备战2021 高考化学 考点05 物质的量 气体摩尔体积（解析版） 24页

考点 05 物质的量 气体摩尔体积 一、物质的量与阿伏加德罗常数一、物质的量与阿伏加德罗常数 1．物质的量 （1）物质的量 表示含有一定数目粒子的集合体，符号为 n。物质的量是一个物理量，与质量一样，不受外界条件的影响。 例如：任何条件下，2 g H2 的物质的量必为 1 mol，所含分子数必为 NA；1 mol H2 在任何条件下质量必 为 2 g，分子数必为 NA。 （2）摩尔 摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为 mol。 例如：1 mol 粒子集体所含的粒子数与 0.012 kg 12C 中所含的碳原子数相同，约为 6.02×1023。 摩尔的使用标准：在用摩尔量度微观粒子时，一定要指明微观粒子的种类（或用能表明粒子种类的化 学式表示）。 例如：1 mol Fe、1 摩尔铁原子、1 mol Fe2+、1 mol 亚铁离子的表示方法都正确，而 1 摩尔铁中的粒子 种类是铁原子还是铁离子，指代不明，所以这种表示方法错误。 2．阿伏加德罗常数 1 mol 任何粒子含有的粒子数叫做阿伏加德罗常数，通常用 6.02×1023 mol−1 表示。 符号：NA，即 NA=6.02×1023 mol−1。 3．粒子数 符号：N 物质的量（n）、粒子数（N）、阿伏加德罗常数(NA)之间的计算公式： A Nn N  4．摩尔质量 （1）单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为 M，常用的单位是 g/mol （或 g· mol−1）。 摩尔质量、质量、物质的量之间的计算关系： mM n  （2）数值：某粒子的摩尔质量以 g·mol−1 为单位时，其在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分 子质量。 例如：M(O2)=32 g· mol−1 M(Fe)=56 g· mol−1 特别提醒 （1）物质的量是计量微观粒子的物理量，只适用于微观粒子。 （2）粒子指微观粒子，一般包括分子、原子、原子团、离子等。1 mol 任何粒子的粒子数等于阿伏加 德罗常数，因此粒子数 N=n×NA。 （3）混合物的平均摩尔质量，当以 g·mol−1 为单位时，其在数值上等于该混合物的平均相对分子质量。 二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积 1．概念 单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为 Vm。 常用的单位有 L/mol (或 L·mol−1)、m3/mol (或 m3·mol−1)。 2．数值 在标准状况（0℃、101 kPa）下，气体摩尔体积约为 22.4 L/mol(或 22.4 L·mol−1)。 3．计算关系 物质的量、气体体积、气体摩尔体积之间的关系为 m Vn V  。 4．影响因素 气体摩尔体积受温度与压强的影响，在非标准状况的条件下，其数值可能不等于 22.4。因此，使用标准 状况下的气体摩尔体积计算气体的体积时，要注意题给条件是否为标准状况。 知识拓展 （1）决定气体体积大小的因素：①气体粒子数的多少；②气体粒子间平均距离的大小。气体分子间的 平均距离比分子本身的直径大得多，因此，当气体的物质的量（粒子数）一定时，决定气体体积大小的主 要因素是粒子间的平均距离。 （2）影响气体分子间平均距离大小的因素：温度和压强。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。 当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是相等的，故当气体的物质的量（粒子数）一定时， 其体积是一个定值。 （3）在常温常压下，气体分子间的平均距离比标准状况下的大，所以常温常压下，气体的 Vm＞22.4 L·mol−1。 （4） m Vn V  同样适用于混合气体的计算。 （5）标准状况下，非气态物质有 H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4、氟化氢等。 三、阿伏加德罗定律及其推论三、阿伏加德罗定律及其推论 1．阿伏加德罗定律 在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，人们将这一结论称为阿伏加德罗定律。 可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。 2．阿伏加德罗推论 前提条件 结论 公式 语言叙述 T、p 相同 1 1 2 2 V n V n  同温同压下，两气体的体积之比等于其物质的量 之比 T、p 相同 1 1 2 2 M M    同温同压下，两气体的密度之比等于其摩尔质量 （或相对分子质量）之比 T、V 相同 1 1 2 2 p n p n  同温同体积下，两气体的压强之比等于其物质的 量之比 T、p、m 相同 1 2 2 1 V M V M  同温同压同质量下，两气体的体积与其摩尔质量 （或相对分子质量）成反比 T、V、m 相同 1 2 2 1 p M p M  同温同体积同质量下，两气体的压强与其摩尔质 量（或相对分子质量）成反比 考向一 有关阿伏加德罗常数 NA 的考查 典例 1 NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ） A．常温常压下，124gP4 中所含 P—P 键数目为 4NA B．100mL1mol·L−1FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目为 0.1NA C．标准状况下，11.2L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2NA D．密闭容器中，2molSO2 和 1molO2 催化反应后分子总数为 2NA 【答案】C 【解析】 A. 常温常压下，124 g P4 的物质的量是 1mol，由于白磷是正四面体结构，含有 6 个 P－P 键，因此其中所含 P—P 键数目为 6NA，A 错误； B. 铁离子在溶液中水解，所以 100 mL 1mol·L−1FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目小于 0.1NA，B 错误； C. 甲烷和乙烯分子均含有 4 个氢原子，标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯混合物的物质的量是 0.5mol，其中 含氢原子数目为 2NA，C 正确； D. 反应 2SO2+O2 2SO3 是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2 和 1 mol O2 催化反应后分子总数大 于 2NA，D 错误。答案选 C。 1．设 NA 为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是 A．28 g 乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 4NA B．常温常压下，22.4 L 的甲烷所含的分子数为 NA C．1 mol 甲基(—CH3)所含电子数为 10NA D．标准状况下，4.48 L CCl4 含有的共价键数为 0.8NA 【答案】A 【解析】 【详解】 A．28 g 乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为： 28g 14g / mol ×2×NA＝4NA，故 A 正确； B．常温常压 Vm 大于 22.4L/mol，常温常压下，22.4 L 的甲烷所含的分子数小于 NA，故 B 错误； C．1 个甲基含有 9 个电子，1 mol 甲基(﹣CH3)所含电子数为 9NA，故 C 错误； D．标况下四氯化碳为液体，不能使用气体摩尔体积，故 D 错误； 故答案为 A。 解答有关阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤 （1）看：看所给数据是体积、质量还是物质的量。 如果所给数据是质量或物质的量，该类数据不受外界条件的限制。 （2）定：确定对象是气体、固体还是液体。如果是气体，要注意外界条件是否为“标准状况”。 （3）算：根据所求内容进行计算，在求算时要注意： ①不要直接利用溶液的浓度代替指定物质的物质的量进行计算。 ②同种物质在不同的氧化还原反应中“角色”可能不同，电子转移数目也可能不同，不能一概而论。如 Cl2 与 NaOH、Fe 的反应，Fe 与 Cl2、S 的反应。 考向二 有关粒子数目的计算，基本概念的理解与应用 典例 1 下列叙述中，错误的是 A．阿伏加德罗常数的符号为 NA，其近似值为 6.02×1023 mol－1 B．等物质的量的 O2 与 O3，所含氧原子数相同 C．在 0.5 mol Na2SO4 中，含有的 Na＋数约是 6.02×1023 D．摩尔是物质的量的单位 【答案】B 【解析】 A．阿伏加德罗常数的符号为 NA，其近似值为 6.02×1023mol-1，故 A 正确； B．等物质的量的 O2 与 O3 所含氧原子数之比为 2:3，故 B 错误； C．0.5 mol Na2SO4 中含有 Na+ 的物质的量为 0.5 mol×2=1 mol，数目约是 6.02×1023，故 C 正确； D．物质的量的单位是摩尔，故 D 正确。 故选 B。 2．下列有关说法中错误的是 A．1 mol X 物质的质量即为 X 的摩尔质量 B．原子质量为 a g 的 AZX，其相对原子质量为 aNA(NA 为阿伏加德罗常数的值) C．若硫的某种化合物 SB2 的相对分子质量为 M，则 1 mol B 的质量为(0.5M－16)g D．磷酸的摩尔质量以 g·mol－1 为单位时，与 NA 个磷酸分子的质量在数值上相等 【答案】A 【解析】1 mol 物质的质量与摩尔质量数值相等、单位不同，前者单位是 g，后者单位是 g·mol－1，A 错 误；相对原子质量数值为 1 mol 原子的质量，为 aNA，B 正确；B 的相对原子质量为(M－32)× 1 2 ，则 1 mol B 的质量为 1 mol×(M－32)× 1 2 g·mol－1=(0.5M－16)g，C 正确。NA 个磷酸分子的物质的量为 1 mol，其质 量为 98 g，磷酸的摩尔质量为 98 g/mol，所以磷酸的摩尔质量与 NA 个磷酸分子的质量在数值上相等，故 D 正确。 考向三 气体体积与其他物理量的换算 典例 1 下列说法正确的是 A．1 mol 任何气体的气体摩尔体积都约为 22.4 L·mol－1 B．20 ℃、1.0×105 Pa 时，同体积的 O2 与 CO2 含有相同的分子数 C．当 1 mol 气态物质的体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况 D．2 mol 气体的体积约为 44.8 L 【解析】A 项，没有给出气体所处的温度和压强，无法确定气体摩尔体积；B 项，根据阿伏加德罗定律， 同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，正确；C 项，1 mol 气态物质在非标准状况时，体积 也有可能等于 22.4 L；D 项，没有给出气体所处的温度和压强，不能计算气体的体积。 【答案】B 3．现有 mg 某气体，它由双原子分子构成，摩尔质量为 Mg·mol-1。若阿伏加德罗常数用 NA 表示，则： (1)该气体的物质的量为______mol。 (2)该气体所含原子总数为______个。 (3)该气体在标准状况下的体积为________L。 (4)该气体溶于 1L 水中(不考虑反应)，其溶液中溶质的质量分数为______。 (5)下列所含分子数由多到少的排列顺序是___________。 A．标准状况下 33.6LH2 B．所含电子的物质的量为 4mol 的 H2 C．20℃.45gH2O D．常温下，16gO2 与 14gN2 的混合气体 E．含原子总数约为 1.204×1024 的 NH3 【答案】 m M A2m N M  m22.4 M  m 100%1000+m  C>B>A>D>E 【解析】 （1）已知气体的质量和摩尔质量，则该气体的物质的量为： mn= molM ； （2）该气体是双原子分子，先计算出气体分子的物质的量，再计算气体所含原子总数： A A 2m NN=n N = M  ； （3）在标准状况下，气体的体积为： m mV=n V =22.4 M   ； （4）该气体溶于 1L 水中(不考虑反应)，其溶液中溶质的质量分数为： m mw= 100%= 100%m +m 1000+m  质 质 剂 ； （5）A．标准状况下 33.6LH2，气体的分子数为： A A A A V 33.6N=nN = N = N =1.5NVm 22.4 个； B．所含电子的物质的量为 4mol 的 H2，1mol 氢气带 2mol 电子，故该物质是 2mol H2，气体的分子数为： A AN=nN =2N ； C．20℃.45gH2O，该物质的分子数为： A A A A m 45N=nN = N = N =2.5NM 18 ； D．常温下，16gO2 的物质的量为 0.5mol，14gN2 的物质的量为 0.5mol，混合气体的分子数为：  A A AN=nN = 0.5+0.5 N =N ； E．含原子总数约为 1.204×1024 的 NH3，根据原子数目计算原子的物质的量： 24 23 A Nn= = =2molN 6 1.204 10 00 1. 2   ， 则分子的物质的量为 0.5mol，分子的数目为： A AN=nN =0.5N ； 综上所述，分子数由多到少的排列顺序是： C>B>A>D>E 。 气体摩尔质量的求解方法 考向四 阿伏加德罗定律及其推论的应用 典例 1 设阿伏伽德罗常数的符号为 NA，标准状况下某种 O2 和 N2 的混合气体 mg 含有 b 个分子，则 ng 该混 合气体在相同状况下所占的体积（L）是 A． A 22.4nb N B． A 22.4mb nN C． A22.4n mb N D． A 22.4nb mN 【答案】D 【解析】 标准状况下某种 O2 和 N2 的混合气体 mg 含有 b 个分子，则其物质的量为 A b N mol，所以混合气体的摩尔质 量为 A A mmg = g/molb bmol N N ，所以 ng 该混合气体的物质的量为 A ng m g/molb N = A nb mN mol，标况下的体积为 22.4L/mol× A nb mN mol= A 22.4nb mN L，故答案为 D。 4．如图所示，两个连通容器用活塞分开，在同温同压下，左右两室（体积相同）分别充入 NO 和 O2 后，打 开活塞，使 NO 与 O2 充分反应．下列判断正确的是（不考虑 NO2 转化为 N2O4） A．打开活塞前左右两室分子数相同 B．反应前后 NO 室压强相同 C．最终容器内气体物质的质量比开始小了 D．最终容器内无 O2 存在 【答案】A 【解析】 由同温同压下左右两室体积相同，可知两容器中气体的物质的量一定相等，打开活塞发生反应 2NO+O2=2NO2，充分反应后，O2 过量，反应后总的物质的量减少，压强减小，气体质量不变。 A 项、由同温同压下左右两室体积相同，可知两容器中气体的物质的量一定相等，开始时左右两室分子数 相同，故 A 正确； B 项、打开活塞发生反应 2NO+O2=2NO2，反应后总的物质的量减少，平均充满左右两室，故反应后 NO 室 的气体物质的量要减小，故压强减小，故 B 错误； C 项、由质量守恒定律可知，最终容器内气体物质的质量与开始相同，故 C 错误； D 项、由化学方程式 2NO+O2=2NO2 可知，等物质的量的 NO 与 O2 充分反应，O2 过量，故 D 错误。 故选 A。 （1）阿伏加德罗定律的推论只需记住 pV=nRT 即可。p 为压强，V 为体积，n 为物质的量，R 为常数，T 为 热力学温度。 （2）阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体。 （3）“在标准状况下，1 mol 任何气体的体积都约为 22.4 L”或“在标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4 L·mol−1” 是阿伏加德罗定律的特定情况。 考向五 以物质的量为核心的计算方法 1．差量法 在化学反应过程中，反应前后固体的质量（或气体的体积）产生差量，差量与化学方程式的化学计量 数成比例，利用这种比例快速求得反应物的量或生成物的量的方法叫差量法。 此类题的解题思路为 典 例 1 16 mL 由 NO 与 NH3 组 成 的 混 合 气 体 在 催 化 剂 作 用 下 于 400 ℃ 左 右 可 发 生 反 应 ： 6NO+4NH3 5N2+6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为 17.5 mL，则原混合气体中 NO 与 NH3 的物质的量之比有四种情况：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正确的是 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 【解析】根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O(g) ΔV(气体的体积差) 6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5+6)－(4+6)=1(mL) (理论差量) 9 mL 6 mL 17.5－16=1.5(mL) (实际差量) 由此可知共消耗 15 mL 气体，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是 NO，则 V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6 mL=5∶3，假设剩余的气体全部是 NH3，则 V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=9∶7，但因该反 应是可逆反应，剩余气体实际上是 NO、NH3 的混合气体，故 V(NO)∶V(NH3)介于 5∶3 与 9∶7 之间，对照 所给的数据知 3∶2 与 4∶3 在此区间内。 【答案】C 【方法指导】 1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量 之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。 2．计算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。 3．解题关键：一是明确产生差量的原因，并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结 合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。 2．极值法 极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算 或混合物组成判断的题目，采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物 质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。 具体应用 当题干缺少条件无法列方程组求解时，可先用极值法依据化学方程式求解得到答案的极值 a 值、 b 值，正确答案 c 值应位于 a 值、b 值之间，即 a 值﹥c 值﹥b 值（或 b 值﹥c 值﹥a 值）。 典例 2 在含有 a g HNO3 的稀硝酸中，加入 b g 铁粉充分反应，铁全部溶解并生成 NO，有 4 a g HNO3 被 还原，则 a∶b 不可能为 A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2 【解析】Fe 与 HNO3 反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两种极端情况。 （1）若 Fe 过量，发生反应：3Fe+8HNO3(稀) 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 则有 56 63 b a∶ =3∶8，解得： 3 1 a b  此为 a∶b 的最小值。 （2）若 HNO3 过量，发生反应：Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 则有 56 63 b a∶ =1∶4，解得： 9 2 a b  此为 a∶b 的最大值。 所以 a∶b 的取值范围为 3 9 1 2 a b ≤ ≤ ，即 a∶b 的比值在此范围内均合理。 【答案】A 3．关系式法 （1）解题关键：正确寻找出已知量和未知量之间的物质的量关系。 （2）建立关系式的方法 ①利用化学式找关系式，如 Na2SO4 与它所含的各粒子之间的比例关系为 Na2SO4~2Na+~ 2 4SO  ~4O。 ②原子守恒法 如 NH3 经催化氧化并用水吸收反应产物的过程： 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2 2NO2 3NO2+H2O 2HNO3+NO 经多次氧化和吸收，由 N 元素守恒知：NH3~HNO3。 ③得失电子守恒法 上述过程中，NH3 8e 失 HNO3，O2 4e 得 2 2 O  。 由得失电子总数相等知，NH3 经氧化等一系列过程生成 HNO3，NH3 和 O2 的关系为 NH3~2O2。 典例 3 5.85 g NaCl 固体与足量浓 H2SO4 和 MnO2 共热，逸出的气体又与过量 H2 发生爆炸反应，将爆炸后 的气体溶于一定量水后再与足量锌作用，最后可得 H2________ L(标准状况)。 【解析】若先由 NaCl HCl 算出 HCl 的量，再由 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 算 出 Cl2 的量，……这样计算非常繁琐。找出以下关系式就可迅速求解。 设可得 H2 的物质的量为 x，5.85 g NaCl 的物质的量为 0.1 mol。 NaCl ～ HCl ～ 1 2 Cl2 ～ HCl ～ 1 2 H2 0.1 mol x 显然 x=0.05 mol， 则 V(H2)=0.05 mol×22.4 L·mol－1=1.12 L。 【答案】1.12 1．下列叙述错误的是( ) ①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一； ②1 mol 任何物质都含有约 6.02×1023 个原子；③6.02×1023 就 是阿伏加德罗常数；④氢原子的摩尔质量是 1 g；⑤HCl 的摩尔质量等于 1 mol HCl 分子的质量；⑥1 mol CO2 中含有 1 mol 碳和 2 mol 氧。 A．①②③ B．②③④ C．②③④⑥ D．全部 【答案】D 【解析】 ①中，摩尔不是物理量，是物质的量的单位，错误； ②中，1mol 任何物质都含有约 6.02×1023 个结构粒子，不一定是原子，错误； ③中，阿伏加德罗常数是精确值，而 6.02×1023mol－1 为近似值，错误； ④中，H 的摩尔质量为 1g·mol－1，错误； ⑤中，摩尔质量与质量的单位不同，错误； ⑥中，1mol 碳和 2mol 氧均未指明粒子种类，错误；符合题意的选项为 D； 综上所述，本题选 D。 2．下列对于“摩尔”的理解正确的是 A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量 B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为 mol C．1mol 氧气含 1mol 氧原子 D．1mol 氢含 6.02×1023 个 H2 【答案】B 【解析】 A．摩尔是物质的量的单位，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，故 A 错误； B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为 mol，故 B 正确； C．由于 O2 是双原子分子，所以 1mol 氧气含 2mol 氧原子，故 C 错误； D．使用摩尔时应指明基本微粒的名称，正确的说法是：1mol 氢气（而不是氢）含 6.02×1023 个 H2，故 D 错 误。故选 B。 3．下列叙述正确的是 A．24 g 镁与 27 g 铝中，含有相同的质子数 B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同 C．1 mol 重水与 1 mol 水中，中子数比为 2∶1 D．1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中，化学键数相同 【答案】B 【解析】 A．1 个 Mg 原子中有 12 个质子，1 个 Al 原子中有 13 个质子。24g 镁和 27g 铝各自的物质的量都是 1mol， 所以 24g 镁含有的质子数为 12mol，27g 铝含有的质子的物质的量为 13mol，选项 A 错误。 B．设氧气和臭氧的质量都是 Xg，则氧气（O2）的物质的量为 mol，臭氧（O3）的物质的量为 mol， 所以两者含有的氧原子分别为 ×2= mol 和 ×3= mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样 多的，而每个氧原子都含有 8 个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项 B 正确。 C．重水为 ，其中 含有 1 个中子， 含有 8 个中子，所以 1 个重水分子含有 10 个中子，1mol 重水含有 10mol 中子。水为 ，其中 没有中子， 含有 8 个中子，所以 1 个水分子含有 8 个中 子，1mol 水含有 8mol 中子。两者的中子数之比为 10:8=5:4，选项 C 错误。 D．乙烷（C2H6）分子中有 6 个 C－H 键和 1 个 C－C 键，所以 1mol 乙烷有 7mol 共价键。乙烯（C2H4）分 子中有 4 个 C－H 键和 1 个 C＝C，所以 1mol 乙烯有 6mol 共价键，选项 D 错误。 故选 B。 4．下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是（ ） A．6.02×1023 叫做阿伏加德罗常数 B．0.012kg12C 含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值 C．含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是 1 摩尔 D．1 摩尔氯含有 6.02×1023 个氯分子 【答案】B 【解析】 A.阿伏加德罗常数是精确值，其近似值为 6.02×1023mol-1，6.02×1023 不是阿伏伽德罗常数，A 错误； B.0.012kg12C 的物质的量是 1mol，所以 0.012kg12C 含有的碳原子数为阿伏加德罗常数，B 正确； C.含有阿伏加德罗常数个微粒的物质不一定是 1 摩尔，例如含有阿伏加德罗常数个氢原子的氢气物质的量是 0.5mol，C 错误； D.1mol 氯不知氯原子、离子、分子，应用物质的量要指明微粒种类，D 错误； 答案选 B。 5．冬季的降雪给交通带来了诸多不便，其中醋酸钾（CH3COOK）是融雪效果最好的融雪剂，下列关于醋 酸钾或醋酸的说法正确的是（ ） A．1molCH3COOK 的质量为 98g/mol B．CH3COOH 摩尔质量就是它的相对分子质量 C．一个 CH3COOH 的质量约为 23 60 6.02 10 g D．含有 6.02×1023 个碳原子的 CH3COOK 的物质的量是 1mol 【答案】C 【解析】 A．1molCH3COOK 的质量为 98g，g/mol 是摩尔质量的单位，故 A 错误； B．摩尔质量在以 g/mol 为单位时，在数值上与相对分子质量相等，但不能说就是相对分子质量，故 B 错误； C．1mol，即 NA 个 CH3COOH 的质量为 60g，所以一个 CH3COOH 的质量为 23 60 6.02 10 g，故 C 正确； D．6.02×1023 个碳原子的物质的量为 1mol，根据元素守恒可知 CH3COOK 的物质的量是 0.5mol，故 D 错误； 故答案为 C。 6．用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．CO 的摩尔质量是 28 g B．常温常压下，1 mol N2 的体积是 22.4 L C．18 g H2O 中含有的氢原子总数为 2NA D．0.1 mol/L Na2SO4 溶液中，Na+的物质的量浓度为 0.1 mol/L 【答案】C 【解析】 A．CO 的摩尔质量是 28 g/mol，原选项中单位不正确，故 A 错误； B．常温常压下，1 mol N2 的体积大于 22.4 L，故 B 错误； C．18 g H2O 的物质的量为 18 18 / g g mol =1mol，含有的氢原子总数为 2NA，故 C 正确； D．0.1 mol/L Na2SO4 溶液中 Na+的物质的量浓度为 0.1 mol/L×2=0.2 mol/L，故 D 错误； 故选 C。 7．在两个容积相同的容器中，一个盛有 HCl 气体，另一个盛有 H2 和 Cl2 的混合气体。在同温同压下，两容 器内的气体一定具有相同的是 A．相对分子质量 B．分子数 C．质量 D．密度 【答案】B 【解析】在同温同压下，气体的体积比等于物质的量比，两个容积相同的容器中，气体的物质的量相同， 则分子数相同，由于 H2 和 Cl2 的物质的量大小未知，则不能确定质量、相对分子质量，也不能确定密度的 相对大小，故选 B。 8．等质量的①CH4、②H2、③HC1、④SO2 四种气体，在标准状况下体积由大到小的顺序是 A．②>①>③>④ B．④>③>①>② C．③>②>④>① D．①>④>②>③ 【答案】A 【解析】在同温同压下，不同气体的体积之比等于其物质的量之比。根据 n= m M 可知，质量相等的气体， 其体积与摩尔质量成反比，所以在同温同压下，气体的相对分子质量越大，其体积越小。①CH4、②H2、③ HCl、④SO2 的相对分子质量分别为 16、2、36.5、64，所以在标况下其体积由大到小顺序为②＞①＞③＞④。 综上，答案为 A。 9．有关阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是( ) A．1 mol OD－和 17 g -OH 所含的质子与中子均为 9NA B．在标准状况下，4.48 L 甲烷的氯代物分子含原子数目为 NA C．8.8 g 乙酸乙酯中含共用电子对的数目为 1.3NA D．7.8 g Na2S 与 Na2O2 的混合物，含离子总数为 0.3NA 【答案】D 【解析】A．1 mol OD－和 17 g -OH(1mol)所含的质子数均为 9 mol，但所含的中子数不相等，1 mol OD－含 有 9NA 中子，17 g -OH 所含的中子数为 8NA，故 A 错误； B．甲烷的氯代物有 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，标准状况下只有 CH3Cl 呈气态，其他的甲烷氯代物都 是液态，不能用气体摩尔体积计算，故 B 错误； C．1 个乙酸乙酯分子中含有 14 个共用电子对，8.8 g 乙酸乙酯的物质的量为 -1 8.8g 88g mol ＝0.1 mol，共用电 子对数为 1.4NA，故 C 错误； D．1 mol Na2O2 中含有 3 mol 离子，1 mol Na2S 中也含有 3 mol 离子，则 7.8 g Na2S 和 Na2O2 的混合物中含 有的离子数总数为 0.3NA，故 D 正确；答案选 D。 10．NA 是阿伏伽德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．2gH218O 与 D216O 的混合物中所含中子、电子数目均为 NA B．1molFeBr2 与 1molCl2 反应时转移的电子数为 2NA C．1L0.1mol/LCH3OH 溶液中含有的 H-O 键的数目为 0.1NA D．甲醛(HCHO)和乙酸的混合物 3.0g，含有的原子数为 0.4NA 【答案】C 【解析】 【详解】 A.H218O 与 D216O 的摩尔质量均为 20g/mol，故 2g 混合物的物质的量为 0.1mol，而且两者均含 10 个电子和 10 个中子，所以 0.1mol 混合物中含中子和电子均为 NA 个，A 正确； B.1molFeBr2 与 1molCl2 反应时氯气完全反应，且氯气反应后变为-1 价，故 1mol 氯气反应后转移 2NA 个电子， B 正确； C.CH3OH 溶液中除了甲醇外，水分子中也含 H-O 键，所以此溶液中 H-O 键多于 0.1NA 个，C 错误； D.甲醛(HCHO)和乙酸的最简式均为 CH2O，则 3g 混合物中 CH2O 的物质的量为 0.1mol，而 CH2O 中含 4 个 原子，故 0.1molCH2O 中含 0.4NA 个原子，D 正确； 故合理选项是 C。 11．设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是( ) A．0.1mol Cl2 与 0.2mol CH4 光照充分反应生成 HCl 分子数为 0.1NA B．浓硝酸热分解生成 NO2、N2O4 共 23g，转移电子数为 0.5NA C．在 Al3＋数目为 NA 的 AlCl3 溶液中，Cl－总数大于 3NA D．1mol BrCl 与 H2O 完全反应生成氯化氢和次溴酸，转移的电子数为 NA 【答案】D 【解析】A．0.1mol Cl2 与 0.2mol CH4 光照充分反应，Cl2 的一个 Cl 原子取代 H 原子，另外一个 Cl 原子和被 取代的 H 原子结合生成 HCl，则 Cl2 完全反应生成 HCl 分子数为 0.1NA，A 正确； B．浓硝酸热分解生成 NO2、N2O4 共 23g，生成的 NO2、N2O4 中的 N 元素均为+4 价，转移电子数为 0.5NA， B 正确； C．在 AlCl3 溶液中，Al3＋部分水解，使溶液中 Al3＋数目减少，当 Al3＋数目为 NA 时，AlCl3 溶液中，Cl－总数 大于 3NA，C 正确； D．1mol BrCl 与 H2O 完全反应生成氯化氢和次溴酸，各元素的化合价未发生改变，故该反应没有电子的转 移，D 错误； 故选 D。 12．设 NA 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．25℃、101kPa，33.6LCCl4 的分子数为 1.5NA B．用 1L0.1mol·L-1FeCl3 溶液可制得 Fe(OH)3 胶体 0.1NA C．等物质的量的 H2SO4 和 H3PO4 含有的氧原子数均为 4 NA D．4.8gMg 在空气中燃烧生成的 MgO 和 Mg3N2 的混合物，转移的电子数为 0.4 NA 【答案】D 【解析】 A.25℃、101kPa 为非标准状态，气体摩尔体积未知，CCl4 在该条件下为非气体状态，无法求得分子数，A 错误； B.一个胶粒中包含多个 Fe(OH)3 粒子，胶体为混合物，无法用物质的量衡量，B 错误； C.等物质的量的 H2SO4 和 H3PO4 含有的氧原子数相等，但个数不确定，C 错误； D.4.8gMg 的物质的量为 0.2mol，在空气中燃烧生成的 MgO 和 Mg3N2 的混合物，镁元素由 0 价变为+2 价， 故 0.2mol 的 Mg 反应转移的电子数为 0.4 N A，D 正确； 答案选 D。 13．等温等压下，有质子数相等的 CO、N2、C2H2 三种气体，下列叙述中正确的是 A．体积之比为 13∶13∶14 B．密度之比为 14∶14∶13 C．质量之比为 1∶1∶1 D．原子数之比为 1∶1∶1 【答案】B 【解析】A 项，三种气体分子的质子数分别为 14、14、14，质子数相等的 CO、N2、C2H2 三种气体，物 质的量相等，等温等压下，三者体积之比为 1∶1∶1，错误；B 项，CO、N2、C2H2 摩尔质量分别为 28 g·mol －1、28 g·mol－1、26 g·mol－1，等温等压下，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为 28∶28∶26＝14∶14∶ 13，正确；C 项，三种气体的物质的量相等，质量之比等于摩尔质量之比，CO、N2、C2H2 摩尔质量分别 为 28 g·mol－1、28 g·mol－1、26 g·mol－1，则质量之比为 28∶28∶26＝14∶14∶13，错误；D 项，三种气 体的物质的量相等，1 分子 CO、N2、C2H2 分别含原子数为 2、2、4，所以三种气体原子数之比为 1∶1∶ 2，错误。 14．为了检验某含有 NaHCO3 杂质的 Na2CO3 样品的纯度，现将 w1 g 样品加热，其质量变为 w2 g，则该样品 的纯度(质量分数)是 A． 2 1 1 84 53 31 w w w  B． 1 2 1 84( ) 31 w w w  C． 2 1 1 73 42 31 w w w  D． 2 1 1 115 84 31 w w w  【答案】A 【解析】样品加热发生的反应为 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm 168 106 62 m(NaHCO3) (w1－w2)g 故样品中 NaHCO3 质量为 1 2168( ) 62 w w g， 样品中 Na2CO3 质量为 w1 g－ 1 2168( ) 62 w w g， 其质量分数为 2 3(Na CO ) ( ) m m 样品 = 1 2 1 1 168( )g g62 g w ww w  = 2 1 1 84 53 31 w w w  。 15．如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体 X 的化学式。 在注射器 A 中装有 240 mL 气体 X，慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管 B，使之完全反应， 得到下面的实验结果： 实验前 B 管重 20.32 g，实验后 B 管重 20.00 g，B 管中的黑色粉末变成红色粉末。在 C 管中收集到的无 色液体是水；在注射器 D 中收集的气体是氮气。 试回答下列问题： （1）X 气体是由________和________元素组成的。 （2）若 240 mL X 气体完全反应后，收集到的氮气质量是 0.28 g。根据实验时温度和压强计算 1 mol X 气体的体积是 24 000 mL，则 X 的摩尔质量是________ g·mol－1。 （3）通过计算，确定 X 的化学式为________。 （4）写出 B 中发生反应的化学方程式：____________________________________(X 在该条件下不发生 分解反应)。 【答案】（1）N、H(氮、氢) （2）32 （3）N2H4 （4）2CuO＋N2H4===== △ 2Cu＋N2＋2H2O 【解析】（1）由题意分析知 B 管中发生的反应为 X＋CuO――→ △ Cu＋N2＋H2O 可推知 X 由 N、H 两种 元素组成。 （ 2 ） 240 mL X 的 物 质 的 量 为 240 mL/24 000 mL·mol － 1 ＝ 0.01 mol ， 其 中 mN ＝ 0.28 g ， mH ＝ 20.32 g－20.00 g 16 g·mol－1 ×2×1 g·mol－1＝0.04 g，故 X 的摩尔质量为0.28 g＋0.04 g 0.01 mol ＝32 g·mol－1。 （3）nN nH ＝ 0.28 g 14 g·mol－1/ 0.04 g 1 g·mol－1 ＝1∶2，则 X 的最简式为 NH2，最简式相对分子质量为 16，故32 16 ＝2 推知 X 的化学式为 NH2×2＝N2H4 16．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________(保留 2 位小数)。 （3）写出由 C(炭粉)与 Fe2O3 在高温下反应制备α-Fe 催化剂的化学方程式(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·mol－1)。 【答案】（1）1∶1 （2）0.72 （3）2Fe2O3＋C 4FeO＋CO2↑ （4）6 g 12 L 【解析】（1）设 FeO、Fe2O3 分别为 x mol、y mol，根据铁、氧的物质的量之比得(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 3 56 72+160  ≈0.72。（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 为 3 mol，Fe2O3～2FeO，原料中必须有 1 3 的 Fe2O3 参加反应，即 1 mol Fe2O3 参加反应，理论上要有 0.5 mol C 反应，即 6 g C。生成 CO2 为 0.5 mol，在该条件下体积为 12 L。 1．[2019 新课标Ⅱ] 已知 NA 是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．3 g 3He 含有的中子数为 1NA B．1 L 0.1 mol·L−1 磷酸钠溶液含有的 3 4PO  数目为 0.1NA C．1 mol K2Cr2O7 被还原为 Cr3+转移的电子数为 6NA D．48 g 正丁烷和 10 g 异丁烷的混合物中共价键数目为 13NA 【答案】B 【解析】A． 3 He 的中子数为 3-2=1，则 3g 3 He 的中子数为 A 3g 3g/mol N =NA，A 项正确； B．磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则 1L 0.1mol/L 的磷酸钠溶液中磷酸根离 子的个数小于 1L×0.1mol/L×NA mol-1 =0.1NA，B 项错误； C．重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从+6 降低到+3，1mol 重铬酸钾转移的电子数为 3mol×2×NA mol-1 =6NA，C 项正确； D．正丁烷与异丁烷的分子式相同，1 个分子内所含共价键数目均为 13 个，则 48g 正丁烷与 10g 异丁烷 所得的混合物中共价键数目为 48g+10g 58g/mol ×13×NA mol-1 =13NA，D 项正确； 答案选 B。 2．[2018 新课标全国Ⅲ]下列叙述正确的是 A. 24 g 镁与 27 g 铝中，含有相同的质子数 B. 同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同 C. 1 mol 重水与 1 mol 水中，中子数比为 2∶1 D. 1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中，化学键数相同 【答案】B 【解析】A．1 个 Mg 原子中有 12 个质子，1 个 Al 原子中有 13 个质子。24 g 镁和 27 g 铝各自的物质的 量都是 1 mol，所以 24g 镁含有的质子数为 12mol，27g 铝含有的质子的物质的量为 13 mol，选项 A 错误。 B．设氧气和臭氧的质量都是 Xg，则氧气（O2）的物质的量为 mol，臭氧（O3）的物质的量为 mol， 所以两者含有的氧原子分别为 ×2= mol 和 ×3= mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一 样多的，而每个氧原子都含有 8 个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项 B 正确。 C．重水为 ，其中 含有 1 个中子， 含有 8 个中子，所以 1 个重水分子含有 10 个中子，1 mol 重水含有 10 mol 中子。水为 ，其中 没有中子， 含有 8 个中子，所以 1 个水分子含有 8 个 中子，1 mol 水含有 8 mol 中子。两者的中子数之比为 10:8=5:4，选项 C 错误。 D．乙烷（C2H6）分子中有 6 个 C－H 键和 1 个 C－C 键，所以 1 mol 乙烷有 7mol 共价键。乙烯（C2H4） 分子中有 4 个 C－H 键和 1 个 C＝C，所以 1 mol 乙烯有 6 mol 共价键，选项 D 错误。 3．[2018 新课标全国Ⅱ]NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 常温常压下，124 g P4 中所含 P—P 键数目为 4NA B. 100 mL 1mol·L−1FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目为 0.1NA C. 标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2NA D. 密闭容器中，2 mol SO2 和 1 mol O2 催化反应后分子总数为 2NA 【答案】C 【解析】A. 常温常压下，124 g P4 的物质的量是 1 mol，由于白磷是正四面体结构，含有 6 个 P－P 键， 因此其中所含 P—P 键数目为 6NA，A 错误； B. 铁离子在溶液中水解，所以 100 mL 1 mol·L−1 FeCl3 溶液中所含 Fe3+的数目小于 0.1NA，B 错误； C. 甲烷和乙烯分子均含有 4 个氢原子，标准状况下，11.2 L 甲烷和乙烯混合物的物质的量是 0.5mol，其 中含氢原子数目为 2NA，C 正确； D. 反应 2SO2+O2 2SO3 是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2 和 1 mol O2 催化反应后分子总数 大于 2NA，D 错误。答案选 C。 4．[2017 新课标全国Ⅱ]阿伏加德罗常数的值为 AN 。下列说法正确的是 A．1 L 0.1 mol· 1L NH4Cl 溶液中， 4NH 的数量为 0.1 AN B．2.4 g Mg 与 H2SO4 完全反应，转移的电子数为 0.1 AN C．标准状况下，2.24 L N2 和 O2 的混合气体中分子数为 0.2 AN D．0.1 mol H2 和 0.1 mol I2 于密闭容器中充分反应后，其分子总数为 0.2 AN 【答案】D 【解析】A、 + 4NH 是弱碱根离子，发生水解： + 4NH ＋H2O NH3·H2O＋H＋，因此 + 4NH 数量小于 0.1NA， 故 A 错误；B、2.4 g Mg 为 0.1 mol，与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为 2.4×2÷24 mol=0.2 mol， 因此转移电子数为为 0.2NA，故 B 错误；C、N2 和 O2 都是分子组成，标准状况下，2.24 L 任何气体所含 有的分子数都为 0.1NA，故 C 错误；D、H2＋I2 2HI，反应前后系数之和相等，即反应后分子总物质 的量仍为 0.2 mol，分子数为 0.2NA，故 D 正确。 5．[2017 新课标全国Ⅲ]NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．0.1 mol 的 11B 中，含有 0.6NA 个中子 B．pH=1 的 H3PO4 溶液中，含有 0.1NA 个 H C．2.24 L（标准状况）苯在 O2 中完全燃烧，得到 0.6NA 个 CO2 分子 D．密闭容器中 1 mol PCl3 与 1 mol Cl2 反应制备 PCl5（g），增加 2NA 个 P−Cl 键 【答案】A 【解析】A．B 的原子序数为 5，即质子数为 5，在质量数为 11 的 B 原子中含有 6 个中子，0.1 mol 11B 含有 0.6NA 个中子，A 正确；B．溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B 错误；C．标准状况下苯是 液体，不能利用气体摩尔体积计算 2. 24 L 苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的 CO2 分子数目， C 错误；D．PCl3 与 Cl2 反应生成 PCl5 的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则 1 mol PCl3 与 1 mol Cl2 反应生成的 PCl5 小于 1mol，增加的 P－Cl 键的数目小于 2NA 个，D 错误。答案选 A。 6．［2016·新课标全国Ⅰ］设 NA 为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是 A．14 g 乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 2NA B．1 mol N2 与 4 mol H2 反应生成的 NH3 分子数为 2NA C．1 mol Fe 溶于过量硝酸，电子转移数为 2NA D．标准状况下，2.24 L CCl4 含有的共价键数为 0.4NA 【答案】A 【解析】A．乙烯和丙烯的最简式相同，均是 CH2 ，14 g 乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 A 14 214 N  =2NA，正确；B．N2 与 H2 反应生成 NH3 的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。 1 mol N2 与 4 mol H2 反应生成的 NH3 分子数小于 2NA，B 错误；C．1 mol Fe 溶于过量硝酸生成硝酸铁，电 子转移数为 3NA，错误；D．标准状况下四氯化碳是液态，不能利用气体摩尔体积计算物质的量，错误。 7．［2016·四川］NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．2.4 g 镁在足量的 O2 中燃烧，转移的电子数为 0.1NA B．标准状况下，5.6 L CO2 气体中含有的氧原子数为 0.5NA C．氢原子数为 0.4NA 的 CH3OH 分子中含有的σ键数为 0.4NA D．0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH 溶液中含有的 H+数为 0.05NA 【答案】B 【解析】A．2.4 g 镁的物质的量为 2.4/24=0.1 mol，反应中失去 0.2 mol 电子，故错误；B．标准状况下 5.6 L 二氧化碳的物质的量为 5.6/22.4=0.25 mol，含有的氧原子为 0.5 mol，故正确；C．甲醇的结构为 CH3OH，氢原子数为 0.4NA 的甲醇分子为 0.1 mol，含有 5molσ键，故错误；D．醋酸是弱酸，不能完全 电离，故错误。 8．［2016·上海］称取(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 混合物样品 7.24 g，加入含 0.1 mol NaOH 的溶液，完全反应， 生成 NH3 1792 mL（标准状况），则(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 的物质的量比为 A．1∶1 B．1∶2 C．1.87∶1 D．3.65∶1 【答案】C 【解析】利用极值法分析，可知 0.1 mol 氢氧化钠不足，故先将 NH4HSO4 反应完，再反应(NH4)2SO4，因 共生成 NH3 0.08 mol，故与 H+反应的氢氧化钠为 0.02 mol，则可知道 NH4HSO4 为 0.02 mol，则(NH4)2SO4 质量为 7.24 g－115 g/mol×0.02 mol=4.94 g，(NH4)2SO4 的物质的量为 4.94 g÷132 g/mol=0.0374 mol。因此 (NH4)2SO4 与 NH4HSO4 物质的量之比为：1.87∶1 ，故选 C。