为3NA
C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D．反应生成标准状况下气体3.36 L
A [Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
0.05 ml 0.1 ml 0.05 ml
反应转移电子0.05 ml×2＝0.1 ml，A正确；HCl溶液中N(Cl－)＝0.3NA，B错误；含有的中子数为eq \f(2.8,5.6)×(56－26)×NA＝1.5NA，C错误；V(H2)＝0.05×22.4 L＝1.12 L，D错误。]
5．NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D．1.0 ml CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
B [A项，Fe(OH)3胶体粒子是很多Fe(OH)3粒子的集合体，错误；C项，92.0 g(1 ml)甘油含有羟基数为3.0NA，错误；D项，CH4与Cl2反应生成的产物有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，错误。]
6.奥克托今学名环四亚甲基四硝胺，简称HMX，其结构简式如图所示。密闭容器中HMX自爆时产生的氮气和一氧化碳的分子数之比为 ( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．3∶2
A [根据结构简式可知奥克托今的分子式为C4N8H8O8，根据原子守恒可知，HMX自爆时的反应方程式为C4N8H8O8===4CO↑＋4N2↑＋4H2O↑，故氮气和一氧化碳的分子数之比为1∶1。]
7．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，NA代表阿伏加德罗常数的值，则下列说法错误的是 ( )
A．32 g S8中含有eq \f(NA,8)个σ键
B．SF6中只含有极性键
C．1 ml C2H2中含有3NA个σ键和2NA个π键
D．1 ml S8中含有8NA个S—S键
A [由S8分子结构看出一个S8分子有8个σ键，所以32 g S8的物质的量为eq \f(32 g,256 g/ml)＝0.125 ml，σ键的物质的量为0.125 ml×8＝1 ml，即NA个，故A错误；SF6是由S原子和F原子通过S—F的极性键构成的分子，故B正确；C2H2分子的结构式为H—C≡C—H，单键为σ键，三键有1个σ键和2个π键，则1 ml C2H2分子中有3NA个σ键和2NA个π键，故C正确；S8是一个环形分子，每个S与2个S原子相连，一个S8分子有8个S—S键，1 ml S8中含有8 ml S—S键，即8NA个，故D正确。]
8．某温度下，向图中所示a、b、c、d中通入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑动，且与容器内壁摩擦不计)。下列说法中错误的是 ( )
A．d中通入的气体是CH4
B．a和b中原子个数之比为16∶11
C．a和c容器体积之比为1∶2
D．c和d中气体密度之比为2∶1
B [A项，设四种气体的质量都为m g，则CH4、CO2、O2、SO2的物质的量分别表示为eq \f(m,16) ml、eq \f(m,44) ml、eq \f(m,32) ml、eq \f(m,64) ml，同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，则a、b、c、d中分别为SO2、CO2、O2、CH4。 由此可知d中通入的气体是CH4；B项，二者物质的量之比＝eq \f(m,64) ml∶eq \f(m,44) ml＝11∶16，则原子个数之比＝(11×3)∶(16×3)＝11∶16；C项，同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，则a和c容器体积之比＝eq \f(m,64) ml∶eq \f(m,32) ml＝1∶2；D项，同温同压下，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比，因此c和d中气体密度之比＝32∶16＝2∶1。]
9．(2020·浙江7月选考，T19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O,1 ml [4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA
B．用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2＋
C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA
D．1 L浓度为0.100 ml·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA
A [MnOeq \\al(－,4)中Mn元素化合价为＋7价，MnOeq \\al(－,4)～Mn2＋转移5个电子，4 ml MnOeq \\al(－,4)完全转化为Mn2＋转移20 ml电子，A项正确；粗铜中含有Zn、Fe、Ag等杂质，电解时比铜活泼的金属先放电，Cu可能没有反应，B项错误；不知道溶液的体积，H＋数无法求出，C项错误；碳酸根离子水解，阴离子数大于0.100NA，D项错误。]
10．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．17 g —OH中含有的电子数为10NA
B．25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，则BaSO4饱和溶液中Ba2＋数目为1×10－5NA
C．1 L 1 ml·L－1 CH3COONH4溶液中CH3COO－与NHeq \\al(＋,4)数目均为NA
D．含0.5 ml晶胞(如图)的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA
D [A项，n(—OH)＝eq \f(17 g,17 g/ml)＝1 ml,1 ml羟基(—OH)含有的电子数为9NA，错误；B项，依据n＝cV可知，溶液体积未知，无法计算钡离子数目，错误；C项，CH3COONH4为弱酸弱碱盐，醋酸根离子和铵根离子均会水解，因此溶液中CH3COO－与NHeq \\al(＋,4)的数目均小于NA，错误；D项，该晶胞中O2－个数＝8×eq \f(1,8)＋1＝2、Cu＋个数为4，含0.5 ml晶胞的Cu2O晶体中Cu＋的数目为2NA，正确。]
二、非选择题
11．标准状况下，在乙室中充入1.2 ml HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时活塞如图。已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g。
请回答下列问题：
(1)甲室中气体的物质的量为________ ml。
(2)甲室中气体的质量为________ g。
(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为________，质量之比为________。
(4)如果将活塞a去掉，当HCl与NH3完全反应后，活塞b将静止于刻度“________”(填数字)处。
[解析] (1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 ml。(2)HCl气体的质量为1.2 ml×36.5 g·ml－1＝43.8 g，则甲室中气体的质量为43.8 g－33.8 g＝10 g。(3)设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝2 ml,17 g·ml－1×x＋2 g·ml－1×y＝10 g))
解得x＝0.4 ml，y＝1.6 ml，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 ml∶1.6 ml＝1∶4，其质量之比＝(0.4 ml×17 g·ml－1)∶(1.6 ml×2 g·ml－1)＝17∶8。(4)甲室中NH3的物质的量为0.4 ml，能与0.4 ml HCl反应，剩余气体为2.4 ml，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b会移至“6”处。
[答案] (1)2 (2)10 (3)1∶4 17∶8 (4)6
12．合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比4∶5，其中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α-铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水)__________________________ ______________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________，生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·ml－1)。
[解析] (1)设FeO、Fe2O3物质的量分别为x ml、y ml，根据铁、氧原子物质的量之比得：(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，Fe2＋与Fe3＋物质的量之比＝x∶2y＝1∶1。(2)根据催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2，可推知，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，混合物中铁的质量分数为eq \f(3×56,72＋160)×100%≈72%。(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，原料480 g Fe2O3的物质的量为3 ml，Fe2O3～2FeO，原料中必须有eq \f(1,3)的Fe2O3参加反应，即1 ml Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 ml C反应，即6 g C，生成CO2的物质的量为0.5 ml，在该条件下体积为12 L。
[答案] (1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe2O3＋Ceq \(=====,\s\up14(高温))4FeO＋CO2↑ (4)6 g 12 L
13．物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算(设NA为阿伏加德罗常数的值)：
(1)2.3 g乙醇含有________个H原子，所含共价键的物质的量为________，其中官能团羟基所含的电子数为________。
(2)某条件下，8 g氧气所占的体积为6 L，则在该条件下的气体摩尔体积为________。
(3)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 ml Cl－，则此氯化物的摩尔质量为________。
(4)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后，生成Fe的质量为________ g，转移的电子数目为________。
[解析] (1)2.3 g乙醇的物质的量为eq \f(2.3 g,46 g·ml－1)＝0.05 ml，含有H原子的物质的量为0.05 ml×6＝0.3 ml，含有H原子数为0.3NA；1个乙醇分子共含有8个共价键，则0.05 ml乙醇分子中含共价键的物质的量为0.05 ml×8＝0.4 ml；0.05 ml乙醇分子中含0.05 ml 羟基，0.05 ml羟基含有电子的物质的量为9×0.05 ml＝0.45 ml，含有电子数为0.45NA。(2)8 g氧气的物质的量为eq \f(8 g,32 g·ml－1)＝0.25 ml，则该条件下的气体摩尔体积为eq \f(6 L,0.25 ml)＝24 L·ml－1。(3)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 ml Cl－，则该氯化物的物质的量为0.1 ml，则此氯化物的摩尔质量为eq \f(9.5 g,0.1 ml)＝95 g·ml－1。(4)标准状况下6.72 L一氧化碳的物质的量为eq \f(6.72 L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml,0.3 ml CO完全反应生成二氧化碳失去的电子的物质的量为0.3 ml×(4－2)＝0.6 ml，转移电子的数目为0.6NA，根据得失电子守恒，反应生成铁的物质的量为eq \f(0.6 ml,3－0)＝0.2 ml，质量为56 g·ml－1×0.2 ml＝11.2 g。
[答案] (1)0.3NA 0.4 ml 0.45NA (2)24 L·ml－1 (3)95 g·ml－1 (4)11.2 0.6NA相同条件
结论
语言叙述
同温同压
eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)
同温同压下，气体的体积与其物质的量成正比
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比
同温同容
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比