第09讲 物质的量 气体摩尔体积-【暑假衔接】新高一化学暑假讲义+习题（人教版2019必修第一册）

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第09讲 物质的量 气体摩尔体积
1、了解物质的量及其单位、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义与应用。
2、能从物质的量的角度认识物质的组成及变化。
3、理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。
一、物质的量的单位——摩尔
1．物质的量
(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，用符号n表示。
(2)物质的量的单位——摩尔
(3)表示方法及含义
表述微观粒子的物质的量时，必须指明微观粒子的符号、化学式或具体名称，而不能直接用元素名称表示，一般用“数量＋单位＋粒子”来表示，如1 ml H指1ml氢原子，1mlH2指1ml氢分子，而不能指1ml氢。
2．阿伏加德罗常数
3．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式：n＝eq \f(N,NA)。
(2)结论：微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。
二、摩尔质量
1．摩尔质量
2．物质的量、质量和摩尔质量之间的关系n＝eq \f(m,M)。
3．以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系：eq \f(m,M)＝n＝eq \f(N,NA)。
二、气体摩尔体积
1、决定物质体积大小的因素
2、气体摩尔体积
3、标准状况下的气体摩尔体积
4、理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4L·ml－1，非标准状况时不能使用。
(2)n＝eq \f(V,Vm)，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于标准状况下的固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)，均不适用。
四、阿伏加德罗定律及推论
1、阿伏加德罗定律
（1）内容：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
（2）注意：
①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体。
②同温、同压、同体积、同分子数，“四同”相互制约，即“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
考点一：物质的量及单位
例1．（2023宁夏青铜峡市高级中学高一月考）下列对于“摩尔”的理解正确的是
A. 摩尔是一个基本物理量，表示物质所含粒子的多少
B. 摩尔可以把物质宏观数量与微观粒子的数量联系起来
C. 1 ml氢中含有2 ml氢原子
D. 国际上规定，0.012kg12C所含有的碳原子数目为1摩
【答案】D
【解析】摩尔是物质量的单位，物质的量（而不是摩尔）是国际科学界建议采用的一种物理量，表示含有一定数目粒子的集体，A错误；物质的量是含有一定数目粒子的集体，是连接宏观物质与微观粒子的桥梁，摩尔是单位，B错误；“氢”指代不明确，应该是1 ml氢气或H2中含有2 ml氢原子，C错误；国际上规定，0.012 kg12C所含有的碳原子的物质的量为1ml，碳原子指含有6个质子6个中子的原子，D正确。
考点二：摩尔质量
例2．（2023黑龙江省大庆市铁人中学高一月考）2019年3月10日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信，可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭，偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大的能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。下列叙述正确的是( )
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C．1 ml偏二甲肼的质量为60 g·ml－1
D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
【答案】B
【解析】偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·ml－1；6.02×1023个偏二甲肼约为1 ml，其质量约为60 g；6 g偏二甲肼的物质的量为eq \f(6 g,60 g·ml－1)＝0.1 ml，含有的分子数为0.1NA。
考点三： 气体摩尔体积
例3.（2023山东省威海市二中高一月考）标准状况下，22 gCO2的体积是
A．11．2 L· ml－1 B．11．2 L C．22．4 L· ml－1 D．22．4 L
【答案】B
【解析】22gCO2物质的量是0．5ml，标准状况下体积为11．2L
考点四：阿伏加德罗定律及推论
例4．（2023湖北武汉高一华中师大一附中校考期末）在一个恒温、恒容的密闭容器中，有两个可左右自由滑动的密封隔板(a、b)，将容器分成三部分，已知充入的三种气体的质量相等，当隔板静止时，容器内三种气体所占的体积如图所示。下列说法中错误的是
A．分子数目：
B．若Y是O2，则X可能是CH4
C．气体密度：
D．X和Z分子中含有的原子数可能相等
【答案】C
【解析】由题给信息可知，图中X、Y、Z三种气体的压强、温度分别相等，V(X)=V(Z)=2V(Y)，由阿伏加德罗定律可知，n(X) =n(Z)=2n(Y)，所以分子数目N(X)=N(Z)=2N(Y)，A正确；由于三种气体的质量相等，若Y是O2，X是CH4，则符合n(X)=2n(Y)，B正确；由可知，三种气体的密度：2ρ(X)=2ρ(Z)=ρ(Y)，C错误；若X是N2，Z是CO，则n(X) =n(Z)，X和Z含有的原子数相等，D正确。
1、（2023天津河西高一天津市海河中学校考期末）下列说法正确的是
A．摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B．1.8g的离子中含有的电子数为NA
C．同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
D．若气体摩尔体积为22.4L⋅ml−1，则所处条件为标准状况
【答案】B
【解析】物质的量是表示微粒数目集合体的物理量，其单位是摩尔，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，A错误；1.8g的物质的量为0.1ml，每个中含10个电子，故0.1ml/中含NA个电子，B正确；气体单质有单原子分子、双原子分子和多原子分子，故同温同压下，相同体积的任何体积的气体单质所含的原子个数不一定相同，C错误；气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占有的体积，气体体积与温度和压强有关，温度升高，气体体积增大，压强增大，气体体积减小，所以不是在标况下，气体摩尔体积有可能为22.4L⋅ml−1，D错误。
2、（2023安徽省阜阳颍上一中高一上学期期末）同温同压下，相同体积的Cl2和NO2气体，具有相同的( )
A.质量 B.分子数
C.原子数 D.摩尔质量
【答案】B
【解析】由阿伏加德罗推论可知，同温同压下，相同体积的气体，具有相同的分子数，由于Cl2和NO2气体的摩尔质量不同，则气体质量也不同，A、D错误，由于Cl2和NO2分子构成中原子数不同，C错误。
3、（2023江西省南昌市第二中学高一月考）下列说法正确的是
A．气体摩尔体积为22．4ml/L
B．在标准状况下气体摩尔体积为22．4L/ml
C．摩尔质量就是该物质的化学式式量
D．摩尔是物理量不是物理量单位
【答案】B
【解析】气体摩尔体积需要说明状况，即压强和温度，单位为L/ml，A错误；在在标准状况下气体摩尔体积为22．4L/ml，B正确；化学式式量即相对分子质量或相对原子质量，物质的摩尔质量只是数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，C错误；摩尔是物质的量的单位，物质的量是物理量，D错误。
4、（湖南省双峰县第一中学2019-2020学年高一上学期第一次月考）6. 下列叙述中正确的是（ ）
A. 摩尔是物质的质量的单位 B. 碳的摩尔质量为12g
C. 阿伏加德罗常数约为6.02×1023ml﹣1 D. 气体摩尔体积为22.4L/ml
【答案】C
【解析】摩尔是物质的量的单位，A错误；碳的摩尔质量为12g/ml，B错误；阿伏加德罗常数约为6.02×1023/ml，C正确；标准状况下，气体摩尔体积为22.4L/ml，D错误。
5、（2023北京汇文中学高一期末）下列说法中，正确的是
A．过氧化钠与水反应时，失去电子的数目为
B．标准状况下，的体积是
C．含有的电子总数为
D．和的混合气体中含有的分子总数是
【答案】C
【解析】过氧化钠中的两个氧，一个氧化合价升高，一个氧化合价降低，因此过氧化钠与水反应时，失去电子的数目为，A错误；在标准状况下是非气态物质，无法计算1ml水的体积，B错误；物质的量为1ml，1个氨气含10个电子，因此17g氨气含有的电子总数为，C正确；和的混合气体中含有的分子总数是，D错误。
6、（2023宁夏育才中学高一月考）在11g某化合物X2S中．含S2﹣0.1 ml．则X的相对原子质量为（ ）
A. 23 B. 24 C. 39 D. 40
【答案】C
【解析】含S2－离子0.1ml，则X2S的摩尔质量为11g÷0.1ml=110g/ml，设X的相对分子质量为M，则2M+32=110，解得M=39，C正确。
7、（2023河南省许昌高级中学高一月考）一定温度和压强下，30L某种气态纯净物质中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列说法错误的是
A. 每个该气体分子含有2个原子
B. 该温度和压强可能是标准状况
C. 标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 L
D. 若O2在该条件下为气态，则1ml O2在该条件下的体积也为30 L
【答案】B
【解析】6.02×1023个分子，即物质的量为1ml，这些分子由1.204×1024个原子组成，依据计算1ml分子中含有2ml原子，该气体中每个分子含有2个原子，A正确；标准状况下该纯净物若为气态，物质的量为1ml，其体积约是22.4L，而1ml该气体体积为30L，则不是标准状况，B错误；标准状况下该纯净物若为气态，物质的量为1ml，则其体积约是22.4 L，C正确；同温、同压、同物质的量的气体体积相同，所以若O2在该条件下为气态，则1 ml O2在该条件下的体积也为30L，D正确。
8、（2023福建省泉州市永春华侨中学高一月考）标准状况下，有①6.72L CH4，②3.01×1023个HCl，③13.6g H2S ，④0.2ml NH3，则下列四种气体的关系表示正确的是（）
A. 体积：④＜①＜②＜③ B. 密度：①＜③＜④＜②
C. 质量：④＜①＜③＜② D. 氢原子数：②＜③＜④＜①
【答案】C
【解析】①6.72LCH4物质的量为=0.3ml，②3.01×1023个HCl分子的物质的量为=0.5ml，③13.6gH2S的物质的量为=0.4ml，④0.2mlNH3。相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积：④＜①＜③＜②，A错误；各物质的摩尔质量分别为①CH4为16g/ml，②HCl为36.5g/ml，③H2S为34g/ml，④NH3为17g/ml，相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，所以密度①＜④＜③＜②，B错误；各物质的质量分别为①CH4为0.3ml×16g/ml=4.8g，②HCl为0.5ml×36.5g/ml=33.25g，③H2S13.6g，④NH3为0.2ml×17g/ml=3.4g，所以质量④＜①＜③＜②，C正确；各物质中H原子的物质的量分别为①CH4为0.3ml×4=1.2ml，②HCl为0.5ml，③H2S为0.4ml×2=0.8ml，④NH3为0.2ml×3=0.6ml，所以氢原子个数②＜④＜③＜①，D错误。
9、（2023北京海淀清华附中高一期末）下列说法中，正确的是
A．35.5gCl2的物质的量为1ml
B．标准状况下，1ml H2O的体积是22.4L
C．0.5 ml∙L−1NaCl溶液中含有0.5mlNa+
D．1mlCO2中含有的分子数约为6.02×1023
【答案】D
【解析】35.5gCl2的物质的量为，A错误；标准状况下，H2O是非气态的物质，因此1ml水的体积不是22.4L，B错误；0.5ml∙L−1NaCl溶液，溶液体积未知，无法计算溶液中Na+的物质的量，C错误；1mlCO2中含有的分子数约为1ml×6.02×1023 ml−1＝6.02×1023，D正确。
10、（2023山东菏泽曹县一中高一期末改编）回答下列问题：
(1)含1.0mlFe3+的Fe2(SO4)3中所含SO的物质的量是______。
(2)等质量的N2、NH3、NO2、Cl2四种气体中，在相同温度和压强下，体积最大的是______。
(3)实验室常用KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O制取少量氯气。若转移电子数目为NA，则产生Cl2的体积为______(标准状况)，被氧化的HCl的物质的量为______。
【答案】(1)1.5ml
(2)NH3
(3)13.44L 1ml
【解析】（1）由化学式可知，1.0mlFe3+的Fe2(SO4)3中所含SO的物质的量是；
（2）等质量的N2、NH3、NO2、Cl2四种气体中物质的量与其相对分子质量成反比，物质的量最多的为NH3；根据阿伏伽德罗定律可知，在相同温度和压强下，体积最大的是NH3；
（3）反应中电子转移为：，若转移电子数目为NA，则产生Cl20.6ml，体积为13.44L(标准状况)，6分子HCl中有5分子HCl被氧化，则被氧化的HCl的物质的量为1ml；
1、（2023江西省南昌市第二中学高一月考）下列数量的各物质所含原子数由大到小顺序排列的是①0.5ml NH3②22.4L氦气（标准状况）③4℃时9mL水 ④0.2ml Na3PO4（ ）
A. ①④③② B. ④③②① C. ②③④① D. ①④②③
【答案】A
【解析】①0.5ml NH3 含原子的物质的量为0.5×4=2ml；②标况下22.4L He含原子的物质的量为22.4L/(22.4L·ml-1)=1ml；③4℃时水的密度为1g/cm3，9mL水的质量为9g，含原子的物质的量为3×9g/18g/ml=1.5ml；④0.2ml Na3PO4中含原子的物质的量为0.2ml×8=1.6ml；则所含原子数按由大到小顺序排列为①④③②；A正确。
2、(2023北京人大附中月考)2020年11月24日长征五号火箭成功发射嫦娥五号探测器。偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能液态燃料，其燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．标准状况下，1 ml偏二甲肼的体积约为22.4 L
C．6 g偏二甲肼分子中含有0.1NA个N2分子
D．NA个偏二甲肼分子的质量为60 g
【答案】D
【解析】摩尔质量的单位是g·ml－1，A错误；偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能液态燃料，不能使用气体摩尔体积，B错误；偏二甲肼分子中不含氮气分子，C错误；偏二甲肼的摩尔质量为60 g·ml－1，NA个偏二甲肼分子的物质的量为1 ml,1 ml偏二甲肼的质量为60 g，D正确。
3、（2023广东广州市广外附设外语学校高一期末）火药是中国的“四大发明”之一。黑火药在发生爆炸时，发生的反应为。下列有关说法正确的是
A．与S是氧化剂 B．当转移时，有生成
C．是还原产物 D．还原性
【答案】A
【解析】N的化合价由+5价降低到0价，得电子，作氧化剂，S由0价降低到-2价，得电子，作氧化剂，A正确；因为未知N2是否在标准状态，故无法准确计算物质的量，B错误；C的化合价由0价升高到+4价，作还原剂，发生氧化反应，故CO2为氧化产物，C错误；C为还原剂，N2与K2S为还原产物，D错误。
4、(2023黑龙江大庆中学高一上期末)同温同压下，有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体，下列有关说法错误的是( )
A．气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B．所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C．密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D．所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
【答案】D
【解析】根据n＝eq \f(m,M)可知，质量相同时，摩尔质量越大，物质的量越小，同温同压下气体的体积与物质的量成正比，质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2，A项正确；根据n＝eq \f(m,M)可知，质量相同时，摩尔质量越大，物质的量越小，所含分子数越少，同温同压下，质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2，B项正确；根据阿伏加德罗定律推论：同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的摩尔质量由小到大的顺序是H2