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2022年高考化学一轮复习讲义第1章第3讲 物质的量及相关概念 (含解析)
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这是一份2022年高考化学一轮复习讲义第1章第3讲 物质的量及相关概念 (含解析)，共16页。试卷主要包含了2NA个硫酸分子与19，6 g等内容，欢迎下载使用。
第3讲 物质的量及相关概念
复习目标 1.了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。2.能准确使用“＝n＝＝＝c(B)·V(aq)”进行一定量某物质与所含指定微粒的数目换算。3.正确使用阿伏加德罗定律及推论解答气体的体积、压强与物质的量、微粒数目相关问题。4.掌握气体(平均)摩尔质量的计算方法。
考点一 物质的量 摩尔质量
1．物质的量
(1)概念：物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一，用来表示一定数目微粒的集合体。符号为n，单位是摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法
(3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
2．阿伏加德罗常数
(1)国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023，1 mol任何物质所含的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，NA≈6.02×1023 mol－1。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系
(背会公式和字母含义)
n＝
3．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量。符号为M。
(2)常用单位：g·mol－1。
(3)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(4)公式(背会)：n＝
(1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量(×)
错因：物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(×)
错因：离子化合物不存在分子。
(3)硫酸的摩尔质量为98 g(×)
错因：摩尔质量的单位是g·mol－1。
(4)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(×)
错因：物质的摩尔质量与物质的量的多少无关。
(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(×)
错因：1 mol物质的质量以g为单位时，在数值上等于其相对分子质量。
题组一 准确理解物质的量、摩尔质量的概念
1．屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素和双氢青蒿素(结构如图)获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的分子式为C15H24O5，相对分子质量为284。
下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说法正确的是( )
A．1 mol青蒿素的质量为282 g·mol－1
B．双氢青蒿素的摩尔质量等于284
C．14.1 g青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D．含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1 mol
答案 D
题组二 物质的量与指定微粒数目的关系
2．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NA
B．0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数
C．28 g氮气所含的原子数为NA
D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
答案 B
解析 2.3 g钠的物质的量为0.1 mol，变为Na＋时失去的电子数为0.1NA，故A错误；磷酸的物质的量为＝0.2 mol，等物质的量的硫酸(H2SO4)与磷酸(H3PO4)中含有相同的氧原子数，故B正确；28 g氮气的物质的量为＝1 mol，每个N2含2个氮原子，故C错误；1 mol O2的质量为32 g,1 mol H2的质量为2 g，二者的质量比为16∶1，故D错误。
3．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为 ，氢原子的物质的量为 mol。
答案 0.33NA 0.26
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧
弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数。如：
第2题A项中NA表示Na原子失去的电子数目，NaNa＋；
第3题中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：
Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．气体摩尔体积
(1)概念：一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。
(2)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。
(3)公式(背会)：n＝
(4)计算时常用标准状况下的气体摩尔体积
标准状况下(0 ℃、101 kPa)，Vm≈22.4 L·mol－1。
(5)注意事项
标准状况是特定条件，不是常温常压，计量对象在该条件下必须为气态。
2．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律内容
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
(2)阿伏加德罗定律的推论
公式
语言叙述(背会)
T、p相同
＝
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
＝
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
T、V相同
＝
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
(3)注意事项
①适用于任何气体，包括混合气体，但不适用于非气体。
②推论可利用pV＝nRT和n＝＝＝推导(其中p为压强，V为气体的体积，R为常数，T为温度)。
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L(×)
错因：未指明标准状况，无法计算。
(2)在非标准状况下，气体摩尔体积一定不是22.4 L·mol－1(×)
错因：升高温度、增大压强也可使气体摩尔体积为22.4 L·mol－1。
(3)标准状况下11.2 L Br2的物质的量为0.5 mol(×)
错因：Br2在标准状况下是液体，无法计算。
(4)标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(√)
(5)相同体积的CO和N2，二者含有的原子数相同(×)
错因：未指明温度压强是否相同，无法判断。
使用气体摩尔体积、阿伏加德罗定律时，为何要指明温度和压强？
答案 分子数目相同，气体的体积主要由分子间距离决定，气体分子间距离受温度和压强影响。
题组一 气体摩尔体积的含义及定义式
1．下列关于阿伏加德罗常数和气体摩尔体积等的说法正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B．H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D．标准状况下，22.4 L乙烷、丙烷的混合气体，所含的分子数为NA
答案 D
解析 没有明确温度和压强，无法确定气体的体积，A错误；气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”，另外未指明气体所处的温度和压强，H2的气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol－1，B错误；在标准状况下，水为液态，C错误。
2．已知：①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl，下列关系正确的是( )
A．体积大小：④＞③＞②＞①
B．原子数目：③＞①＞④＞②
C．密度大小：④＞②＞③＞①
D．质量大小：④＞③＞②＞①
答案 B
题组二 气体V与n、m、N之间的换算
3．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是( )
A．可生成H2的质量为0.02 g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)
D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量
答案 D
4．设NA为阿伏加德罗常数的值，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. B. C. D.
答案 D
解析 解法一 公式法：
a g双原子分子的物质的量＝ mol，
双原子分子的摩尔质量＝＝ g·mol－1，
所以b g气体在标准状况下的体积为
×22.4 L·mol－1＝ L。
解法二 比例法：
同种气体的分子数与质量成正比，设b g气体的分子数为N
a g ～ p
b g ～ N
则：N＝，双原子分子的物质的量为mol，
所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。
题组三 阿伏加德罗定律的应用
5．下列说法不正确的是( )
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B．同温同压下，SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C．温度和容积相同的两容器分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，则压强之比为5∶2
D．同温同压条件下，5 mol O2和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
答案 A
解析 压强未知，无法判断温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含分子数是否相同，A错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，B正确；同温同体积的气体的压强之比等于物质的量之比，C正确；同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，D正确。
6．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N2，右侧充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是( )
A．右侧与左侧分子数之比为4∶1
B．右侧CO的质量为5.6 g
C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D．若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO
答案 C
解析 左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，所以右侧气体物质的量为0.25 mol。相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍。
(1)解答有关气体摩尔体积、阿伏加德罗定律判断题时要注意三看：
一看物质的状态是否是气体，二看温度、压强是否是标准状况，三看气体分子组成。
(2)有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。
第二步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。
第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，根据条件和要求进行判断。
题组四 气体(平均)摩尔质量的计算
7．按要求解答问题
(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为 ，可能是 气体。
(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为 。
(3)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)，则
①混合气体在标准状况下的密度是 g·L－1。
②混合气体的平均摩尔质量是 g·mol－1。
答案 (1)64 SO2 (2)64 (3)①1.61 ②36
解析 (1)M＝ρ×22.4 g·mol－1≈64 g·mol－1。(2)M＝＝64 g·mol－1。(3)CO燃烧发生反应：2CO＋O22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol，设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，
则，解得x＝0.25，y＝0.25。
①原混合气体的密度＝≈1.61 g·L－1。
②解法一：＝ρ·22.4 L·mol－1＝1.61 g·L－1×22.4 L·mol－1≈36 g·mol－1；
解法二：＝＝36 g·mol－1；
解法三：＝28 g·mol－1×50%＋44 g·mol－1×50%＝36 g·mol－1；
故平均摩尔质量为36 g·mol－1。
8．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)若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 (用含ρ的代数式表示)。
(3)若在该条件下，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 (用含a、b、c的代数式表示)。
答案 (1) mol 6d g·mol－1 (2)22.4ρ g·mol－1 (3)17a%＋44b%＋18c%
解析 NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)
(1)M(混)＝2d⇒n(混)＝ mol，
⇒M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1。
(2)(混)＝22.4ρ g·mol－1。
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，
(混)＝17a%＋44b%＋18c%。
求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。
(2)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＝。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：
M＝ρ×22.4 L·mol－1。
(4)根据气体的相对密度(D＝)：＝D。
(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 物质的量浓度及简单计算
1．物质的量浓度
(1)概念(背会)
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量，也称为B的物质的量浓度，符号为cB。
(2)常用单位：mol/L或mol·L－1。
(3)公式(背会)：n＝cBV
(4)注意事项
①V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质与溶剂的体积之和。
②n必须是溶质B的物质的量。
2．物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
溶质质量分数w
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
c＝
w＝×100%
两者关系
w＝(M：摩尔质量；单位：g·mol－1；ρ：密度，单位：g·cm－3)
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl(×)
错因：n＝cBV，没有体积无法计算物质的量。
(2)1 mol Na2O溶于水，配成1 L溶液所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1(×)
错因：1 mol Na2O2 mol NaOH，溶质NaOH物质的量浓度为2 mol·L－1。
(3)用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L－1(×)
错因：100 mL水吸收HCl后体积不再是100 mL。
题组一 对物质的量浓度的含义的理解
1．下列方法所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1的是( )
A．将40 g NaOH固体溶解于1 L水中
B．将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液
C．将1 L 10 mol·L－1的浓盐酸与9 L水混合
D．向1 mol的硫酸钡固体中加水至1 L
答案 B
2．(2020·哈尔滨六中检测)4 ℃时，在100 mL水中溶解22.4 L(标准状况下)HCl气体形成溶液。下列说法正确的是( )
A．该溶液的物质的量浓度为10 mol·L－1
B．由于溶液的密度未知，故该溶液的物质的量浓度无法求得
C．由于溶液的密度未知，故该溶液中溶质的质量分数无法求得
D．所得溶液的体积为22.5 L
答案 B
题组二 定义式cB＝的相关计算
3．(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为 mol·L－1。
(2)若从中取出50 mL溶液，其物质的量浓度为 mol·L－1；溶质的质量为 g。
(3)若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为 mol·L－1，SO的物质的量浓度为 mol·L－1。
答案 (1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
解析 (1)n(Na2SO4)＝＝0.1 mol，
c(Na2SO4)＝＝0.2 mol·L－1。
(2)从中取出50 mL溶液，浓度仍为0.2 mol·L－1，
溶质的质量m＝n·M＝c·V·M＝0.2 mol·L－1×0.05 L×142 g·mol－1＝1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL，根据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，稀溶液中Na2SO4的物质的量浓度变为原来的，即0.1 mol·L－1，故所得溶液中Na＋的物质的量浓度为0.2 mol·L－1，SO的物质的量浓度为0.1 mol·L－1。
4．在标准状况下，将V L氨气溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为 mol·L－1。
答案
解析 n(NH3)＝ mol，
溶液体积：V＝×10－3 L
c＝ mol·L－1＝ mol·L－1。
(1)注意物质溶于水后溶质是否改变，如：
Na2O、Na2O2NaOH，
SO3H2SO4，
CuSO4·5H2OCuSO4
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：
V＝。
②两溶液混合液的体积不是两种溶液的体积和。
(3)电解质与所含离子间c的换算
注意整体与部分的关系，如第3题中，
0．2 mol·L－1的Na2SO4溶液中―→
1．(2020·全国卷Ⅲ，9)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 mol重水比1 mol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 mol·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子
答案 C
解析 标准状况下22.4 L氮气的物质的量是1 mol,1个N2中有14个中子，则1 mol氮气有14NA个中子，A错误；重水和水中的质子数相同，B错误；石墨烯和金刚石是碳元素的同素异形体，是由碳元素组成的不同单质，12 g石墨烯和12 g金刚石均含有1 mol碳原子，即NA个碳原子，C正确；1 L 1 mol·L－1 NaCl溶液中含有1 mol NaCl(含有28NA个电子)和大量的水(水分子也含有电子)，D错误。
2．(2019·全国卷Ⅱ，8)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PO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 3 g 3He的物质的量为1 mol，每个3He含1个中子，则1 mol 3He含1 mol中子，A项正确；该溶液中含0.1 mol Na3PO4，由于部分PO水解，故溶液中PO的数目小于0.1NA，B项错误；K2Cr2O7中Cr元素为＋6价，1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3＋时，得到6 mol电子，C项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键，即每个分子中含13个共价键，则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 mol 共价键，D项正确。
3．(2018·全国卷Ⅰ，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
答案 B
解析 氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为1 mol，含有的质子数为18NA，B项正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体，A项错误；92.0 g甘油的物质的量为1 mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1 mol甘油含有的羟基数为3.0NA，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D项错误。
4．(2018·全国卷Ⅱ，11)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 1 mol·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 标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA，C项正确；124 g P4的物质的量为1 mol，每个P4分子中含有6个P—P键，所以含有P—P键数目为6NA，A项错误；Fe3＋在水溶液中能发生水解，100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，B项错误；SO2和O2的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，D项错误。
5．(2020·浙江7月选考，19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．4MnO＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O,1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA
B．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＋
C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA
D．1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA
答案 A
解析 Mn元素由＋7价降低到＋2价，C元素由0价升高到＋4价，则1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA，A正确；电解精炼铜时，开始阶段阳极上比Cu活泼的金属杂质也会放电，故电路中通过的电子数为NA时，阳极上被氧化的Cu的质量小于32 g，B错误；题目未指明pH＝9的CH3COONa溶液的体积，无法确定水电离出的H＋数，C错误；1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中含有0.100 mol Na2CO3，CO水解生成HCO和OH－，阴离子数目增加，故溶液中阴离子数大于0.100NA，D错误。
1．(2020·天津市第一中学高三月考)双酚基丙烷(BPA)的分子式为C15H16O2。下列有关判断不正确的是( )
A．BPA的摩尔质量是228 g·mol－1
B．1 mol BPA中含有6.02×1023个分子
C．BPA属于有机化合物
D．1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L
答案 D
2．下列叙述中错误的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似为6.02×1023 mol－1
B．等物质的量的O2和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
3．(2021·天津市静海区第一次月考)下列说法中正确的是( )
A．2 mol CH4的质量和O2的摩尔质量都是32 g
B．1 mol任何气体中都含有相同的原子数
C．0.5 mol NaCl约含有6.02×1023个离子
D．1 mol·L－1 KCl溶液中含有溶质1 mol
答案 C
解析 O2的摩尔质量为32 g·mol－1，A项不正确；气体有单原子分子如He，双原子分子如O2，三原子分子如O3，五原子分子如CH4等，B项不正确；每个NaCl中有两个离子，0.5 mol NaCl中含离子总数为NA，C项正确；未指明溶液的体积，无法确定，D项不正确。
4．在150 ℃时碳酸铵可受热完全分解，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的( )
A．96倍 B．48倍 C．12倍 D．32倍
答案 C
解析 150 ℃时碳酸铵受热完全分解的化学方程式为(NH4)2CO32NH3↑＋H2O↑＋CO2↑。根据质量守恒定律，反应前1 mol即96 g碳酸铵受热完全分解，则反应后所生成混合气体的质量应为96 g。所以，反应后生成混合气体的摩尔质量为M(混)＝＝＝24 g·mol－1。根据密度之比等于摩尔质量之比，则有：＝＝＝12。
5．(2020·山东省临沂市莒南第二中学月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是( )
A．充入的CO分子数比CO2分子数少
B．甲容器的体积比乙容器的体积小
C．CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案 D
解析 质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积之比为11∶7，但摩尔体积相同。
6．现有两份体积相同的混合溶液，其组成如下：
KCl
K2SO4
ZnSO4
ZnCl2
①
0.4 mol
0.1 mol
0.3 mol
0.1 mol
②
0.2 mol
0.2 mol
0.1 mol
0.1 mol
则两份溶液中各离子浓度( )
A．仅c(K＋)相同 B．仅c(Cl－)相同
C．完全相同 D．完全不同
答案 A
解析 ①溶液中离子物质的量分别为：K＋：0.4 mol＋2×0.1 mol＝0.6 mol，Zn2＋：0.3 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，Cl－：0.4 mol＋2×0.1 mol＝0.6 mol，SO：0.1 mol＋0.3 mol＝0.4 mol；②溶液中离子物质的量分别为：K＋：0.2 mol＋2×0.2 mol＝0.6 mol，Zn2＋：0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol，Cl－：0.2 mol＋2×0.1 mol＝0.4 mol，SO：0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol，所以只有c(K＋)相同，A项正确。
7．下列所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1的是( )
A．将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B．将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C．将25.0 g胆矾溶于水配成1 L溶液
D．将10 mL 1 mol·L－1的盐酸与90 mL水充分混合
答案 C
解析 将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中，所得溶液的体积不是1 L，故不能得到0.1 mol·L－1的溶液，A错误；将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合，不知所配溶液的密度，无法求算其物质的量浓度，B错误；25.0 g胆矾的物质的量为0.1 mol，将其溶于水配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1，C正确；将10 mL 1 mol·L－1的盐酸与90 mL水充分混合，不同液体混合后的体积不等于两液体体积在数值上的简单加和，D错误。
8．(2019·烟台期中)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．400 mL 1 mol·L－1稀硝酸与Fe完全反应(还原产物只有NO)，转移电子的数目为0.3NA
B．1 mol·L－1的AlCl3溶液中含有Cl－的个数为3NA
C．0.2 mol H2O和D2O的混合物中含有中子的数目为2NA
D．标准状况下，2.24 L Cl2溶于水所得氯水中含氯的微粒总数为0.2NA
答案 A
解析 400 mL 1 mol·L－1稀硝酸中HNO3物质的量为0.4 L×1 mol·L－1＝0.4 mol，铁与稀硝酸反应可以生成硝酸亚铁：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O或生成硝酸铁：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，每反应4 mol HNO3转移电子3 mol，0.4 mol HNO3与Fe完全反应(还原产物只有NO)，转移电子的数目为0.3NA，A项正确；没有给出溶液的体积，不能计算出1 mol·L－1的AlCl3溶液中含有Cl－的个数，B项错误；1个H2O中含8个中子，而1个D2O中含10个中子，所以0.2 mol H2O和D2O中含有中子的数目为1.6NA～2NA之间，C项错误；标准状况下，2.24 L Cl2的物质的量为0.1 mol，Cl2溶于水后仍有部分以Cl2的形式存在于水中，则所得氯水中含氯的微粒总数小于0.2NA，D项错误。
9．(2021·北京市人大附中月考)下列说法不正确的是( )
A．常温常压下，3.2 g O2和O3的混合气体中含有氧原子的数目约为0.2×6.02×1023
B．一定条件下，1 mol N2 和3 mol H2充分反应转移电子数小于6NA
C．标准状况下，1.12 L HCl气体中含有电子的数目约为0.9×6.02×1023
D．0.1 mol环氧乙烷()中含有共价键的总数约为0.3×6.02×1023
答案 D
解析 氧气和臭氧均由氧原子构成，故3.2 g混合物中含有的氧原子的物质的量为＝0.2 mol，故含氧原子的数目约为0.2×6.02×1023，故A正确；一定条件下N2 和H2发生反应：N2＋3H22NH3，1 mol N2和3 mol H2参与反应时转移电子数为6NA，由于该反应为可逆反应，1 mol N2 和3 mol H2充分反应转移电子数小于6NA，故B正确；标况下1.12 L HCl的物质的量为0.05 mol，而HCl中含18个电子，故0.05 mol HCl中含电子的数目约为0.9×6.02×1023，故C正确；环氧乙烷中含7个共价键，故0.1 mol环氧乙烷中含共价键的总数约为0.7×6.02×1023，故D错误。
10．(1)30 g 12C18O和28 g 14N2所含的分子数之比为 。
(2)同温同压下，12C18O和14N2两种气体的密度之比为 。
(3)同温同压同体积的12C18O和14N2具有电子数之比为 。
(4)28 g14N2所含的原子数为 NA。
(5)将乙烯、CO、N2三种气体分别盛放在三个相同容器中，若三个容器的温度和质量相等，则三个容器的气体压强之比为 。
答案 (1)1∶1 (2)15∶14 (3)1∶1 (4)2
(5)1∶1∶1
解析 (1)M(12C18O)＝30 g·mol－1，30 g 12C18O的n(12C18O)＝1 mol，M(14N2)＝28 g·mol－1，28 g 14N2的n(14N2)＝1 mol，n(12C18O)＝n(14N2)，N(12C18O)＝N(14N2)，分子数之比为1∶1。(2)同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，M(12C18O)∶M(14N2)＝30∶28＝15∶14。(3)同温同压同体积，则n(12C18O)＝n(14N2)，1 mol 12C18O中n(e－)＝14 mol,1 mol 14N2中n(e－)＝14 mol，所以电子数之比为1∶1。(4)M(14N2)＝28 g·mol－1，n(14N2)＝1 mol，n(原子)＝2 mol，所以N(原子)＝2NA。(5)乙烯、CO、N2的质量相等，三者的摩尔质量相等，所以n(乙烯)＝n(CO)＝n(N2)，同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，所以气体压强之比为1∶1∶1。
11．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为 mol。
(2)甲室中气体的质量为 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为 。
(4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“ ”处(填数字)。
答案 (1)1 (2)11 (3)11 (4)2
解析 (1)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为5∶3，故其物质的量之比为5∶3，所以甲室中气体的物质的量为＝1 mol。
(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol－1＝21.9 g，则甲室中气体的质量为21.9 g－10.9 g＝11 g。
(3)甲室中气体的物质的量为1 mol，质量为11 g，甲室中NH3、H2的平均摩尔质量为＝11 g·mol－1，则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。
(4)设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为：x＋y＝1①，17x＋2y＝11②，解①②可得x＝0.6 mol、y＝0.4 mol；如果将隔板a去掉，0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，剩余H2的物质的量为0.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以隔板b将会左移至刻度2处。
第3讲 物质的量及相关概念
复习目标 1.了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。2.能准确使用“＝n＝＝＝c(B)·V(aq)”进行一定量某物质与所含指定微粒的数目换算。3.正确使用阿伏加德罗定律及推论解答气体的体积、压强与物质的量、微粒数目相关问题。4.掌握气体(平均)摩尔质量的计算方法。
考点一 物质的量 摩尔质量
1．物质的量
(1)概念：物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一，用来表示一定数目微粒的集合体。符号为n，单位是摩尔(mol)。
(2)物质的量的规范表示方法
(3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
2．阿伏加德罗常数
(1)国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023，1 mol任何物质所含的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，NA≈6.02×1023 mol－1。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系
(背会公式和字母含义)
n＝
3．摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量。符号为M。
(2)常用单位：g·mol－1。
(3)数值：当粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(4)公式(背会)：n＝
(1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量(×)
错因：物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(×)
错因：离子化合物不存在分子。
(3)硫酸的摩尔质量为98 g(×)
错因：摩尔质量的单位是g·mol－1。
(4)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(×)
错因：物质的摩尔质量与物质的量的多少无关。
(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(×)
错因：1 mol物质的质量以g为单位时，在数值上等于其相对分子质量。
题组一 准确理解物质的量、摩尔质量的概念
1．屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素和双氢青蒿素(结构如图)获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的分子式为C15H24O5，相对分子质量为284。
下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说法正确的是( )
A．1 mol青蒿素的质量为282 g·mol－1
B．双氢青蒿素的摩尔质量等于284
C．14.1 g青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D．含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1 mol
答案 D
题组二 物质的量与指定微粒数目的关系
2．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NA
B．0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数
C．28 g氮气所含的原子数为NA
D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
答案 B
解析 2.3 g钠的物质的量为0.1 mol，变为Na＋时失去的电子数为0.1NA，故A错误；磷酸的物质的量为＝0.2 mol，等物质的量的硫酸(H2SO4)与磷酸(H3PO4)中含有相同的氧原子数，故B正确；28 g氮气的物质的量为＝1 mol，每个N2含2个氮原子，故C错误；1 mol O2的质量为32 g,1 mol H2的质量为2 g，二者的质量比为16∶1，故D错误。
3．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为 ，氢原子的物质的量为 mol。
答案 0.33NA 0.26
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧
弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数。如：
第2题A项中NA表示Na原子失去的电子数目，NaNa＋；
第3题中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：
Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3O～2.6H
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．气体摩尔体积
(1)概念：一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。
(2)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。
(3)公式(背会)：n＝
(4)计算时常用标准状况下的气体摩尔体积
标准状况下(0 ℃、101 kPa)，Vm≈22.4 L·mol－1。
(5)注意事项
标准状况是特定条件，不是常温常压，计量对象在该条件下必须为气态。
2．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律内容
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
(2)阿伏加德罗定律的推论
公式
语言叙述(背会)
T、p相同
＝
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
＝
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
T、V相同
＝
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
(3)注意事项
①适用于任何气体，包括混合气体，但不适用于非气体。
②推论可利用pV＝nRT和n＝＝＝推导(其中p为压强，V为气体的体积，R为常数，T为温度)。
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L(×)
错因：未指明标准状况，无法计算。
(2)在非标准状况下，气体摩尔体积一定不是22.4 L·mol－1(×)
错因：升高温度、增大压强也可使气体摩尔体积为22.4 L·mol－1。
(3)标准状况下11.2 L Br2的物质的量为0.5 mol(×)
错因：Br2在标准状况下是液体，无法计算。
(4)标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(√)
(5)相同体积的CO和N2，二者含有的原子数相同(×)
错因：未指明温度压强是否相同，无法判断。
使用气体摩尔体积、阿伏加德罗定律时，为何要指明温度和压强？
答案 分子数目相同，气体的体积主要由分子间距离决定，气体分子间距离受温度和压强影响。
题组一 气体摩尔体积的含义及定义式
1．下列关于阿伏加德罗常数和气体摩尔体积等的说法正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B．H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D．标准状况下，22.4 L乙烷、丙烷的混合气体，所含的分子数为NA
答案 D
解析 没有明确温度和压强，无法确定气体的体积，A错误；气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”，另外未指明气体所处的温度和压强，H2的气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol－1，B错误；在标准状况下，水为液态，C错误。
2．已知：①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl，下列关系正确的是( )
A．体积大小：④＞③＞②＞①
B．原子数目：③＞①＞④＞②
C．密度大小：④＞②＞③＞①
D．质量大小：④＞③＞②＞①
答案 B
题组二 气体V与n、m、N之间的换算
3．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是( )
A．可生成H2的质量为0.02 g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)
D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量
答案 D
4．设NA为阿伏加德罗常数的值，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. B. C. D.
答案 D
解析 解法一 公式法：
a g双原子分子的物质的量＝ mol，
双原子分子的摩尔质量＝＝ g·mol－1，
所以b g气体在标准状况下的体积为
×22.4 L·mol－1＝ L。
解法二 比例法：
同种气体的分子数与质量成正比，设b g气体的分子数为N
a g ～ p
b g ～ N
则：N＝，双原子分子的物质的量为mol，
所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。
题组三 阿伏加德罗定律的应用
5．下列说法不正确的是( )
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B．同温同压下，SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C．温度和容积相同的两容器分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，则压强之比为5∶2
D．同温同压条件下，5 mol O2和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
答案 A
解析 压强未知，无法判断温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含分子数是否相同，A错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，B正确；同温同体积的气体的压强之比等于物质的量之比，C正确；同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，D正确。
6．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入1 mol N2，右侧充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是( )
A．右侧与左侧分子数之比为4∶1
B．右侧CO的质量为5.6 g
C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D．若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO
答案 C
解析 左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，所以右侧气体物质的量为0.25 mol。相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍。
(1)解答有关气体摩尔体积、阿伏加德罗定律判断题时要注意三看：
一看物质的状态是否是气体，二看温度、压强是否是标准状况，三看气体分子组成。
(2)有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路
第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。
第二步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。
第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，根据条件和要求进行判断。
题组四 气体(平均)摩尔质量的计算
7．按要求解答问题
(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为 ，可能是 气体。
(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为 。
(3)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)，则
①混合气体在标准状况下的密度是 g·L－1。
②混合气体的平均摩尔质量是 g·mol－1。
答案 (1)64 SO2 (2)64 (3)①1.61 ②36
解析 (1)M＝ρ×22.4 g·mol－1≈64 g·mol－1。(2)M＝＝64 g·mol－1。(3)CO燃烧发生反应：2CO＋O22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol，设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，
则，解得x＝0.25，y＝0.25。
①原混合气体的密度＝≈1.61 g·L－1。
②解法一：＝ρ·22.4 L·mol－1＝1.61 g·L－1×22.4 L·mol－1≈36 g·mol－1；
解法二：＝＝36 g·mol－1；
解法三：＝28 g·mol－1×50%＋44 g·mol－1×50%＝36 g·mol－1；
故平均摩尔质量为36 g·mol－1。
8．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)若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 (用含ρ的代数式表示)。
(3)若在该条件下，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 (用含a、b、c的代数式表示)。
答案 (1) mol 6d g·mol－1 (2)22.4ρ g·mol－1 (3)17a%＋44b%＋18c%
解析 NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)
(1)M(混)＝2d⇒n(混)＝ mol，
⇒M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1。
(2)(混)＝22.4ρ g·mol－1。
(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，
(混)＝17a%＋44b%＋18c%。
求气体摩尔质量M的常用方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。
(2)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＝。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：
M＝ρ×22.4 L·mol－1。
(4)根据气体的相对密度(D＝)：＝D。
(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 物质的量浓度及简单计算
1．物质的量浓度
(1)概念(背会)
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量，也称为B的物质的量浓度，符号为cB。
(2)常用单位：mol/L或mol·L－1。
(3)公式(背会)：n＝cBV
(4)注意事项
①V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质与溶剂的体积之和。
②n必须是溶质B的物质的量。
2．物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
溶质质量分数w
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
c＝
w＝×100%
两者关系
w＝(M：摩尔质量；单位：g·mol－1；ρ：密度，单位：g·cm－3)
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl(×)
错因：n＝cBV，没有体积无法计算物质的量。
(2)1 mol Na2O溶于水，配成1 L溶液所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1(×)
错因：1 mol Na2O2 mol NaOH，溶质NaOH物质的量浓度为2 mol·L－1。
(3)用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L－1(×)
错因：100 mL水吸收HCl后体积不再是100 mL。
题组一 对物质的量浓度的含义的理解
1．下列方法所得溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1的是( )
A．将40 g NaOH固体溶解于1 L水中
B．将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液
C．将1 L 10 mol·L－1的浓盐酸与9 L水混合
D．向1 mol的硫酸钡固体中加水至1 L
答案 B
2．(2020·哈尔滨六中检测)4 ℃时，在100 mL水中溶解22.4 L(标准状况下)HCl气体形成溶液。下列说法正确的是( )
A．该溶液的物质的量浓度为10 mol·L－1
B．由于溶液的密度未知，故该溶液的物质的量浓度无法求得
C．由于溶液的密度未知，故该溶液中溶质的质量分数无法求得
D．所得溶液的体积为22.5 L
答案 B
题组二 定义式cB＝的相关计算
3．(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为 mol·L－1。
(2)若从中取出50 mL溶液，其物质的量浓度为 mol·L－1；溶质的质量为 g。
(3)若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中Na＋的物质的量浓度为 mol·L－1，SO的物质的量浓度为 mol·L－1。
答案 (1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1
解析 (1)n(Na2SO4)＝＝0.1 mol，
c(Na2SO4)＝＝0.2 mol·L－1。
(2)从中取出50 mL溶液，浓度仍为0.2 mol·L－1，
溶质的质量m＝n·M＝c·V·M＝0.2 mol·L－1×0.05 L×142 g·mol－1＝1.42 g。
(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL，根据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，稀溶液中Na2SO4的物质的量浓度变为原来的，即0.1 mol·L－1，故所得溶液中Na＋的物质的量浓度为0.2 mol·L－1，SO的物质的量浓度为0.1 mol·L－1。
4．在标准状况下，将V L氨气溶于0.1 L水中，所得溶液的密度为ρ g·cm－3，则此氨水的物质的量浓度为 mol·L－1。
答案
解析 n(NH3)＝ mol，
溶液体积：V＝×10－3 L
c＝ mol·L－1＝ mol·L－1。
(1)注意物质溶于水后溶质是否改变，如：
Na2O、Na2O2NaOH，
SO3H2SO4，
CuSO4·5H2OCuSO4
(2)混淆溶液的体积和溶剂的体积
①不能用水的体积代替溶液的体积，尤其是固体、气体溶于水，一般根据溶液的密度进行计算：
V＝。
②两溶液混合液的体积不是两种溶液的体积和。
(3)电解质与所含离子间c的换算
注意整体与部分的关系，如第3题中，
0．2 mol·L－1的Na2SO4溶液中―→
1．(2020·全国卷Ⅲ，9)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 mol重水比1 mol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 mol·L－1 NaCl溶液含有28NA个电子
答案 C
解析 标准状况下22.4 L氮气的物质的量是1 mol,1个N2中有14个中子，则1 mol氮气有14NA个中子，A错误；重水和水中的质子数相同，B错误；石墨烯和金刚石是碳元素的同素异形体，是由碳元素组成的不同单质，12 g石墨烯和12 g金刚石均含有1 mol碳原子，即NA个碳原子，C正确；1 L 1 mol·L－1 NaCl溶液中含有1 mol NaCl(含有28NA个电子)和大量的水(水分子也含有电子)，D错误。
2．(2019·全国卷Ⅱ，8)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PO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 3 g 3He的物质的量为1 mol，每个3He含1个中子，则1 mol 3He含1 mol中子，A项正确；该溶液中含0.1 mol Na3PO4，由于部分PO水解，故溶液中PO的数目小于0.1NA，B项错误；K2Cr2O7中Cr元素为＋6价，1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3＋时，得到6 mol电子，C项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键，即每个分子中含13个共价键，则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 mol 共价键，D项正确。
3．(2018·全国卷Ⅰ，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
答案 B
解析 氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为1 mol，含有的质子数为18NA，B项正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体，A项错误；92.0 g甘油的物质的量为1 mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1 mol甘油含有的羟基数为3.0NA，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D项错误。
4．(2018·全国卷Ⅱ，11)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 1 mol·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 标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA，C项正确；124 g P4的物质的量为1 mol，每个P4分子中含有6个P—P键，所以含有P—P键数目为6NA，A项错误；Fe3＋在水溶液中能发生水解，100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，B项错误；SO2和O2的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，D项错误。
5．(2020·浙江7月选考，19)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．4MnO＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O,1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA
B．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＋
C．常温下，pH＝9的CH3COONa溶液中，水电离出的H＋数为10－5NA
D．1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中，阴离子数为0.100NA
答案 A
解析 Mn元素由＋7价降低到＋2价，C元素由0价升高到＋4价，则1 mol [4MnO＋5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA，A正确；电解精炼铜时，开始阶段阳极上比Cu活泼的金属杂质也会放电，故电路中通过的电子数为NA时，阳极上被氧化的Cu的质量小于32 g，B错误；题目未指明pH＝9的CH3COONa溶液的体积，无法确定水电离出的H＋数，C错误；1 L浓度为0.100 mol·L－1的Na2CO3溶液中含有0.100 mol Na2CO3，CO水解生成HCO和OH－，阴离子数目增加，故溶液中阴离子数大于0.100NA，D错误。
1．(2020·天津市第一中学高三月考)双酚基丙烷(BPA)的分子式为C15H16O2。下列有关判断不正确的是( )
A．BPA的摩尔质量是228 g·mol－1
B．1 mol BPA中含有6.02×1023个分子
C．BPA属于有机化合物
D．1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L
答案 D
2．下列叙述中错误的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似为6.02×1023 mol－1
B．等物质的量的O2和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
3．(2021·天津市静海区第一次月考)下列说法中正确的是( )
A．2 mol CH4的质量和O2的摩尔质量都是32 g
B．1 mol任何气体中都含有相同的原子数
C．0.5 mol NaCl约含有6.02×1023个离子
D．1 mol·L－1 KCl溶液中含有溶质1 mol
答案 C
解析 O2的摩尔质量为32 g·mol－1，A项不正确；气体有单原子分子如He，双原子分子如O2，三原子分子如O3，五原子分子如CH4等，B项不正确；每个NaCl中有两个离子，0.5 mol NaCl中含离子总数为NA，C项正确；未指明溶液的体积，无法确定，D项不正确。
4．在150 ℃时碳酸铵可受热完全分解，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的( )
A．96倍 B．48倍 C．12倍 D．32倍
答案 C
解析 150 ℃时碳酸铵受热完全分解的化学方程式为(NH4)2CO32NH3↑＋H2O↑＋CO2↑。根据质量守恒定律，反应前1 mol即96 g碳酸铵受热完全分解，则反应后所生成混合气体的质量应为96 g。所以，反应后生成混合气体的摩尔质量为M(混)＝＝＝24 g·mol－1。根据密度之比等于摩尔质量之比，则有：＝＝＝12。
5．(2020·山东省临沂市莒南第二中学月考)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是( )
A．充入的CO分子数比CO2分子数少
B．甲容器的体积比乙容器的体积小
C．CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案 D
解析 质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积之比为11∶7，但摩尔体积相同。
6．现有两份体积相同的混合溶液，其组成如下：
KCl
K2SO4
ZnSO4
ZnCl2
①
0.4 mol
0.1 mol
0.3 mol
0.1 mol
②
0.2 mol
0.2 mol
0.1 mol
0.1 mol
则两份溶液中各离子浓度( )
A．仅c(K＋)相同 B．仅c(Cl－)相同
C．完全相同 D．完全不同
答案 A
解析 ①溶液中离子物质的量分别为：K＋：0.4 mol＋2×0.1 mol＝0.6 mol，Zn2＋：0.3 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，Cl－：0.4 mol＋2×0.1 mol＝0.6 mol，SO：0.1 mol＋0.3 mol＝0.4 mol；②溶液中离子物质的量分别为：K＋：0.2 mol＋2×0.2 mol＝0.6 mol，Zn2＋：0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol，Cl－：0.2 mol＋2×0.1 mol＝0.4 mol，SO：0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol，所以只有c(K＋)相同，A项正确。
7．下列所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1的是( )
A．将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B．将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C．将25.0 g胆矾溶于水配成1 L溶液
D．将10 mL 1 mol·L－1的盐酸与90 mL水充分混合
答案 C
解析 将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中，所得溶液的体积不是1 L，故不能得到0.1 mol·L－1的溶液，A错误；将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合，不知所配溶液的密度，无法求算其物质的量浓度，B错误；25.0 g胆矾的物质的量为0.1 mol，将其溶于水配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1，C正确；将10 mL 1 mol·L－1的盐酸与90 mL水充分混合，不同液体混合后的体积不等于两液体体积在数值上的简单加和，D错误。
8．(2019·烟台期中)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．400 mL 1 mol·L－1稀硝酸与Fe完全反应(还原产物只有NO)，转移电子的数目为0.3NA
B．1 mol·L－1的AlCl3溶液中含有Cl－的个数为3NA
C．0.2 mol H2O和D2O的混合物中含有中子的数目为2NA
D．标准状况下，2.24 L Cl2溶于水所得氯水中含氯的微粒总数为0.2NA
答案 A
解析 400 mL 1 mol·L－1稀硝酸中HNO3物质的量为0.4 L×1 mol·L－1＝0.4 mol，铁与稀硝酸反应可以生成硝酸亚铁：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O或生成硝酸铁：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，每反应4 mol HNO3转移电子3 mol，0.4 mol HNO3与Fe完全反应(还原产物只有NO)，转移电子的数目为0.3NA，A项正确；没有给出溶液的体积，不能计算出1 mol·L－1的AlCl3溶液中含有Cl－的个数，B项错误；1个H2O中含8个中子，而1个D2O中含10个中子，所以0.2 mol H2O和D2O中含有中子的数目为1.6NA～2NA之间，C项错误；标准状况下，2.24 L Cl2的物质的量为0.1 mol，Cl2溶于水后仍有部分以Cl2的形式存在于水中，则所得氯水中含氯的微粒总数小于0.2NA，D项错误。
9．(2021·北京市人大附中月考)下列说法不正确的是( )
A．常温常压下，3.2 g O2和O3的混合气体中含有氧原子的数目约为0.2×6.02×1023
B．一定条件下，1 mol N2 和3 mol H2充分反应转移电子数小于6NA
C．标准状况下，1.12 L HCl气体中含有电子的数目约为0.9×6.02×1023
D．0.1 mol环氧乙烷()中含有共价键的总数约为0.3×6.02×1023
答案 D
解析 氧气和臭氧均由氧原子构成，故3.2 g混合物中含有的氧原子的物质的量为＝0.2 mol，故含氧原子的数目约为0.2×6.02×1023，故A正确；一定条件下N2 和H2发生反应：N2＋3H22NH3，1 mol N2和3 mol H2参与反应时转移电子数为6NA，由于该反应为可逆反应，1 mol N2 和3 mol H2充分反应转移电子数小于6NA，故B正确；标况下1.12 L HCl的物质的量为0.05 mol，而HCl中含18个电子，故0.05 mol HCl中含电子的数目约为0.9×6.02×1023，故C正确；环氧乙烷中含7个共价键，故0.1 mol环氧乙烷中含共价键的总数约为0.7×6.02×1023，故D错误。
10．(1)30 g 12C18O和28 g 14N2所含的分子数之比为 。
(2)同温同压下，12C18O和14N2两种气体的密度之比为 。
(3)同温同压同体积的12C18O和14N2具有电子数之比为 。
(4)28 g14N2所含的原子数为 NA。
(5)将乙烯、CO、N2三种气体分别盛放在三个相同容器中，若三个容器的温度和质量相等，则三个容器的气体压强之比为 。
答案 (1)1∶1 (2)15∶14 (3)1∶1 (4)2
(5)1∶1∶1
解析 (1)M(12C18O)＝30 g·mol－1，30 g 12C18O的n(12C18O)＝1 mol，M(14N2)＝28 g·mol－1，28 g 14N2的n(14N2)＝1 mol，n(12C18O)＝n(14N2)，N(12C18O)＝N(14N2)，分子数之比为1∶1。(2)同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，M(12C18O)∶M(14N2)＝30∶28＝15∶14。(3)同温同压同体积，则n(12C18O)＝n(14N2)，1 mol 12C18O中n(e－)＝14 mol,1 mol 14N2中n(e－)＝14 mol，所以电子数之比为1∶1。(4)M(14N2)＝28 g·mol－1，n(14N2)＝1 mol，n(原子)＝2 mol，所以N(原子)＝2NA。(5)乙烯、CO、N2的质量相等，三者的摩尔质量相等，所以n(乙烯)＝n(CO)＝n(N2)，同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，所以气体压强之比为1∶1∶1。
11．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为 mol。
(2)甲室中气体的质量为 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为 。
(4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“ ”处(填数字)。
答案 (1)1 (2)11 (3)11 (4)2
解析 (1)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为5∶3，故其物质的量之比为5∶3，所以甲室中气体的物质的量为＝1 mol。
(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol－1＝21.9 g，则甲室中气体的质量为21.9 g－10.9 g＝11 g。
(3)甲室中气体的物质的量为1 mol，质量为11 g，甲室中NH3、H2的平均摩尔质量为＝11 g·mol－1，则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。
(4)设甲室中氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为：x＋y＝1①，17x＋2y＝11②，解①②可得x＝0.6 mol、y＝0.4 mol；如果将隔板a去掉，0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体，剩余H2的物质的量为0.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以隔板b将会左移至刻度2处。
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