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浙江专用高考化学一轮复习专题1化学家眼中的物质世界第二单元物质的量物质的聚集状态学案
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这是一份浙江专用高考化学一轮复习专题1化学家眼中的物质世界第二单元物质的量物质的聚集状态学案，共17页。
考点一 物质的量 摩尔质量[学生用书P6]
1．物质的量 阿伏加德罗常数
(1)物质的量(n)
物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(ml)。
(2)物质的量的规范表示方法
(3)阿伏加德罗常数(NA)
0．012 kg C12中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为ml－1。
公式：NA＝eq \f(N,n)。
(4)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系：
n＝eq \f(N,NA)。
2．摩尔质量
(1)概念：摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位：g·ml－1。公式：M＝eq \f(m,n)。
(2)数值：以g·ml－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(3)摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系：n＝eq \f(m,M)。
eq \a\vs4\al()
(1)物质的量不能理解成物质的质量或物质的数量，其单位是摩尔。
(2)使用摩尔作单位时，该化学式应指明粒子的种类，如1 ml H、1 ml CO2。
(3)摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 ml物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位也不同。
题组一有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
1．标准状况下有①0.112 L水；②0.5NA个HCl分子；
③25.6 g SO2气体；④0.2 ml氨气；⑤2 ml氦气；
⑥6.02×1023个白磷分子。
所含原子个数从多到少的顺序为__________________。
答案：①>⑥>⑤>③>②>④
2．(2020·杭州调研)光导纤维的主要成分为SiO2，下列叙述正确的是( )
A．SiO2的摩尔质量为60
B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L
C．SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
解析：选C。摩尔质量的单位为g·ml－1，A项错误。标准状况下，SiO2为固体，B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32＝7∶8，C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同，D项错误。
题组二物质的量与微粒数目之间的换算
3．(1)0.3 ml H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 ml C和31.76 g D，则C的摩尔质量为________。
解析：(1)0.3 ml×6.02×1023 ml－1×2＝N(NH3)×3，则N(NH3)＝1.204×1023或0.2NA。
(2)12 g 乙烷的物质的量是0.4 ml，一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键，所以0.4 ml乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 ml。
(3)根据质量守恒定律，0.04 ml C的质量为16 g＋20 g－31.76 g＝4.24 g，M(C)＝4.24 g÷0.04 ml＝106 g·ml－1。
答案：(1)1.204×1023(或0.2NA) (2)2.8 ml
(3)106 g·ml－1
4．高效能源——“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
(1)1 ml甲烷中含有________个CH4分子，含有________个氢原子。
(2)甲烷的摩尔质量是________，32 g甲烷和________g水所含氢原子数相同。
答案：(1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
(2)16 g·ml－1 72
eq \a\vs4\al()
解答以物质的量为核心的相关计算时，要注意“物质的量”的桥梁作用，解题思维流程如下：
考点二 物质的聚集状态[学生用书P7]
1．影响物质体积大小的因素
(1)微粒的大小(物质的本性)。
(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)。
(3)微粒的数目(物质的量的多少)。
2．不同聚集状态物质的基本特征
3.气体摩尔体积
(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。标准状况下，Vm约为22.4_L·ml－1。
(2)相关计算
①基本表达式：Vm＝eq \f(V,n)。
②与气体质量的关系：eq \f(V,Vm)＝eq \f(m,M)。
③与气体分子数的关系：eq \f(V,Vm)＝eq \f(N,NA)。
(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。
eq \a\vs4\al()
气体摩尔体积的使用方法
对于Vm≈22.4 L·ml－1，使用时一定要注意以下三个方面：
(1)一个条件：标准状况；
(2)一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体；
(3)两个数据：“1 ml”“22.4 L”。
4．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝eq \f(m,M)、ρ＝eq \f(m,V)导出)
题组一气体摩尔体积的使用与计算
1．(2020·温州乐清中学高一期中)下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，1 ml CO2的体积约为22.4 L
B．标准状况下，1 ml H2O的体积约为22.4 L
C．标准状况下，2 ml O2的体积约为44.8 L
D．1 ml O2和1 ml N2的体积相等
解析：选C。A.常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4 L/ml，故1 ml二氧化碳的体积大于22.4 L，故A错误；B.标准状况下，水为液态，不能根据气体摩尔体积来计算其体积，故B错误；C.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/ml，故2 ml氧气的体积V＝nVm＝2 ml×22.4 L/ml＝44.8 L，故C正确；D.根据体积V＝nVm可知，气体的体积不但与物质的量有关，与气体摩尔体积的取值也有关，而氧气和氮气所处的状况不明确，二者的气体摩尔体积不一定相等，故1 ml氧气和1 ml氮气的体积不一定相等，故D错误。
2．设NA为阿伏加德罗常数，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A.eq \f(22.4ap,bNA) B．eq \f(22.4ab,pNA)
C.eq \f(22.4NAb,a) D．eq \f(22.4pb,aNA)
解析：选D。双原子分子的物质的量＝eq \f(p,NA) ml，双原子分子的摩尔质量＝eq \f(a g,\f(p,NA) ml)＝eq \f(aNA,p) g·ml－1，所以b g气体在标准状况下的体积为eq \f(b g,\f(aNA,p) g·ml－1)×22.4 L·ml－1＝eq \f(22.4pb,aNA) L。
题组二阿伏加德罗定律及应用
3．(2020·绍兴高三选考模拟)取五个相同的气球，同温同压下，分别充入CO和以下四种混合气体，吹出体积相等的状况，如图所示。A、B、C、D四个气球内，与CO所含原子数一定相等的是( )
解析：选C。同温、同压、同体积下，气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 ml，A项，含有HCl和O3，1 ml混合气体含有的原子的物质的量大于2 ml，错误；B项，含有H2和NH3，1 ml 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 ml，错误；C项，含有N2和O2，都为双原子分子，则1 ml混合气体含有2 ml原子，正确；D项，含有He和NO2，1 ml该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2 ml，可能小于2 ml，也可能等于2 ml，错误。
4．(2021·湖州质检)下列叙述中不正确的是( )
A．标准状况下，5 L CH4与5 L NH3的原子个数之比为5∶4
B．常温常压下，11.2 L O3中所含氧原子个数大于1.5NA
C．同温同压下，相同体积的N2和CO气体含有的分子数及密度均相同
D．同温同压下，等质量的CO和CO2气体的密度之比为7∶11
解析：选B。根据阿伏加德罗定律可知，相同温度和压强下，相同体积的CH4和NH3所含分子数相同，则二者的原子个数之比为5∶4，A项正确；常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·ml－1，则11.2 L O3的物质的量小于0.5 ml，所含氧原子个数小于1.5NA，B项错误；同温同压下，相同体积的N2和CO的物质的量相同，由于二者的摩尔质量均为28 g ·ml－1，则二者的密度相同，C项正确；同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则CO和CO2的密度之比为7∶11，D项正确。
5．(2020·宁波选考模拟)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。
(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为________，NH4HCO3的摩尔质量为________。(用含m、d的代数式表示)
(2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为____________。
(3)在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为________。
答案：(1)eq \f(m,2d) ml 6d g·ml－1 (2)22.4ρ g·ml－1
(3)17a%＋44b%＋18c%
eq \a\vs4\al()
求气体的平均摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρVm。
(2)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m/N。
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
考点三 突破阿伏加德罗常数的“六个”角度[学生用书P8]
围绕阿伏加德罗常数(NA)的有关说法的正误判断，可通过多方面的知识点来进行考查。这类问题常设置的陷阱大致有如下六个角度。
角度一 状况不一定为标准状况或物质不一定是气态
只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 L·ml－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油等常作为命题的干扰因素迷惑学生。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA。( )
(2)常温下11.2 L甲烷含甲烷分子数为 0.5NA。( )
(3)标准状况下，22.4 L己烷中含共价键数目为19NA。( )
(4)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。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
角度二 物质的量或质量与外界条件
给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)常温常压下，3.2 g O2所含原子数为0.2NA。( )
(2)标准状况下，1 ml H2O所含氧原子数为NA。( )
(3)常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√
角度三 物质的微观结构
此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2021·浙江1月选考，T18A)1 ml NH4F晶体中含有的共价键数目为3NA。( )
(2)4.5 g SiO2晶体中含硅氧键数目为0.3NA。( )
(3)标准状况下，22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA。( )
(4)18 g D2O所含的电子数为10NA。( )
(5)1 ml Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
(6)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA。( )
(7)17 g —OH与17 g OH－含电子数均为10NA。( )
(8)2.0 g Heq \\al(18,2)O与D2O的混合物含中子数为NA。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
角度四 电解质溶液中粒子数目的判断
突破此类题目的陷阱，关键在于审题：
(1)是否有弱离子的水解；
(2)是否指明了溶液的体积；
(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成无关；0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成有关。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2020·浙江7月选考，T19D)1 L浓度为0.100 ml·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA。( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl、KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。( )
(3)(2020·浙江7月选考，T19C)常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA。( )
(4)25 ℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA。( )
(5)由10 mL 5 ml·L－1的FeCl3溶液制得Fe(OH)3胶体，所含胶体粒子数为0.05NA。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
角度五 存在隐含反应
解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”，如
(1)2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3、2NO2N2O4、N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3；
(2)NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－；
(3)NH3、Cl2溶于水只有部分发生反应。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2 ml SO2和1 ml O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA。( )
(2)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含NO2分子数目为NA。( )
(3)100 g 17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA。( )
(4)标准状况下，0.1 ml Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
角度六 电子转移的特殊情况
氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的陷阱，突破陷阱的关键如下：
(1)同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。
例如：①Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，而Cl2和NaOH(或H2O)反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。
②Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。
(2)量不同，所表现的化合价不同。
如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3＋，Fe过量，生成Fe2＋。
(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。
(4)注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2021·浙江1月选考，T18C)向100 mL 0.10 ml·L－1 FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应，转移电子数目为0.01NA。( )
(2)(2020·浙江7月选考，T19A)4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O，1 ml [4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA。( )
(3)(2020·浙江7月选考，T19B)用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2＋。( )
(4)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA。( )
(5)0.1 ml Zn与含0.1 ml HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA。( )
(6)1 ml Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
eq \a\vs4\al()
正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
eq \x(第一步) 查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提
(1)当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况；
(2)当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体。
eq \x(第二步) 分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提
(1)已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制；
(2)已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体；
(3)已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注题目是否给出了溶液的体积。
eq \x(第三步) 准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提
(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系；
(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。
题组阿伏加德罗常数的正误判断
1．(2019·浙江4月选考，T19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．1 ml CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA
B．500 mL 0.5 ml·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
C．30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
D．2.3 g Na与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
答案：D
2．(2018·浙江11月选考，T20)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．32 g S8(分子结构：)中的共价键数目为NA
B．2 g由Heq \\al(18,2)O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA
C．8 g CuO与足量H2充分反应生成Cu，该反应转移的电子数为0.2NA
D．标准状况下，11.2 L Cl2溶于水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为NA
解析：选D。A项，一个 S8(分子结构：)分子中的共价键数目为8，32 g S8的物质的量为0.125 ml，其共价键数目为NA，故A正确；B项，Heq \\al(18,2)O和2H2O的摩尔质量均为20 g·ml－1，Heq \\al(18,2)O和2H2O的质子数均为10，所以2 g由Heq \\al(18,2)O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA，故B正确；C项，8 g CuO的物质的量为0.1 ml，其与足量H2充分反应生成0.1 ml Cu，该反应转移的电子数为0.2NA，故C正确；D项，标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 ml，溶于水后只有部分与水反应，所以溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和小于NA，故D不正确。
3．(2018·浙江4月选考，T20)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．10 g的 2Heq \\al(16,2)O中含有的质子数与中子数均为5NA
B．32 g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为6NA
C．26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
D．120 g NaHSO4与KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
解析：选B。10 g 2Heq \\al(16,2)O的物质的量为0.5 ml，含有的质子数与中子数均为5NA，A项正确；因S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2，故32 g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为4NA，B项错误；因C2H2与C6H6的最简式均为CH，故26 g二者的混合气体中含有2 ml C—H键，含C—H键的数目为2NA，C项正确；因NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120 g·ml－1，故120 g二者的固体混合物中含有的阳离子数为NA，D项正确。
4．(2017·浙江4月选考，T22)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA
B．1 L 0.1 ml·L－1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
C．0.1 ml KI与0.1 ml FeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.1NA
D．0.1 ml乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA
解析：选D。A项标准状况下，乙醇为液态，错误；B项含有的氧原子数并未包括溶剂水中的，错误；C项溶液中存在2I－＋2Fe3＋I2＋2Fe2＋的平衡，反应转移的电子数小于0.1NA，错误；D项乙烯的分子式为C2H4，乙醇的分子式为C2H6O，也可写为C2H4·H2O，故0.1 ml乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA，正确。
5．(2016·浙江4月选考，T22)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 ml FeI2与1 ml Cl2反应时转移的电子数为3NA
B．2 g Heq \\al(18,2)O与Deq \\al(16,2)O的混合物中所含中子、电子数目均为NA
C．273 K、101 kPa下，28 g乙烯与丙烯混合物中含有C—H键的数目为5NA
D．pH＝1的H2SO4溶液10 L，含H＋的数目为2NA
解析：选B。A项，因氧化剂氯气的物质的量为1 ml，故电子转移数目为2NA，故A错误；B项，Heq \\al(18,2)O与Deq \\al(16,2)O的摩尔质量相同，都为20 g·ml－1，且它们的中子数和电子数都相同，1 ml物质中所含中子、电子数均为10 ml，故B正确；C项，含有C—H键的数目应为4NA，故C错误；D项，含H＋的数目为NA，故D错误。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
B．100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.2NA
C．标准状况下，11.2 L CCl4中含有C—Cl键的数目为2NA
D．NA个D2O分子中，含有10NA个电子
解析：选D。A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比是16∶1，A错误；B.100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.1NA，B错误；C.标准状况下，CCl4是液态不是气态，所以11.2 L CCl4物质的量不是0.5 ml，C错误；D.D是H的同位素：氘，含一个质子和一个中子，核外有一个电子，故一个D2O分子中含有10个电子，NA个D2O分子中含有10NA个电子，D正确。
7．(2020·高考全国卷Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B．1 ml重水比1 ml水多NA个质子
C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D．1 L 1 ml·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子
解析：选C。22.4 L(标准状况)氮气为1 ml，含有的中子数为14NA，A项错误；1 ml重水与1 ml水中的质子数相同，B项错误；石墨烯与金刚石均为碳元素形成的单质，12 g石墨烯和12 g金刚石均为1 ml，含碳原子数均为NA，C项正确；NaCl溶液中的水分子中也含有电子，D项错误。
考点四 物质的量在化学方程式计算中的应用[学生用书P10]
1．物质的量与各物理量之间的关系
2．物质的量在化学方程式计算中的应用(以CO与O2的反应为例)
从上述表格中可以看出：
(1)在同温同压下，气态物质的分子数之比＝物质的量之比＝体积之比。
(2)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。
(3)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl可表示1_ml_H2与1_ml_Cl2在点燃的条件下完全反应生成2_ml_HCl_。
3．化学方程式计算的基本步骤和类型
(1)基本步骤
①转：把已知物质的物理量如质量、体积(气体或溶液)、物质的量浓度转化成物质的量。
②设：设所求物质的物质的量为n。
③写：写出有关的化学反应方程式。
④标：在化学方程式有关物质下面标出其化学计量数，再标出未知量。
⑤列：列出比例计算式。
⑥算：根据比例式计算。
⑦答：简明地写出答案。
(2)计算类型
①基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
②混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y、z，按照化学方程式中量的关系，并用x、y、z表示，列出方程组解答。
③过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系进行判断，确定哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。
题组物质的量在化学方程式计算中的应用
1．(2021·浙江1月选考，T27)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：
3S＋6KOHeq \(=====,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O
(x－1)S＋K2Seq \(=====,\s\up7(△))K2Sx(x＝2～6)
S＋K2SO3eq \(=====,\s\up7(△))K2S2O3
请计算：
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 ml·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V＝________。
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 ml·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x＝___________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出计算过程)。
答案：(1)30.0
(2)3
(2x＋2)S ＋ 6KOHeq \(=====,\s\up7(△))2K2Sx＋K2S2O3＋3H2O
2x＋2 6
eq \f(2.560 g,32 g·ml－1) 0.06 L×1.00 ml·L－1
eq \f(2x＋2,\f(2.560 g,32 g·ml－1))＝eq \f(6,0.06 L×1.00 ml·L－1)，解得x＝3
2．(2020·温州高一检测)取1.43 g Na2CO3·xH2O溶于水配成5 mL溶液，然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止，用去盐酸10 mL，并收集到112 mL CO2(标准状况)。求：
(1)稀盐酸的物质的量浓度。
(2)Na2CO3·xH2O的摩尔质量。
(3)x值。
答案：(1)n(CO2)＝eq \f(0.112 L,22.4 L/ml)＝0.005 ml，
Na2CO3 ＋ 2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
1 2 1
n(Na2CO3) n(HCl) 0.005 ml
n(HCl)＝2×n(CO2)＝2×0.005 ml＝0.01 ml，
c(HCl)＝eq \f(0.01 ml,0.01 L)＝1.0 ml/L。
(2)n(Na2CO3·xH2O)＝n(Na2CO3)＝0.005 ml，M(Na2CO3·xH2O)＝eq \f(1.43 g,0.005 ml)＝286 g/ml。
(3)由摩尔质量可知：106＋18x＝286，解得x＝10。
3．(2020·宁波选考适应性考试)取不同质量由Ba(OH)2和BaCO3组成的均匀混合样品，先加适量的水溶解，然后加入100 mL某浓度稀盐酸，所得CO2气体的体积(已换算为标准状况)与加入样品的质量关系如图所示(不考虑CO2的溶解、反应及碳酸氢盐的生成)。请计算：
(1)混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为______。
(2)稀盐酸的物质的量浓度为________ml/L。
解析：(1)由图像可知，当样品为1.84 g时，盐酸过量，BaCO3完全反应，此时生成的n(CO2)＝0.005 ml，由反应BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O得n(BaCO3)＝0.005 ml，则1.84 g样品中含n[Ba(OH)2]＝
eq \f(1.84 g－0.005 ml×197 g/ml,171 g/ml)＝0.005 ml，所以混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为1∶1；(2)由图像可知，11.04 g样品与盐酸反应时，盐酸不足，按照等比例关系，可得11.04 g样品中含n(BaCO3)＝n[Ba(OH)2]＝0.030 ml，但此时生成的n(CO2)＝0.010 ml，根据中和反应优先的原则，反应消耗的盐酸的物质的量为0.030 ml×2＋0.010 ml×2＝0.080 ml，因此稀盐酸的物质的量浓度为eq \f(0.080 ml,0.1 L)＝0.800 ml/L。
答案：(1)1∶1 (2)0.800
4．为探究某铜的硫化物的组成，取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧，将生成的气体全部通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中，得到白色沉淀11.65 g；将灼烧后的固体(仅含铜与氧两种元素)溶于过量的H2SO4中，过滤，得到1.60 g红色固体，将滤液稀释至150 mL，测得c(Cu2＋)＝0.50 ml·L－1。
已知：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
请计算：
(1)白色沉淀的物质的量为________ml。
(2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比N(Cu)∶N(S)＝________。
答案：(1)0.05 (2)2∶1
5．(2021·春晖中学期中)黄铁矿的主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.020 ml·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋；
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)__________。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L，可制得98%的硫酸的质量为________t。
解析：(1)根据化学方程式4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2、SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋和Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，得关系式：
Cr2Oeq \\al(2－,7) ～ 6Fe2＋ ～ 3SO2 ～ eq \f(3,2)FeS2
1 eq \f(3,2)
0．020 ml·L－1×0.025 L eq \f(m(FeS2),120 g·ml－1)
eq \f(1,0.020 ml·L－1×0.025 L)＝eq \f(\f(3,2),\f(m(FeS2),120 g·ml－1))
解得m(FeS2)＝0.090 g，则样品中FeS2的质量分数是eq \f(0.090 g,0.100 g)×100%＝90%。
(2)4FeS2 ＋ 11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2
4 8
eq \f(10×106×90%,120) ml eq \f(V(SO2),22.4 L·ml－1)
eq \f(4,\f(10×106×90%,120) ml)＝eq \f(8,\f(V(SO2),22.4 L·ml－1))
解得V(SO2)＝3.36×106 L，n(SO2)＝eq \f(3.36×106 L,22.4 L·ml－1)＝
1．5×105 ml。
设理论上可制得98%的硫酸的质量为m，
SO2 ～ SO3 ～ H2SO4
1 ml 98 g
1．5×105 ml m×98%
eq \f(1 ml,1.5×105 ml)＝eq \f(98 g,m×98%)
解得m＝1.5×107 g＝15 t。
答案：(1)90% (2)3.36×106 15
eq \a\vs4\al()
(1)计算时，各物质不一定都用物质的量表示，也可以用物质的质量、气体的体积，但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。
(2)在化学方程式中列出的各量，同种物质的单位必须相同，不同物质的单位可以相同，也可以不同，但单位必须“上下统一”。
(3)列式求解时要注意所有的数值要带单位，同时注意有效数字的处理。 聚集状态
微观结构
微粒运动方式
宏观性质
固态
物质中粒子紧密排列，粒子间的空隙很小
在固定的位置上振动
有固定的形状，几乎不能被压缩
液态
物质中粒子排列较紧密，粒子间空隙较小
可以自由移动
没有固定的形状，很难被压缩
气态
物质中粒子之间的距离比较大
可以自由移动
没有固定的形状，容易被压缩
相同条件
公式
语言叙述
T、p相同
eq \f(n1,n2)＝eq \f(V1,V2)
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
化学方程式
2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
化学计量数之比
2∶1∶2
物质分子数之比
2∶1∶2
扩大NA倍之后
2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
2 ml∶1 ml∶2 ml
标准状况下体积之比
44.8 L∶22.4 L∶44.8 L
相同状况下体积之比
2∶1∶2
考点一 物质的量 摩尔质量[学生用书P6]
1．物质的量 阿伏加德罗常数
(1)物质的量(n)
物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(ml)。
(2)物质的量的规范表示方法
(3)阿伏加德罗常数(NA)
0．012 kg C12中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为ml－1。
公式：NA＝eq \f(N,n)。
(4)物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系：
n＝eq \f(N,NA)。
2．摩尔质量
(1)概念：摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。单位：g·ml－1。公式：M＝eq \f(m,n)。
(2)数值：以g·ml－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
(3)摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系：n＝eq \f(m,M)。
eq \a\vs4\al()
(1)物质的量不能理解成物质的质量或物质的数量，其单位是摩尔。
(2)使用摩尔作单位时，该化学式应指明粒子的种类，如1 ml H、1 ml CO2。
(3)摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 ml物质的质量在数值上是相同的，但含义不同，三者的单位也不同。
题组一有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
1．标准状况下有①0.112 L水；②0.5NA个HCl分子；
③25.6 g SO2气体；④0.2 ml氨气；⑤2 ml氦气；
⑥6.02×1023个白磷分子。
所含原子个数从多到少的顺序为__________________。
答案：①>⑥>⑤>③>②>④
2．(2020·杭州调研)光导纤维的主要成分为SiO2，下列叙述正确的是( )
A．SiO2的摩尔质量为60
B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L
C．SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
解析：选C。摩尔质量的单位为g·ml－1，A项错误。标准状况下，SiO2为固体，B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32＝7∶8，C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同，D项错误。
题组二物质的量与微粒数目之间的换算
3．(1)0.3 ml H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 ml C和31.76 g D，则C的摩尔质量为________。
解析：(1)0.3 ml×6.02×1023 ml－1×2＝N(NH3)×3，则N(NH3)＝1.204×1023或0.2NA。
(2)12 g 乙烷的物质的量是0.4 ml，一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键，所以0.4 ml乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 ml。
(3)根据质量守恒定律，0.04 ml C的质量为16 g＋20 g－31.76 g＝4.24 g，M(C)＝4.24 g÷0.04 ml＝106 g·ml－1。
答案：(1)1.204×1023(或0.2NA) (2)2.8 ml
(3)106 g·ml－1
4．高效能源——“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
(1)1 ml甲烷中含有________个CH4分子，含有________个氢原子。
(2)甲烷的摩尔质量是________，32 g甲烷和________g水所含氢原子数相同。
答案：(1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
(2)16 g·ml－1 72
eq \a\vs4\al()
解答以物质的量为核心的相关计算时，要注意“物质的量”的桥梁作用，解题思维流程如下：
考点二 物质的聚集状态[学生用书P7]
1．影响物质体积大小的因素
(1)微粒的大小(物质的本性)。
(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)。
(3)微粒的数目(物质的量的多少)。
2．不同聚集状态物质的基本特征
3.气体摩尔体积
(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。标准状况下，Vm约为22.4_L·ml－1。
(2)相关计算
①基本表达式：Vm＝eq \f(V,n)。
②与气体质量的关系：eq \f(V,Vm)＝eq \f(m,M)。
③与气体分子数的关系：eq \f(V,Vm)＝eq \f(N,NA)。
(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。
eq \a\vs4\al()
气体摩尔体积的使用方法
对于Vm≈22.4 L·ml－1，使用时一定要注意以下三个方面：
(1)一个条件：标准状况；
(2)一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体；
(3)两个数据：“1 ml”“22.4 L”。
4．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
(2)阿伏加德罗定律的推论(可通过pV＝nRT及n＝eq \f(m,M)、ρ＝eq \f(m,V)导出)
题组一气体摩尔体积的使用与计算
1．(2020·温州乐清中学高一期中)下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，1 ml CO2的体积约为22.4 L
B．标准状况下，1 ml H2O的体积约为22.4 L
C．标准状况下，2 ml O2的体积约为44.8 L
D．1 ml O2和1 ml N2的体积相等
解析：选C。A.常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4 L/ml，故1 ml二氧化碳的体积大于22.4 L，故A错误；B.标准状况下，水为液态，不能根据气体摩尔体积来计算其体积，故B错误；C.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/ml，故2 ml氧气的体积V＝nVm＝2 ml×22.4 L/ml＝44.8 L，故C正确；D.根据体积V＝nVm可知，气体的体积不但与物质的量有关，与气体摩尔体积的取值也有关，而氧气和氮气所处的状况不明确，二者的气体摩尔体积不一定相等，故1 ml氧气和1 ml氮气的体积不一定相等，故D错误。
2．设NA为阿伏加德罗常数，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A.eq \f(22.4ap,bNA) B．eq \f(22.4ab,pNA)
C.eq \f(22.4NAb,a) D．eq \f(22.4pb,aNA)
解析：选D。双原子分子的物质的量＝eq \f(p,NA) ml，双原子分子的摩尔质量＝eq \f(a g,\f(p,NA) ml)＝eq \f(aNA,p) g·ml－1，所以b g气体在标准状况下的体积为eq \f(b g,\f(aNA,p) g·ml－1)×22.4 L·ml－1＝eq \f(22.4pb,aNA) L。
题组二阿伏加德罗定律及应用
3．(2020·绍兴高三选考模拟)取五个相同的气球，同温同压下，分别充入CO和以下四种混合气体，吹出体积相等的状况，如图所示。A、B、C、D四个气球内，与CO所含原子数一定相等的是( )
解析：选C。同温、同压、同体积下，气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 ml，A项，含有HCl和O3，1 ml混合气体含有的原子的物质的量大于2 ml，错误；B项，含有H2和NH3，1 ml 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 ml，错误；C项，含有N2和O2，都为双原子分子，则1 ml混合气体含有2 ml原子，正确；D项，含有He和NO2，1 ml该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2 ml，可能小于2 ml，也可能等于2 ml，错误。
4．(2021·湖州质检)下列叙述中不正确的是( )
A．标准状况下，5 L CH4与5 L NH3的原子个数之比为5∶4
B．常温常压下，11.2 L O3中所含氧原子个数大于1.5NA
C．同温同压下，相同体积的N2和CO气体含有的分子数及密度均相同
D．同温同压下，等质量的CO和CO2气体的密度之比为7∶11
解析：选B。根据阿伏加德罗定律可知，相同温度和压强下，相同体积的CH4和NH3所含分子数相同，则二者的原子个数之比为5∶4，A项正确；常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·ml－1，则11.2 L O3的物质的量小于0.5 ml，所含氧原子个数小于1.5NA，B项错误；同温同压下，相同体积的N2和CO的物质的量相同，由于二者的摩尔质量均为28 g ·ml－1，则二者的密度相同，C项正确；同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则CO和CO2的密度之比为7∶11，D项正确。
5．(2020·宁波选考模拟)在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。
(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为________，NH4HCO3的摩尔质量为________。(用含m、d的代数式表示)
(2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为____________。
(3)在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为________。
答案：(1)eq \f(m,2d) ml 6d g·ml－1 (2)22.4ρ g·ml－1
(3)17a%＋44b%＋18c%
eq \a\vs4\al()
求气体的平均摩尔质量M的常用方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρVm。
(2)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。
(3)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。
(4)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m/N。
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
考点三 突破阿伏加德罗常数的“六个”角度[学生用书P8]
围绕阿伏加德罗常数(NA)的有关说法的正误判断，可通过多方面的知识点来进行考查。这类问题常设置的陷阱大致有如下六个角度。
角度一 状况不一定为标准状况或物质不一定是气态
只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 L·ml－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯、汽油等常作为命题的干扰因素迷惑学生。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA。( )
(2)常温下11.2 L甲烷含甲烷分子数为 0.5NA。( )
(3)标准状况下，22.4 L己烷中含共价键数目为19NA。( )
(4)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。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
角度二 物质的量或质量与外界条件
给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)常温常压下，3.2 g O2所含原子数为0.2NA。( )
(2)标准状况下，1 ml H2O所含氧原子数为NA。( )
(3)常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√
角度三 物质的微观结构
此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2021·浙江1月选考，T18A)1 ml NH4F晶体中含有的共价键数目为3NA。( )
(2)4.5 g SiO2晶体中含硅氧键数目为0.3NA。( )
(3)标准状况下，22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA。( )
(4)18 g D2O所含的电子数为10NA。( )
(5)1 ml Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
(6)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA。( )
(7)17 g —OH与17 g OH－含电子数均为10NA。( )
(8)2.0 g Heq \\al(18,2)O与D2O的混合物含中子数为NA。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
角度四 电解质溶液中粒子数目的判断
突破此类题目的陷阱，关键在于审题：
(1)是否有弱离子的水解；
(2)是否指明了溶液的体积；
(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成无关；0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，与电解质的组成有关。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2020·浙江7月选考，T19D)1 L浓度为0.100 ml·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA。( )
(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl、KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA。( )
(3)(2020·浙江7月选考，T19C)常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA。( )
(4)25 ℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA。( )
(5)由10 mL 5 ml·L－1的FeCl3溶液制得Fe(OH)3胶体，所含胶体粒子数为0.05NA。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
角度五 存在隐含反应
解决此类题目的关键是注意一些“隐含反应”，如
(1)2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3、2NO2N2O4、N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3；
(2)NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－；
(3)NH3、Cl2溶于水只有部分发生反应。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2 ml SO2和1 ml O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA。( )
(2)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含NO2分子数目为NA。( )
(3)100 g 17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA。( )
(4)标准状况下，0.1 ml Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
角度六 电子转移的特殊情况
氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的陷阱，突破陷阱的关键如下：
(1)同一种物质在不同反应中作氧化剂、还原剂的判断。
例如：①Cl2和Fe、Cu等反应，Cl2只作氧化剂，而Cl2和NaOH(或H2O)反应，Cl2既作氧化剂，又作还原剂。
②Na2O2与CO2或H2O反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，而Na2O2与SO2反应，Na2O2只作氧化剂。
(2)量不同，所表现的化合价不同。
如Fe和HNO3反应，Fe不足，生成Fe3＋，Fe过量，生成Fe2＋。
(3)氧化剂或还原剂不同，所表现的化合价不同。
如Cu和Cl2反应生成CuCl2，而Cu和S反应生成Cu2S。
(4)注意氧化还原的顺序。
如向FeI2溶液中通入Cl2，首先氧化I－，再氧化Fe2＋。
[练一练] 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2021·浙江1月选考，T18C)向100 mL 0.10 ml·L－1 FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应，转移电子数目为0.01NA。( )
(2)(2020·浙江7月选考，T19A)4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O，1 ml [4MnOeq \\al(－,4)＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA。( )
(3)(2020·浙江7月选考，T19B)用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为NA时，阳极应有32 g Cu转化为Cu2＋。( )
(4)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为 0.3NA。( )
(5)0.1 ml Zn与含0.1 ml HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA。( )
(6)1 ml Cl2参加反应转移电子数一定为2NA。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
eq \a\vs4\al()
正确判断有关阿伏加德罗常数正误的“三大步骤”
eq \x(第一步) 查看物质的状态及所处状况——正确运用气体摩尔体积的前提
(1)当物质是气体时，应查看所给条件是不是标准状况；
(2)当条件是标准状况时，应查看所给物质在标准状况下是不是气体。
eq \x(第二步) 分析题干所给物理量与物质的量的关系——正确进行换算的前提
(1)已知某种物质的质量或物质的量时，则这些数据不受外界条件的限制；
(2)已知数据是体积时，要关注外界条件是不是标准状况、这种物质是不是气体；
(3)已知数据是物质的量浓度或pH时，要关注题目是否给出了溶液的体积。
eq \x(第三步) 准确把握物质的微观结构和物质变化过程中微粒数目的变化——正确判断微粒数目的前提
(1)清楚物质结构中相关微粒之间的数目关系；
(2)熟悉物质变化过程中微粒数目的变化关系。
题组阿伏加德罗常数的正误判断
1．(2019·浙江4月选考，T19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．1 ml CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA
B．500 mL 0.5 ml·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
C．30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
D．2.3 g Na与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
答案：D
2．(2018·浙江11月选考，T20)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．32 g S8(分子结构：)中的共价键数目为NA
B．2 g由Heq \\al(18,2)O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA
C．8 g CuO与足量H2充分反应生成Cu，该反应转移的电子数为0.2NA
D．标准状况下，11.2 L Cl2溶于水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为NA
解析：选D。A项，一个 S8(分子结构：)分子中的共价键数目为8，32 g S8的物质的量为0.125 ml，其共价键数目为NA，故A正确；B项，Heq \\al(18,2)O和2H2O的摩尔质量均为20 g·ml－1，Heq \\al(18,2)O和2H2O的质子数均为10，所以2 g由Heq \\al(18,2)O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA，故B正确；C项，8 g CuO的物质的量为0.1 ml，其与足量H2充分反应生成0.1 ml Cu，该反应转移的电子数为0.2NA，故C正确；D项，标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 ml，溶于水后只有部分与水反应，所以溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和小于NA，故D不正确。
3．(2018·浙江4月选考，T20)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．10 g的 2Heq \\al(16,2)O中含有的质子数与中子数均为5NA
B．32 g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为6NA
C．26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
D．120 g NaHSO4与KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
解析：选B。10 g 2Heq \\al(16,2)O的物质的量为0.5 ml，含有的质子数与中子数均为5NA，A项正确；因S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2，故32 g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为4NA，B项错误；因C2H2与C6H6的最简式均为CH，故26 g二者的混合气体中含有2 ml C—H键，含C—H键的数目为2NA，C项正确；因NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120 g·ml－1，故120 g二者的固体混合物中含有的阳离子数为NA，D项正确。
4．(2017·浙江4月选考，T22)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，2.24 L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA
B．1 L 0.1 ml·L－1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
C．0.1 ml KI与0.1 ml FeCl3在溶液中反应转移的电子数为0.1NA
D．0.1 ml乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA
解析：选D。A项标准状况下，乙醇为液态，错误；B项含有的氧原子数并未包括溶剂水中的，错误；C项溶液中存在2I－＋2Fe3＋I2＋2Fe2＋的平衡，反应转移的电子数小于0.1NA，错误；D项乙烯的分子式为C2H4，乙醇的分子式为C2H6O，也可写为C2H4·H2O，故0.1 ml乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA，正确。
5．(2016·浙江4月选考，T22)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 ml FeI2与1 ml Cl2反应时转移的电子数为3NA
B．2 g Heq \\al(18,2)O与Deq \\al(16,2)O的混合物中所含中子、电子数目均为NA
C．273 K、101 kPa下，28 g乙烯与丙烯混合物中含有C—H键的数目为5NA
D．pH＝1的H2SO4溶液10 L，含H＋的数目为2NA
解析：选B。A项，因氧化剂氯气的物质的量为1 ml，故电子转移数目为2NA，故A错误；B项，Heq \\al(18,2)O与Deq \\al(16,2)O的摩尔质量相同，都为20 g·ml－1，且它们的中子数和电子数都相同，1 ml物质中所含中子、电子数均为10 ml，故B正确；C项，含有C—H键的数目应为4NA，故C错误；D项，含H＋的数目为NA，故D错误。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
B．100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.2NA
C．标准状况下，11.2 L CCl4中含有C—Cl键的数目为2NA
D．NA个D2O分子中，含有10NA个电子
解析：选D。A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比是16∶1，A错误；B.100 mL 1.0 ml·L－1 FeCl3溶液与足量Cu反应，转移的电子数为0.1NA，B错误；C.标准状况下，CCl4是液态不是气态，所以11.2 L CCl4物质的量不是0.5 ml，C错误；D.D是H的同位素：氘，含一个质子和一个中子，核外有一个电子，故一个D2O分子中含有10个电子，NA个D2O分子中含有10NA个电子，D正确。
7．(2020·高考全国卷Ⅲ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B．1 ml重水比1 ml水多NA个质子
C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D．1 L 1 ml·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子
解析：选C。22.4 L(标准状况)氮气为1 ml，含有的中子数为14NA，A项错误；1 ml重水与1 ml水中的质子数相同，B项错误；石墨烯与金刚石均为碳元素形成的单质，12 g石墨烯和12 g金刚石均为1 ml，含碳原子数均为NA，C项正确；NaCl溶液中的水分子中也含有电子，D项错误。
考点四 物质的量在化学方程式计算中的应用[学生用书P10]
1．物质的量与各物理量之间的关系
2．物质的量在化学方程式计算中的应用(以CO与O2的反应为例)
从上述表格中可以看出：
(1)在同温同压下，气态物质的分子数之比＝物质的量之比＝体积之比。
(2)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。
(3)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl可表示1_ml_H2与1_ml_Cl2在点燃的条件下完全反应生成2_ml_HCl_。
3．化学方程式计算的基本步骤和类型
(1)基本步骤
①转：把已知物质的物理量如质量、体积(气体或溶液)、物质的量浓度转化成物质的量。
②设：设所求物质的物质的量为n。
③写：写出有关的化学反应方程式。
④标：在化学方程式有关物质下面标出其化学计量数，再标出未知量。
⑤列：列出比例计算式。
⑥算：根据比例式计算。
⑦答：简明地写出答案。
(2)计算类型
①基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
②混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y、z，按照化学方程式中量的关系，并用x、y、z表示，列出方程组解答。
③过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系进行判断，确定哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。
题组物质的量在化学方程式计算中的应用
1．(2021·浙江1月选考，T27)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：
3S＋6KOHeq \(=====,\s\up7(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O
(x－1)S＋K2Seq \(=====,\s\up7(△))K2Sx(x＝2～6)
S＋K2SO3eq \(=====,\s\up7(△))K2S2O3
请计算：
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 ml·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V＝________。
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 ml·L－1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x＝___________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出计算过程)。
答案：(1)30.0
(2)3
(2x＋2)S ＋ 6KOHeq \(=====,\s\up7(△))2K2Sx＋K2S2O3＋3H2O
2x＋2 6
eq \f(2.560 g,32 g·ml－1) 0.06 L×1.00 ml·L－1
eq \f(2x＋2,\f(2.560 g,32 g·ml－1))＝eq \f(6,0.06 L×1.00 ml·L－1)，解得x＝3
2．(2020·温州高一检测)取1.43 g Na2CO3·xH2O溶于水配成5 mL溶液，然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止，用去盐酸10 mL，并收集到112 mL CO2(标准状况)。求：
(1)稀盐酸的物质的量浓度。
(2)Na2CO3·xH2O的摩尔质量。
(3)x值。
答案：(1)n(CO2)＝eq \f(0.112 L,22.4 L/ml)＝0.005 ml，
Na2CO3 ＋ 2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
1 2 1
n(Na2CO3) n(HCl) 0.005 ml
n(HCl)＝2×n(CO2)＝2×0.005 ml＝0.01 ml，
c(HCl)＝eq \f(0.01 ml,0.01 L)＝1.0 ml/L。
(2)n(Na2CO3·xH2O)＝n(Na2CO3)＝0.005 ml，M(Na2CO3·xH2O)＝eq \f(1.43 g,0.005 ml)＝286 g/ml。
(3)由摩尔质量可知：106＋18x＝286，解得x＝10。
3．(2020·宁波选考适应性考试)取不同质量由Ba(OH)2和BaCO3组成的均匀混合样品，先加适量的水溶解，然后加入100 mL某浓度稀盐酸，所得CO2气体的体积(已换算为标准状况)与加入样品的质量关系如图所示(不考虑CO2的溶解、反应及碳酸氢盐的生成)。请计算：
(1)混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为______。
(2)稀盐酸的物质的量浓度为________ml/L。
解析：(1)由图像可知，当样品为1.84 g时，盐酸过量，BaCO3完全反应，此时生成的n(CO2)＝0.005 ml，由反应BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O得n(BaCO3)＝0.005 ml，则1.84 g样品中含n[Ba(OH)2]＝
eq \f(1.84 g－0.005 ml×197 g/ml,171 g/ml)＝0.005 ml，所以混合物中Ba(OH)2和BaCO3的物质的量之比为1∶1；(2)由图像可知，11.04 g样品与盐酸反应时，盐酸不足，按照等比例关系，可得11.04 g样品中含n(BaCO3)＝n[Ba(OH)2]＝0.030 ml，但此时生成的n(CO2)＝0.010 ml，根据中和反应优先的原则，反应消耗的盐酸的物质的量为0.030 ml×2＋0.010 ml×2＝0.080 ml，因此稀盐酸的物质的量浓度为eq \f(0.080 ml,0.1 L)＝0.800 ml/L。
答案：(1)1∶1 (2)0.800
4．为探究某铜的硫化物的组成，取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧，将生成的气体全部通入盛有足量的H2O2和BaCl2的混合液中，得到白色沉淀11.65 g；将灼烧后的固体(仅含铜与氧两种元素)溶于过量的H2SO4中，过滤，得到1.60 g红色固体，将滤液稀释至150 mL，测得c(Cu2＋)＝0.50 ml·L－1。
已知：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
请计算：
(1)白色沉淀的物质的量为________ml。
(2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比N(Cu)∶N(S)＝________。
答案：(1)0.05 (2)2∶1
5．(2021·春晖中学期中)黄铁矿的主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.020 ml·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋；
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)__________。
(2)煅烧10 t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积(标准状况)为________L，可制得98%的硫酸的质量为________t。
解析：(1)根据化学方程式4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2、SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋和Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，得关系式：
Cr2Oeq \\al(2－,7) ～ 6Fe2＋ ～ 3SO2 ～ eq \f(3,2)FeS2
1 eq \f(3,2)
0．020 ml·L－1×0.025 L eq \f(m(FeS2),120 g·ml－1)
eq \f(1,0.020 ml·L－1×0.025 L)＝eq \f(\f(3,2),\f(m(FeS2),120 g·ml－1))
解得m(FeS2)＝0.090 g，则样品中FeS2的质量分数是eq \f(0.090 g,0.100 g)×100%＝90%。
(2)4FeS2 ＋ 11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2
4 8
eq \f(10×106×90%,120) ml eq \f(V(SO2),22.4 L·ml－1)
eq \f(4,\f(10×106×90%,120) ml)＝eq \f(8,\f(V(SO2),22.4 L·ml－1))
解得V(SO2)＝3.36×106 L，n(SO2)＝eq \f(3.36×106 L,22.4 L·ml－1)＝
1．5×105 ml。
设理论上可制得98%的硫酸的质量为m，
SO2 ～ SO3 ～ H2SO4
1 ml 98 g
1．5×105 ml m×98%
eq \f(1 ml,1.5×105 ml)＝eq \f(98 g,m×98%)
解得m＝1.5×107 g＝15 t。
答案：(1)90% (2)3.36×106 15
eq \a\vs4\al()
(1)计算时，各物质不一定都用物质的量表示，也可以用物质的质量、气体的体积，但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。
(2)在化学方程式中列出的各量，同种物质的单位必须相同，不同物质的单位可以相同，也可以不同，但单位必须“上下统一”。
(3)列式求解时要注意所有的数值要带单位，同时注意有效数字的处理。 聚集状态
微观结构
微粒运动方式
宏观性质
固态
物质中粒子紧密排列，粒子间的空隙很小
在固定的位置上振动
有固定的形状，几乎不能被压缩
液态
物质中粒子排列较紧密，粒子间空隙较小
可以自由移动
没有固定的形状，很难被压缩
气态
物质中粒子之间的距离比较大
可以自由移动
没有固定的形状，容易被压缩
相同条件
公式
语言叙述
T、p相同
eq \f(n1,n2)＝eq \f(V1,V2)
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
化学方程式
2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
化学计量数之比
2∶1∶2
物质分子数之比
2∶1∶2
扩大NA倍之后
2NA∶NA∶2NA
物质的量之比
2 ml∶1 ml∶2 ml
标准状况下体积之比
44.8 L∶22.4 L∶44.8 L
相同状况下体积之比
2∶1∶2
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