第3讲 物质的量 气体摩尔体积
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考纲解读 考纲内容 了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。 能力要求 了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积的含义；理解阿伏加德罗定律及其推论；掌握并熟练运用阿伏加德罗常数。 根据物质的量与微粒(原理解混和气体的平均摩考向定位 阿伏加德罗常数是学习化学，了解微观世界的重要常数，是每年高考的必考点。试题在考查学生对阿伏加德罗常数的理解和掌握的同时，还能有效地进行学科内综合，不仅可以考查学生对常见物质状态、微粒组成等知识的掌握程度，还可以考查各知识点的内在联系。以物质的量为基点，考查物质的量与物质的质量、摩尔质量、物质的微粒数目、化学键数、气体体积、物质的量浓度、质量分数、溶解度等的转化关系及反应过程也是历年高考的热点。 子、分子、离子等)数目、尔质量；熟练掌握以物质气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 的量为中心的各量间的关系。
考点整合
考点一 物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量
1.物质的量
（1）物质的量是七个基本物理量之一，其意义是表示含有一定量数目的粒子的集体。符号为：n ，单位为：摩尔（mol）。
（2）物质的量的基准（NA）：以0.012kg12C所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准。阿伏加德罗常数可以表示为NA，其近似值为6.02×1023 mol-1
2.摩尔质量（M）
1摩尔物质的质量，就是该物质的摩尔质量，单位是g/mol 。1mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个粒子，但由于不同粒子的质量不同，因此，1 mol不同物质的质量也不同；12C的相对原子质量为12，而12 g 12C所含的碳原子为阿伏加德罗常数，即1 mol 12C的质量为12g。同理可推出1 mol其他物质的质量。
3.关系式：n ＝N；n ＝m
NAM[例1]下列关于物质的量的叙述中，正确的是（ ）
A.1mol食盐含有6.02×1023个分子 B.Mg的摩尔质量为24
C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧 D.1molNe含有6.02×1024个电子 [解析] NaCl为离子化合物，其结构中无分子，且食盐为宏观物质，不可用mol来描述，
故A不正确；Mg的摩尔质量为24g/mol，单位不对，故B不正确；C中对1mol水的组成的描述不正确，应为：1mol水中含有2mol氢原子和1mol氧原子；故答案为D。 ［答案］D 特别提醒：
1.摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等肉眼看不到、无法直接称量的化学微粒，不能描述宏观物质。如1mol麦粒、1mol电荷、1mol元素的描述都是错误的。 2.使用摩尔作单位时，应该用化学式(符号)指明粒子的种类。
如1mol水（不正确）和1molH2O（正确）；1mol食盐（不正确）和1molNaCl(正确) 3.语言过于绝对。如6.02×1023mol-1就是阿伏加德罗常数；摩尔质量等于相对原子质量、相对分子质量；1摩尔任何物质均含有阿伏加德罗常数个粒子等。
考点二 气体摩尔体积
1.定义：单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积。 2.表示符号：Vm
3.单位：L/mol（或L·mol-1）
4.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L/mol 5.数学表达式：气体的摩尔体积＝气体所占的体积， 即Vm?V
气体的物质的量n[例2]（2009·广州七区联考）下列有关气体体积的叙述中，正确的是（ ） A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子的大小决定 B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 C.不同的气体若体积不同，则它们所含的分子数也不同 D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L
[解析]决定物质体积的因素有：①微粒数的多少②微粒本身的大小③微粒间的距离，其中微粒数的多少是决定物质体积大小的主要因素。对于气体物质，在一定温度和压强下，其体积的大小主要由分子数的多少来决定，故A不正确，B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化。体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，是无法确定的，故C不正确；气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积，其大小是不确定的，会随着温度、压强的变化而变化，22.4L/mol是标准状况下的气体摩尔体积，故D不正确。
[答案]B 特别提醒：
气体摩尔体积的一个特例就是标准状况下的气体摩尔体积(V0)。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约等于22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认为“22.4 L就是气体摩尔体积”，因为这个22.4 L是有特定条件的。这些条件就是：
①标准状况，即0℃和101.325 kPa，气体的物质的量为1 mol，只有符合这些条件的气
体的体积才约是22.4 L。因此，22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积。
②这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不指其他外界条件的状况。例如，“1 mol H2O(g)在标准状况下的体积为22.4 L”是不正确的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。
③1mol任何气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定就是标准状况。根据温度、压强对气体分子间平均距离的影响规律知，温度升高一倍或压强降低一半，分子间距将增大一倍；温度降低一半或压强增大一倍，分子间距将减小一半。由此可知，1 mol任何气体在0℃ 、101 kPa条件下的体积与273℃ 、202kPa条件下的体积应相等，都约为22.4L。
考点三 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，同体积的气体含有相同的分子数。即：T1=T2；P1=P2 ；V1=V2 ? n1 = n2
2.阿伏加德罗定律的推论： (1)三正比：
同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比.V1/V2=n1/n2 同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比.p1/p2=n1/n2 同温同压下，气体的密度比等于它们的相对分子质量之比.M1/M2=ρ1/ρ2 (2)二反比：
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的相对分子质量成反比.V1/V2=M2/M1同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量的反比.p1/p2=M2/M1。 (3)一连比：
同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比，也等于它
们的密度之比。m1/m2=M1/M2=ρ1/ρ2
(注：以上用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为温度；上述定律及其推论仅适用于气体，不适用于固体或液体。)
[例3](2007·全国理综I)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( )
A.p(Ne)＞p(H2)＞p(O2) B.p(O2)＞p(Ne)＞p(H2) C.p(H2)＞p(O2)＞p(Ne) D.p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)
[解析]根据阿伏加德罗定律，当它们的温度和密度相同时，摩尔质量与压强成反比，摩尔质量由小到大的顺序为H2＜Ne＜O2
[答案]D
考点四 混合气体的平均摩尔质量
1.已知混合物质的总质量m(混)和总物质的量n(混)：M(混)＝m(混)
n(混）2.已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数。
M(混)＝M1×n1%＋M2×n2%＋……＝M1×V1%＋M2×V2%＋…… 3.已知标准状况下混合气体的密度：M(混)＝22.4ρ(混)
4.已知同温同压下与单一气体A的相对密度：M(混)＝?(混)
M(A）?(A)[例4]（2008·山东泰安）已知NH4HCO3
NH3+H2O+CO2↑，则150℃时NH4HCO3分解
倍。
产生的混合气体A的密度是相同条件下H2密度的
A.26.3
B.13.2
C.19.8
D.无法计算 [解析]假设NH4HCO3为1 mol，则其质量为79 g ，完全分解产生的气体为3 mol ，故有：M混合气体=79g/3mol =26.3g/mol；又由“相同条件下，气体的密度比等于其摩尔质量比”，故混合气体A的密度是相同条件下H2密度的26.3/2 = 13.2倍。
[答案]B
★ 高考重点热点题型探究
热点1 阿伏加德罗常数
[真题1]（2008·广东）设阿伏加德罗常数（NA）的数值为nA,下列说法正确的是（ ） A.1molCl2与足量Fe反应，转移的电子数为3nA B.1.5 mol NO2与足量H2O反应，转移的电子数为nA
C.常温常压下，46 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3nA D.0.10mol Fe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10nA
[解题思路]阿伏加德罗常数是微粒的集合体，其近似值为6.02×1023mol-1，常用符号NA来表示。化学微粒指的是分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子。
[解析]Fe过量可使Fe3+还原为Fe2+，故A不正确；3NO2+H2O==2HNO3+NO，易知B正确；C中， 可把N2O4看作2NO2，则有1moLNO2，所以有3mol原子；也可以用极端方法，看作全部NO2或全部N2O4考虑，也可得出结果。由方程式3Fe+4H2O===Fe3O4+4H2↑可知D不正确。
[答案]B C
名师指引 阿伏加德罗常数（NA）的常见命题陷阱 陷阱1：温度和压强
22.4L/mol是指标准状况（0 ℃，1.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积，让考生用22.4L/mol进行换算，误入陷阱。
例如：①常温常压下，11.2L氧气所含的原子数为NA
②在25℃，压强为1.01×105 Pa时,11.2L氮气所含的原子数目为NA
分析：①、②中的气体体积都是非标准状况下的气体体积，不可用标准状况（0 ℃，
1.01×105Pa）下的气体摩尔体积（22.4L/mol）来换算，故其叙述是错误的。
陷阱2：物质的状态
22.4L/mol使用的对象是气体（包括混合气体）。命题者常把一些容易忽视的液态或固态物质作为气体来命题，让考生落入陷阱。
例如：①标准状况下，22.4L辛烷完全燃烧，生成的CO2的分子数为8NA
②标准状况下，11.2L四氯化碳所含的分子数为0.5NA ③标准状况下，1L水所含的分子数为(1/22.4)NA ④标准状况下，11.2L SO3中含有1.5NA个氧原子
分析：①、②、③中的辛烷、四氯化碳、水在标准状况下均为液体，而④中的SO3在标准状况下为固体，与标准状况下的气体摩尔体积的定义不符。故以上4道题的说法都不正确。
陷阱3：单质的组成
气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如Ne）、三原子分子（如O3）、四原子分子（如P4）等；考生如不注意这点，容易误入陷阱。
例如：①标准状况下，11.2L臭氧中含NA个氧原子
②10g氖气所含原子数为NA
③在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
分析：臭氧（O3）为三原子分子，n(O)= 3n(O3)=1.5mol，即11.2LO3中含有1.5NA个氧原子，故①叙述错误。氖气（Ne）为单原子分子，10g Ne为0.5mol，所含原子数为0.5mol NA，故②叙述错误。因为组成气体单质的原子数目不同，故③叙述错误。若说成“在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同”则正确。
陷阱4：粒子的数目
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1mol微粒的数目即为阿伏加德罗常数，由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等微粒的数目。命题者往往通过NA与粒子数目的换算，巧设陷阱。
例如：①53g碳酸钠中含NA个CO32-
②1.8g重水（D2O）中含NA个中子
③1L 1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA
分析：53gNa2CO3的物质的量为53g/106g·mol-1 = 0.5mol，即53gNa2CO3中含0.5NA个CO32-，故①叙述错误。H、D、T互为氢元素的三种同位素，三种原子的中子数不同，质子数相同。1.8gD2O物质的量为(1.8/20)mol，所含中子数为0.9NA，故②叙述错误。盐酸溶液中无HCI分子，因HCI分子在水分子作用下全部电离成H+和CI-，故③叙述错误。
陷阱5：物质的结构
Na2O2是由Na+ 和O22-构成，而不是Na+ 和O2-；SiO2、SiC为原子晶体，其结构中只有原子，无分子；SiO2为正四面体结构，1molSiO2中含有的共价键数为4NA，P4也为正四面体结