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第一节物质的量气体摩尔体积[考纲展示]1.了解物质的量的含义，并能用于进行简单的化学计算。2.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。3.根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。考点一阿伏伽德罗常数及其应用[考题引领](2014·广东高考)设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是()A．1mol甲苯含有6nA个C—H键B．18gH2O含有10nA个质子C．标准状况下，22.4L氨水含有nA个NH3分子D．56g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子【解析】解有关阿伏加德罗常数的题一般分为三步，第一步为宏观量之间的转换，即将质量和体积转化为物质的量；第二步为微观量之间的转换，即判断1分子该物质所含的微粒数；第三步为宏观量和微观量的对应，即一定物质的量的该物质含有的微粒数。A.第一步，题目中直接给出物质的量，所以不用转换；第二步，甲苯的分子式为C7H8，因此1分子甲苯中含有8个C—H键；第三步，1mol甲苯中含有8nA个C—H键，A错误。B.第一步，18g水的物质的量为1mol；第二步，1个水分子中含有10个质子；第三步，1mol水分子中含有10nA个质子，B正确。C.由于氨水为液态，因此无法确定其物质的量，C错误。D.常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化，56g铁片即1mol铁不可能生成nA个SO2分子，D错误。【答案】B[要点精析]1.注意“标准状况”“常温常压”等外界条件巧记：见体积想条件。(1)在标准状况下非气态物质如H2O、SO3、戊烷、CHCl3等；巧记：见物质想状态。(2)物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。2．注意物质的组成和结构(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Ne、D2O、18O2、H37Cl。(2)物质中所含化学键的数目，如CO2、CnH2n＋2等。(3)最简式相同的物质中的微粒数目，如NO2和N2O4、乙烯和丙烯等。(4)摩尔质量相同的物质中的微粒数目，如N2、CO、C2H4等3．注意氧化还原反应中电子的转移电子转移(得失)数目的问题分析，如Na2O2、NO2与H2O反应；电解AgNO3溶液、CuSO4溶液反应；Cl2与H2O、NaOH、Fe反应等，分析该类题目时还要注意反应产物以及过量计算问题。4．注意弱电解质的电离、盐类的水解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。如0.1mol·L－1的乙酸溶液和0.1mol·L－1的乙酸钠溶液中c(CH3COO－)不相等。5．注意一些特殊的反应如一氧化氮和氧气不需要条件即可反应，二氧化氮和四氧化二氮之间存在相互转化，合成氨反应等属于可逆反应。[题组突破]【题组一】考查气体摩尔体积的适用条件1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用惰性电极电解食盐水，若线路中通过NA电子电量，则阳极产生气体11.2L()(2)标准状况下，22.4LN2和O2的混合气体中含有的分子数为NA()(3)常温常压下，11.2L二氧化硫中所含的氧原子数等于NA()(4)标准状况下，80gSO3中含3NA个氧原子，体积约为22.4L()(5)足量Zn与一定量的浓硫酸反应，产生22.4L气体时，转移的电子数一定为2NA()【解析】(1)没有指明是标准状况下，故错误。(2)气体摩尔体积适用于混合气体，故正确。(3)常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，所以11.2L二氧化硫中所含的氧原子数小于NA，故错误。(4)标准状况下，三氧化硫是固体，故错误。(5)气体应为SO2和H2的混合气，只有在标准状况下，结论才正确。【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×【题组二】考查物质的组成或结构2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA()(2)常温下，0.1mol碳酸钠晶体中含有CO2－3的个数为0.1NA()(3)7.8gNa2S和Na2O2的混合物中，含有的阴离子数目为0.1NA()(4)12gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为0.3NA()(5)7.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数为0.5NA()【解析】(1)1个过氧化钠中含有1个O2－2，所以7.8gNa2O2中含有的阴离子数为0.1NA，故正确。(2)晶体不是溶液，不必考虑水解，故正确。(3)Na2S和Na2O2的摩尔质量都是78g/mol,7.8gNa2S和Na2O2的混合物的物质的量是0.1mol，故正确。(4)NaHSO4晶体中的阴离子为HSO－4，故错误。(5)每个硅原子和4个氧原子相连，每个氧原子和2个硅原子相连，故7.5g二氧化硅晶体含硅氧键0.5mol，正确。【答案】(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√【题组三】考查氧化还原反应中电子的转移3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)标准状况下，2.24LCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA()(2)15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.4NA()(3)一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA()(4)在铜与硫的反应中，1mol铜原子参加反应失去的电子数为2NA()(5)过氧化氢分解制得标准状况下1.12LO2，转移电子数目为0.2NA()【解析】(1)氯气不一定完全和水反应，导致转移的电子数不一定为0.1NA，故错误。(2)15.6gNa2O2与过量CO2反应时，转移的电子数为0.2NA，故错误。(3)因为2.3g的Na完全反应，所以失去的电子数一定为0.1NA。(4)反应生成Cu2S，所以失去的电子数是NA，故错误。(5)转移电子数目应为0.1NA，故错误。【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×【题组四】考查一定量物质中粒子数目的计算4．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)常温下，32g含有少量臭氧的氧气中，共含有氧原子2NA()(2)16gCH4与18gNH＋4所含质子数相等()(3)常温常压下，3.0g乙烷中含有的碳氢键数为0.7NA()(4)300mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.6NA()(5)8.0gCu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA()【解析】(1)32g混合气体中共含有氧原子2NA，故正确。(2)1个CH4分子中含有10个质子，1个NH＋4中含有11个质子，16gCH4与18gNH＋4的物质的量都是1mol，所以含有的质子数不同，故错误。(3)常温常压下，3.0g乙烷中含有的碳氢键数为0.6NA，故错误。(4)蔗糖溶液中的分子不仅有蔗糖还有水，故错误。(5)极限法分析，8.0gCu2S中含有铜原子数为0.1NA,8.0gCuO中含有铜原子数也为0.1NA，故正确。【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√【题组五】考查与“特殊反应”相关的粒子数目的判断5．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后得到NH3分子数为NA()(2)1L0.1mol/L的Na2S溶液中含有的S2－离子数为0.1NA()(3)1L0.5mol/LCH3COOH溶液中，CH3COO－离子的个数为0.5NA()【解析】(1)可逆反应不能完全反应，所以得到的NH3分子数小于NA，故错误。(2)水解导致S2－离子数小于0.1NA，故错误。(3)醋酸是弱酸，只有部分电离，故错误。【答案】(1)×(2)×(3)×考点二阿伏加德罗定律及其应用[考题引领](2013·大纲全国卷)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A．体积相等时密度相等B．原子数相等时具有的中子数相等C．体积相等时具有的电子数相等D．质量相等时具有的质子数相等【解析】根据阿伏加德罗定律结合微粒间相互关系逐一分析。A.根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，即气体的物质的量相同，但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等，故质量不相等，密度也不相等。B.二者都是双原子分子，原子数相等时二者的物质的量相等，二者所含中子数不相等，1个12C18O分子含有16个中子，1个14N2分子含有14个中子。C.同温同压下，同体积的气体的物质的量相等，且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子，故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.12C18O与14N2质子数相等，质量相等的二者物质的量不相等，含有的质子数也不相等。【答案】C描述关系三正比同温同压下，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ρ1/ρ2＝M1/M2[要点精析]阿伏加德罗定律即在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数，即pV＝nRT。其推论如下：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相对分子质量成反比p1/p2＝M2/M1一连比同温同压下，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【深度挖掘】(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。(3)理解阿伏加德罗定律及推论可根据公式：pV＝nRT(R为常量，T为热力学温度)。[题组突破]【题组一】考查阿伏加德罗定律在微粒数目计算中的应用1．下列条件下，两种气体分子数一定不相等的是()A．相同质量、不同密度的N2O和CO2B．相同体积、相同密度的CO和C2H4C．相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3D．相同压强、相同质量的NO2和N2O4【解析】A项中N2O和CO2的相对分子质量均为44，故质量相同时，分子数一定相等；B项中CO和C2H4相对分子质量均为28，体积相同、密度相同，则质量相等，故分子数相等；C项为同温、同压、同体积，则气体所含分子数一定相同。【答案】D2．同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，下列叙述不正确的是()A．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体的密度之比为35∶37B．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体分子数之比为35∶37C．若两种气体质量相等，甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37∶35D．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9∶10【解析】同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，A正确；同温同压同体积的气体，含有相同的分子数，B错误；两种分子所含质子数相等，所以等质量的两气体质子数之比等于摩尔质量的反比，C正确；35Cl2和37Cl2分子中的中子数分别为36和40，体积相等，物质的量相等，中子数之比为9∶10，D正确。【答案】B【题组二】考查阿伏加德罗定律在化学反应中的应用3．常温常压下，两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体，打开开关a，使两烧瓶内的气体相通，最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是()A.②③①④B．③①＝④②C．③①④②D．④①②③编号①②③④气体XHINH3H2NO气体YCl2HClCl2O2【解析】审题时要注意三个问题：一是气体X与Y可能反应，二是压强大小比较需要应用阿伏加德罗定律，三是注意2NO2N2O4的转化。同温同体积，气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下，每个烧瓶中气体的物质的量为amol。①中Cl2＋2HI===2HCl＋I2，常温下，碘呈固态，充分反应后，气体的物质的量为1.5amol；②中NH3＋HCl===NH4Cl，反应后无气体；③中不反应(光照或点燃条件下才反应)；④中发生反应2NO＋O2===2NO