高三化学一轮复习讲义第1章 第1节　物质的量　气体摩尔体积

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1．物质的量 阿伏加德罗常数
2．摩尔质量
(1)含义：单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)符号M，单位g/ml(或g·ml－1)，表达式：M＝eq \f(m,n)。
(3)示例：Mg的摩尔质量是24g/ml，SO2的摩尔质量是64g/ml，COeq \\al(2－,3)的摩尔质量是60g/ml。由此可知，以g/ml 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原子质量或相对分子质量。
[应用体验]
1．(1)H2O的摩尔质量与1 ml H2O的质量在数值上相等吗？为什么？
(2)阿伏加德罗常数与6.02×1023的意义相同吗？为什么？
[提示] (1)不一定相等。两者的单位没有指明，数值不一定相等。
(2)不相同。阿伏加德罗常数是一物理量，单位为ml－1，数值约为
6.02×1023；而6.02×1023只是一个数值。
2．某气体的摩尔质量为M g/ml，分子数目为N，质量是m g，阿伏加德罗常数为NA，m(C)为一个12C原子质量。试说明下列各式所表示的意义。
(1)eq \f(N,NA)：__________________________________________________。
(2)eq \f(M,NA)：__________________________________________________。
(3)eq \f(\f(m,N),\f(1,12)mC)：_____________________________________________。
[提示] (1)气体的物质的量 (2)一个气体分子的质量
(3)气体的相对分子质量
[考点多维探究]
角度1 与物质的量有关概念的理解
1．下列说法正确的有________(填序号)。
①1 ml不同的物质，其质量不一定相等
②“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
③0.012 kg 12C中所含的碳原子数为NA
④1 ml任何物质都含有约6.02×1023个分子
⑤H2SO4的摩尔质量为98 g
⑥1 ml H3PO4分子中含有3NA个H、NA个P和4NA个O
⑦阿伏加德罗常数是一固定常数，没有单位，约为6.02×1023
⑧2 ml Na2CO3固体中含有2NA个Na2CO3分子
⑨1 ml氨气中含有1 ml氮和3 ml氢
⑩H2SO4的相对分子质量等于H2SO4的摩尔质量
[解析] ②物质的量不是单位；④物质不一定由分子构成，也可能由原子或离子构成；⑤摩尔质量的单位为g/ml；⑦NA有单位ml－1；⑧Na2CO3固体中不含分子；⑨1 ml氮、3 ml氢所指粒子不明确，应为1 ml N、3 ml H；⑩摩尔质量的单位没有指明。
[答案] ①③⑥
(1)使用摩尔作单位时，必须用化学式指明粒子的种类，如1 ml H 不能描述为1 ml 氢等。
(2)摩尔质量、相对分子(原子)质量、1 ml物质的质量三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。如Fe的摩尔质量为56 g·ml－1，Fe的相对原子质量为56，1 ml Fe的质量为56 g。
(3)离子化合物中含有阴、阳离子，不含有分子。
角度2 N、NA、n、m、M等物理量的计算与判断
2．(2017·渝中区联考)某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是( )
【导学号：95812000】
①该硫原子的相对原子质量为eq \f(12a,b)
②m g该硫原子的物质的量为eq \f(m,aNA) ml
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③ B．②④
C．①② D．②③
C [①Mr(S)＝eq \f(a,\f(1,12)×b)＝eq \f(12a,b)；②n(S)＝eq \f(m,a×NA) ml＝eq \f(m,aNA) ml；③M(S)＝aNA g/ml；④a g该硫原子所含的电子数为16。]
3．完成下列计算与判断。
(1)49 g H2SO4中含有氧原子数为________。
(2)含0.4 ml Al2(SO4)3的溶液中，含________ml SOeq \\al(2－,4)，Al3＋的物质的量________(填“>”“4)、乙醇、乙酸等。
(2)要注意物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
[考题重组1] 下列说法正确的是________(填序号)。
①(2015·广东高考)标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子
②(2014·广东高考)标准状况下，22.4 L氨水含有NA个NH3分子
③(2016·江苏高考)常温常压下，22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个
④(2016·四川高考)标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
⑤标准状况下，NA个CCl4分子占有的体积为22.4 L
⑥常温常压下，22.4 L H2含有的分子数小于NA
⑦标准状况下，11.2 L己烷含有的氢原子数为7NA
⑧常温常压下，46 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子数为3NA
[解析] ①标准状况下，22.4 L(即1 ml)N2和H2的混合气体，含有原子数应为2NA；②氨水为溶液，无法用22.4 L/ml计算其物质的量；③常温常压下，22.4 L Cl2不是1 ml；⑤标况下，CCl4为非气态；⑦标况下，己烷为液态。
[答案] ④⑥⑧
命题点2 一定量的物质中粒子数目的分析
(1)特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如
①Deq \\al(16,2)O(M＝20，中子数10)，H eq \\al(18, 2)O(M＝20，中子数10)。
②稀有气体分子为单原子分子。
③—OH与OH－中含有的电子数不同。
(2)等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同，如NO2与N2O4，C2H4与C3H6，O2与O3。
(3)等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同，如N2与CO，CO2与N2O，H2SO4与H3PO4。
(4)等物质的量的NO2与SO2中氧原子数相同。
[考题重组2] 下列说法不正确的是________(填序号)。
①(2015·全国卷Ⅰ)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
②(2015·四川高考)2.0 g H eq \\al(18, 2)O与D2O的混合物中所含中子数为NA
③(2016·全国乙卷)14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
④(2013·全国卷Ⅱ)1 ml的羟基与1 ml的氢氧根离子所含电子数均为9NA
⑤(2012·课标卷)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
⑥(2012·课标卷)常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
⑦12 g金刚石和石墨混合物中含有的碳原子数为NA
⑧标准状况下，11.2 L氖气分子中含有的原子数为NA
⑨49 g H3PO4和H2SO4的混合物中氧原子数为2NA
[解析] ①18 g D2O和18 g H2O的物质的量不相同，则含有的质子数不相同；
②H eq \\al(18, 2)O与D2O的摩尔质量均为20 g/ml，含有的中子数均为10，故2.0 g混合物中含有的中子数为NA；
③二者最简式均为CH2，故14 g CH2中含H原子数为2NA；
④—OH与OH－含有的电子数不同；
⑤乙烯与C4H8的最简式相同即CH2，故28 g混合气体中含CH2的物质的量为2 ml，即含有的碳原子数为2NA；
⑥NO2与N2O4的最简式均为NO2；
⑦金刚石和石墨均由C原子构成，等质量时含有的C原子数相同；
⑧氖气分子为单原子分子；
⑨H3PO4与H2SO4的摩尔质量均为98 g/ml。
[答案] ①④⑧
命题点3 一定量的物质中共价键数目的分析
常见物质中的共价键数目
(1)H2O—2、NH3—3、CH4—4。
(2)CnH2n＋2中C—C：(n－1)、C—H：(2n＋2)。
(3)金刚石中1 ml C形成2 ml C—C。
(4)石墨中1 ml C形成1.5 ml C—C。
(5)SiO2中1 ml SiO2中含4 ml Si—O。
(6)苯分子中不含有C—C或C===C。
(7)CO2中C===O为2个。
(8)乙醇分子：C—H(5个)，C—C(1个)，C—O(1个)，O—H(1个)。
[考题重组3] 下列说法正确的是________(填序号)。
①(2016·全国乙卷)标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
②78 g苯含有C===C的数目为3NA
③常温下，8 g CH4含有2NA个C—H
④12 g金刚石中含有的共价键数为4NA
⑤34 g NH3中含N—H数目为2NA
⑥标况下，2.24 L乙烷中含共价键数为0.7NA
⑦常温下，58 g C4H10中含有共价键数为14NA
⑧30 g SiO2中含有Si—O数目为2NA
⑨23 g乙醇中含有的共价键数为4NA
[解析] ①标况下，CCl4为液态；②苯分子中不含有C===C；③共价键数为eq \f(8,16)×4NA＝2NA；④12 g C形成C—C 2NA；⑤N—H为6NA；⑥1个C2H6分子中共价键为7，故0.1 ml乙烷含共价键0.7NA；⑦1 ml C4H10中含有共价键数为13NA；⑧1 ml SiO2中含4NA Si—O；⑨1 ml乙醇(CH3CH2OH)中含有8NA共价键。
[答案] ③⑥⑧⑨
命题点4 电解质溶液中的粒子数目分析
判断电解质溶液中的粒子数目时注意“三看”：一看是否有弱电解质的电离；二看是否有弱离子的水解；三看是否指明了溶液的体积；弱电解质在水溶液中部分电离，可水解盐溶液中离子发生微弱水解，都会导致粒子数目减少。同时还应注意溶剂水中H、O原子数目。
[考题重组4] 下列说法正确的是________(填序号)。
①(2015·全国卷Ⅰ)2 L 0.5 ml·L－1亚硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NA
②(2013·全国卷Ⅱ)1.0 L 1.0 ml·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
③室温下，1 L pH＝13的NaOH溶液中，由水电离的OH－离子数目为0.1NA
④1 L 0.5 ml/L的Na2CO3溶液中阴阳离子总数大于1.5NA
⑤1 L 0.1 ml/L的NaHS溶液中HS－和S2－的离子数之和为0.1NA
⑥(2016·四川高考)0.1 L 0.5 ml/L CH3COOH溶液中含有的H＋数为0.05NA
⑦100 g 17%的氨水中含有NH3·H2O数目为NA
⑧1 L 0.5 ml/L的NaClO溶液中ClO－的数目小于0.5NA
[解析] ①H2SO3为弱酸，不能完全电离；②H2O中也含有氧原子；③由水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－13ml/L，故1 L溶液中水电离出的OH－为10－13NA；④COeq \\al(2－,3)水解生成HCOeq \\al(－,3)和OH－，阴离子数目增多；⑤根据物料守恒知n(HS－)＋n(H2S)＋n(S2－)＝0.1 ml；⑥CH3COOH溶液不完全电离，含有的H＋数小于0.05NA；⑦氨水中还存在NH3和NHeq \\al(＋,4)；⑧ClO－水解，数目减少。
[答案] ④⑧
命题点5 氧化还原反应中转移电子数计算分析
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NaOH发生歧化反应时1 ml Cl2转移1 ml电子，其他反应一般转移2 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。三要注意过量问题，如FeBr2溶液中通入少量Cl2与足量Cl2，转移的电子数是不一样的。
[考题重组5] 下列说法正确的是________(填序号)。
①(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时，生成0.1 ml氧气转移的电子数为0.2NA
②(2015·广东高考)3 ml单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA个电子
③(2015·四川高考)50 mL 12 ml/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
④(2016·四川高考)2.4 g Mg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA
⑤(2012·课标卷)常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA
⑥5NH4NO3eq \(=====,\s\up15(△),\s\d15( ))2HNO3＋4N2↑＋9H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75NA
⑦标准状况下，3.36 L NO2与水充分反应转移的电子数为0.05NA
⑧1 ml Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA
[解析] ③盐酸不能完全反应，转移的电子数小于0.3NA；④N(e－)＝eq \f(2.4,24) ml×2NA ml－1＝0.2NA；⑤常温常压下，22.4 L Cl2的物质的量小于1 ml；⑦N(e－)＝eq \f(3.36 L,22.4 L·ml－1)×eq \f(2,3)×(5－4)NA＝0.1NA。
[答案] ①②⑥⑧
命题点6 一些特殊反应的问题分析
常见特殊反应分析：
(1)NO与O2反应生成NO2，NO2又部分转化成N2O4。
(2)一些可逆反应不能反应完全：如N2与H2化合生成NH3，SO2与O2反应生成SO3，Cl2与H2O反应等。
(3)浓H2SO4与Cu反应时浓H2SO4反应不完全，浓HNO3与足量Cu反应，还原产物有NO2和NO，常温下Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3钝化等。
(4)酯化反应与酯的水解反应为可逆反应。
[考题重组6] 下列说法正确的是________(填序号)。
①(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2 ml NO与1 ml O2充分反应，产物的分子数为2NA
②60 g乙酸与足量乙醇发生酯化反应，充分反应后断裂的C—O键数目为NA
③(2014·广东高考)56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
④标况下，将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA
⑤(2016·全国乙卷)1 ml N2与4 ml H2反应生成的NH3分子数为2NA
⑥1 ml CH3COOC2H5在足量稀H2SO4溶液中水解得到乙醇分子数为NA
[解析] ①NO与O2反应生成NO2，NO2又部分生成N2O4，故生成的分子数小于2NA；②酯化反应为可逆反应，60 g乙酸不完全反应；③常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化；④Cl2与H2O的反应为可逆反应，1 ml Cl2不能完全反应，转移电子数小于NA；⑤N2与H2的反应为可逆反应，不能完全反应，生成NH3分子数小于2NA；⑥该水解反应为可逆反应。
[答案] ④
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)摩尔质量为M g/ml的气体，一个分子的质量为eq \f(M,NA) g。( )
(2)n ml O2的粒子数为N，则阿伏加德罗常数为eq \f(N,n)。( )
(3)以体积比2∶1(同温同压下)混合的N2与CO2混合气体的相对分子质量为36。( )
(4)利用气体摩尔体积可以计算一个气体分子的大致体积。( )
(5)在同温同压下，1体积A2(g)与3体积B2(g)反应生成2体积C(g)，则C的组成为AB3。( )
(6)在常温常压下，Cl2的密度为eq \f(71,22.4) g/L。( )
(7)44 g CO2与N2O的混合气体中含有的原子数为NA。( )
(8)过量Cu投入含0.4 ml HNO3的浓HNO3中，在标准状况下生成的气体体积为4.48 L。( )
(9)在标准状况下，22.4 L CH4与18 g H2O所含有的电子数均为10NA。( )
(10)室温下向1 L pH＝1的醋酸溶液中加水，所得溶液的H＋数目大于0.1NA。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)√
2．一题串知，覆盖高考考什么
(2015·全国卷Ⅱ)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B．1 L 0.1 ml·L－1的NaHCO3溶液中HCOeq \\al(－,3)和COeq \\al(2－,3)离子数之和为0.1NA
C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D．235 g核素eq \\al(235, 92)U发生裂变反应：eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)neq \(――→,\s\up15(裂变))eq \\al(90,38)Sr＋eq \\al(136, 54)Xe＋10eq \\al(1,0)n，净产生的中子(eq \\al(1,0)n)数为10NA
(1)60 g丙醇的物质的量为________，含有氢原子的物质的量为________。[考查物质的量计算]
(2)1 L 0.1 ml/L的NaHCO3溶液与足量稀H2SO4充分反应，生成的CO2在标准状况下的体积为________L。[考查气体摩尔体积的有关计算]
(3)在同温同压下，等物质的量的Na生成Na2O和Na2O2所需O2的体积比为________。[考查阿伏加德罗定律]
(4)60 g丙醇完全燃烧过程中转移的电子数目为_____。[考查阿伏加德罗常数]
(5)235 g核素eq \\al(235, 92)U的中子数为________。[考查原子结构]
[答案] C (1)1 ml 8 ml (2)2.24 (3)1∶2
(4)18NA或1.083 6×1025 (5)143NA或8.608 6×1025
考纲定位
考情播报
1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(ml)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
2016·全国乙卷T8/全国丙卷T11(D)
2015·全国卷ⅠT8/全国卷ⅡT10、T28(1)
2014·全国卷ⅡT27(4)、T28(6)
2013·全国卷ⅡT9
2012·全国卷T9、T26(2)