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2024年高考化学一轮总复习 第2单元 第1讲 物质的量 气体摩尔体积（含高考真题和课后作业）（教师版 ）
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这是一份2024年高考化学一轮总复习 第2单元 第1讲 物质的量 气体摩尔体积（含高考真题和课后作业）（教师版 ），共19页。试卷主要包含了理解摩尔是物质的量的单位，阿伏加德罗常数，摩尔质量，由转化式，摩尔质量的计算，NA为阿伏加德罗常数的值，NA是阿伏加德罗常数的值，设NA为阿伏加德罗常数的值等内容，欢迎下载使用。
第二单元 物质的量
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
复习目标
1．理解摩尔(mol)是物质的量的单位。2．了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。3．能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算。
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，用来表示一定数目粒子的集合体。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任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023__mol－1表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系为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(或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)物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为n＝。
请指出下列各说法的错因
(1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量。
错因：物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。
错因：有些物质是由原子或离子构成。
(3)1 mol H2O2中含有2 mol氢和2 mol氧。
错因：书写不规范，微粒指代不明。
(4)NaOH的摩尔质量为40 g。
错因：摩尔质量的单位为g·mol－1。
(5)O2的摩尔质量等于它的相对分子质量。
错因：只是当摩尔质量以g·mol－1为单位时在数值上相等，但二者的含义和单位不同。
(6)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。
错因：物质的摩尔质量是固定的。
1．使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明微粒的种类，如1 mol H不能描述为1 mol氢等。
2．对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化。
3．阿伏加德罗常数有单位：mol－1。
4．由转化式：mnN可知物质的量(n)是宏观量(m)与微观量(N)之间转化的桥梁。
5．物质的量表示一定数目微粒的集合体。可以是整数，也可以是小数。其计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等)，也可以是化学键(如H—H、H—O等)。但物质的量不能描述宏观物质。
6．摩尔质量的计算
依据
计算公式
适用对象
根据摩尔质量的定义计算
M＝
任意状态的任意物质
根据标准状况下气体的密度ρ计算
M＝ρ×22.4(g·mol－1)
标准状况下的气体
根据气体的相对密度计算
M(A)＝M(B)×D
同温同压下的气体
根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)计算
M＝·NA
任意状态的任意物质
注意：对于混合气体，求其平均摩尔质量除了以上方法还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
角度一 物质的量、摩尔质量的概念辨析
1．某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③ B．②④
C．①② D．②③
答案 C
解析 ①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C 原子质量的，即，正确；②m g该硫原子的个数为，其物质的量为 mol，正确；③该原子的摩尔质量是aNA g/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，a g该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。
2．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
角度二 物质中所含指定微粒数目的计算
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.1 mol H2O含有的共价键数为0.2NA
B．1 mol N2H含有的电子数为20NA
C．7.8 g Na2O2固体含有的离子总数为0.4NA
D．一定条件下，1 mol N2和3 mol H2充分反应生成NH3的分子数为2NA
答案 A
4．(1)某Al2(SO4)3晶体含Al3＋ 0.5 mol，则含有SO的数目是________个。
(2)1.204×1024个M分子的质量为88 g，则M的摩尔质量为________。
(3)0.3 mol NH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等(用NA代表阿伏加德罗常数的值，下同)。2.2 g DO中所含中子数为________，1.5 g CH中的电子数为________，15.6 g Na2O2中的阴离子数目为________。
(4)12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
答案 (1)0.75NA(或4.515×1023)
(2)44 g·mol－1
(3)0.3NA 1.2NA 0.8NA 0.2NA
(4)62 g·mol－1 16 0.1 mol
物质中所含指定微粒的计算方法
弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(或质子、中子、电子等)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(或质子、中子、电子等)个数。如上面第3题B项，所给物质是1 mol N2H，计算对象为所含有的电子，则存在关系式：N2H～18e－，此类试题的思维流程如下：
可应用N＝·NA来计算。
角度三 摩尔质量的计算
5．已知32 g X和40 g Y恰好完全反应，生成m g Q和9 g H，在相同条件下，16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H，则物质Q的摩尔质量应是( )
A．163 g·mol－1 B．126 g·mol－1
C．122 g·mol－1 D．63 g·mol－1
答案 B
解析 32 g X和40 g Y恰好完全反应。根据质量守恒定律，32 g＋40 g＝m g＋9 g，则有m＝63。在相同条件下，16 g X和30 g Y混合反应，X完全反应，剩余10 g Y，按照比例关系，应生成31.5 g Q。又知反应生成0.25 mol Q，则有M(Q)＝＝126 g·mol－1。
6．(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为________。
(2)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为________。
(3)相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量分别是____________和____________。
答案 (1)30 g·mol－1 (2)44 g·mol－1
(3) g·mol－1 g·mol－1
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．影响物质体积的因素
2．气体摩尔体积
(1)定义：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。单位为 L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。
(2)标准状况下的气体摩尔体积：在标准状况下(指温度为0_℃，压强为101_kPa)约为22.4_L·mol－1。
(3)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系为 Vm＝。
(4)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。
3．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。
(2)适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。
请指出下列各说法的错因
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L。
错因：未指明标准状况。
(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。
(4)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。
(5)标准状况下，22.4 L己烷中含有的共价键数目为19NA。
错因：标准状况下，己烷为液态。
1．使用气体摩尔体积需要注意的事项
(1)Vm≈22.4 L·mol－1的使用条件
①标准状况(0 ℃，101 kPa)。
②必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体(互不反应)。
(2)NO2、N2O4、酒精、SO3、CHCl3、H2O、Br2、CCl4、HF等物质在标准状况下不是气体。
(3)有机物在标准状况下为气体的：碳原子数小于等于4的烃、HCHO、CH3Cl。
2．阿伏加德罗定律的推论
(以下用到的符号：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为热力学温度)
前提条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
＝
同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比
T、p相同
＝
同温同压下，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
＝
同温度同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比
注意：①同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即“三同”定“一同”。若其中“两同”成立，则剩余“两同”成比例，即“两同”定比例。
②应用阿伏加德罗定律及推论要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导。
角度一 Vm≈22.4 L·mol－1的相关应用
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．常温常压下，0.5 mol SO3中含有的原子数为2NA
B．常温常压下14 g N2与CO组成的混合气体含有的原子数为NA
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．标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
答案 D
2．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 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。
角度二 阿伏加德罗定律及其推论的应用
3．下列说法不正确的是( )
A．同温、同压、同体积的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11∶16
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 B
解析 B项，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则SO2气体与CO2气体的密度之比为16∶11，故错误。
4．一个密闭容器，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等于摩尔质量之比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍。
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。
高考真题演练
1．(2022·海南高考)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．反应转移电子为0.1 mol
B．HCl溶液中Cl－数为3NA
C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D．反应生成标准状况下气体3.36 L
答案 A
解析 HCl溶液中Cl－数为0.3NA，B不正确；2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C不正确；生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D不正确。
2．(2022·浙江1月选考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．在25 ℃时，1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH－数目为0.01NA
B．1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA
C．足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应，转移电子的数目为0.4NA
D．32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA
答案 A
解析 一个D2O中含10个质子，D2O的摩尔质量是20 g·mol－1，则1.8 g D2O中所含质子数是×10×NA＝0.9NA，B错误；MnO2＋2e－―→Mn2＋，8.7 g MnO2为0.1 mol，与足量浓盐酸反应转移0.2NA个电子，C错误；32 g甲醇(CH3OH)是1 mol，含3 mol C—H键，D错误。
3．(2022·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B．11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C．8 g CH4含有中子数为3NA
D．0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为0.2NA
答案 C
解析 NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成，其中的阳离子只有钠离子，12 g NaHSO4的物质的量为0.1 mol，因此，其中只含有0.1NA个阳离子，A说法不正确；没有指明气体的温度和压强，无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少，因此无法确定其中所含碳氢键的数目，B说法不正确；1个CH4分子中有6个中子，8 g CH4的物质的量为0.5 mol，因此8 g CH4含有的中子数为3NA，C说法正确；H2和I2发生反应生成HI，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数小于0.2NA，D说法不正确。
4．(2021·天津高考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．1 mol/L HCl溶液中，HCl分子的数目为NA
B．22.4 L氢气中，H2分子的数目为NA
C．180 g葡萄糖中，C原子的数目为6NA
D．1 mol N2中，σ键的数目为3NA
答案 C
5．(2021·浙江高考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．标准状况下，1.12 L18O2中含有中子数为NA
B．31 g P4(分子结构：)中的共价键数目为1.5NA
C．100 mL 0.1 mol·L－1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D．18.9 g三肽C6H11N3O4(相对分子质量：189)中的肽键数目为0.2NA
答案 C
6．(2021·广东高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA
B．1 L 1.0 mol/L的盐酸含有阴离子总数为2NA
C．11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D．23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
答案 A
解析 强酸溶液中水的电离可忽略，1 L 1.0 mol/L的盐酸中阴离子总数为NA，B错误；未提到具体的温度、压强，故无法计算11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目，C错误；23 g Na为1 mol，钠与足量的水反应生成氢气的关系式为2Na～H2，故1 mol Na对应生成0.5 mol H2，H2分子数目应为0.5NA，D错误。
7．(2021·湖南高考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．18 g HO含有的中子数为10NA
B．0.1 mol·L－1 HClO4溶液中含有的H＋数为0.1NA
C．2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D．11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
答案 D
解析 甲烷和氯气在光照下发生取代反应，根据1 mol氯气可取代1 mol H，同时产生1 mol HCl分子可知1 mol Cl2完全反应可得1 mol HCl，根据C守恒，反应后含C物质的物质的量＝甲烷的物质的量＝0.5 mol，即反应前后物质的量不变，故11.2 L CH4和22.4 L Cl2(总物质的量为1.5 mol)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA，D正确。
8．(2020·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 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
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列几种说法中正确的是( )
A．摩尔是化学上常用的一个物理量
B．某物质含有6.02×1023个微粒，含有这个数目微粒的物质一定是1 mol
C．1 mol氢气分子可以表示为1 mol H2
D．硫酸的摩尔质量为98 g
答案 C
2．下列说法正确的是( )
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
3．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．同温同压下体积大小：④>③>②>①
B．原子数目：③>①>④>②
C．同温同压下密度大小：④>②>③>①
D．质量大小：④>③>②>①
答案 B
4．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
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．0.1 mol 11B含有的中子数为0.6NA
B．16 g氧气中含有的氧原子数目为NA
C．标准状况下，22.4 L乙醇中含有的分子数为NA
D．乙烯和丙烯混合气体共28 g，所含原子数为6NA
答案 C
6．在相同温度和压强下，分别用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个气球，下列说法中正确的是( )
A．气球②中装的是O2
B．气球①和气球③中气体分子数相等
C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
答案 D
解析 根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比，四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4)，所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4，故A错误；同质量的气体，分子数之比等于其物质的量之比，也等于其摩尔质量的反比，气球①和气球③中气体分子数不相等，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，故B、C错误；同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，D正确。
7．(2022·天津市河东区第一学期期末质量检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为8NA
B．18 g HO含有的中子数为10NA
C．电解熔融MgCl2制2.4 g Mg，电路中通过的电子数为0.1NA
D．0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数小于0.1NA
答案 D
8．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 CO、N2、C2H2三种气体每个分子的质子数均为14，摩尔质量分别为28 g·mol－1、28 g·mol－1、26 g·mol－1。质子数相等的三种气体物质的量相等，体积之比为1∶1∶1，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，质量与摩尔质量成正比，则质量之比为14∶14∶13，每分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，则原子数之比为1∶1∶2。
9．(2022·惠州市高三调研考试)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol CH2Cl2含有C—Cl键的数目为2NA
B．0.1 mol·L－1的盐酸中含有氯离子数为0.1NA
C．一定条件下，1 mol N2与3 mol H2充分反应，生成NH3的分子数为2NA
D．1 mol Na2O2与足量H2O反应，生成O2的分子数目为NA
答案 A
解析 一个CH2Cl2中含有2个C—Cl键，1 mol CH2Cl2中含有的C—Cl键数目为2NA，A正确；没有给出盐酸体积，不能求Cl－数目，B错误；N2与氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，故生成的氨气的分子数小于2NA，C错误；由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑可知，1 mol Na2O2与足量水反应生成的O2的分子数为0.5NA，D错误。
10．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．0.5 mol Cl2与足量的NaOH溶液反应转移的电子数为NA
B．常温下，46 g NO2气体中所含有的分子数为NA
C．标准状况下，2.24 L CH4和C2H4的混合气体中，含有极性共价键数为0.4NA
D．pH＝1的H2SO4溶液中含有0.1NA个H＋
答案 C
11.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( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④ B．③>①＝④>②
C．③>①>④>② D．④>①>②>③
答案 C
解析 同温、同体积下，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a mol。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1.5a mol。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===2NO2，2NO2N2O4，反应后气体的物质的量在a mol与1.5a mol之间。故C正确。
二、非选择题
12．(1)6.02×1023个CO2与________ mol H2质量相等，与________ g SO2含有的氧原子数相等。
(2)含0.4 mol Cl－的氯化镁是________mol，质量是________g，它跟________g氯化钠含有相同数目的Cl－。
(3)4 mol Na2CO3与________mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)8 g甲烷是________mol，约含________个甲烷分子，________g碳元素，________mol氢原子。
答案 (1)22 64 (2)0.2 19.0 23.4
(3)3 (4)0.5 3.01×1023 6 2
13．过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质，带有结晶水，通常还含有CaO。过氧化钙在工、农业生产中广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：2(CaO2·xH2O)2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到的O2在标准状况下的体积为672 mL，则该样品中CaO2的物质的量为________。
(2)另取同一样品5.42 g，溶于适量稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中的Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①5.42 g样品中CaO的质量为________。
②样品CaO2·xH2O中x的值为________。
答案 (1)0.06 mol (2)①0.56 g ②
解析 (1)n(O2)＝＝0.03 mol，根据题给反应可知，n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol，则n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol。
(2)生成的CaCO3的物质的量n(CaCO3)＝＝0.07 mol。
①根据Ca原子守恒，结合(1)中信息，可知5.42 g样品中含n(CaO)＝0.07 mol－0.06 mol＝0.01 mol，所以样品中m(CaO)＝0.01 mol×56 g·mol－1＝0.56 g。②5.42 g样品中水的质量m(H2O)＝5.42 g－m(CaO2)－m(CaO)＝5.42 g－0.06 mol×72 g·mol－1－0.56 g＝0.54 g，所以n(H2O)＝＝0.03 mol，则x＝＝＝。
合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为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约为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α铁触媒的化学方程式(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粉末中加入炭粉的质量为________，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)72.41%
(3)2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑
(4)6 g 12 L
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol，根据铁、氧物质的量之比得(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为x∶2y＝1∶1。
(4)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 mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 mol C(炭粉)反应，即6 g C(炭粉)。生成CO2为0.5 mol，在该条件下体积为12 L。
第二单元 物质的量
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
复习目标
1．理解摩尔(mol)是物质的量的单位。2．了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。3．能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算。
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，用来表示一定数目粒子的集合体。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任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023__mol－1表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系为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(或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)物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为n＝。
请指出下列各说法的错因
(1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量。
错因：物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。
错因：有些物质是由原子或离子构成。
(3)1 mol H2O2中含有2 mol氢和2 mol氧。
错因：书写不规范，微粒指代不明。
(4)NaOH的摩尔质量为40 g。
错因：摩尔质量的单位为g·mol－1。
(5)O2的摩尔质量等于它的相对分子质量。
错因：只是当摩尔质量以g·mol－1为单位时在数值上相等，但二者的含义和单位不同。
(6)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。
错因：物质的摩尔质量是固定的。
1．使用摩尔作单位时，必须指定化学式或指明微粒的种类，如1 mol H不能描述为1 mol氢等。
2．对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化。
3．阿伏加德罗常数有单位：mol－1。
4．由转化式：mnN可知物质的量(n)是宏观量(m)与微观量(N)之间转化的桥梁。
5．物质的量表示一定数目微粒的集合体。可以是整数，也可以是小数。其计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等)，也可以是化学键(如H—H、H—O等)。但物质的量不能描述宏观物质。
6．摩尔质量的计算
依据
计算公式
适用对象
根据摩尔质量的定义计算
M＝
任意状态的任意物质
根据标准状况下气体的密度ρ计算
M＝ρ×22.4(g·mol－1)
标准状况下的气体
根据气体的相对密度计算
M(A)＝M(B)×D
同温同压下的气体
根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)计算
M＝·NA
任意状态的任意物质
注意：对于混合气体，求其平均摩尔质量除了以上方法还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
角度一 物质的量、摩尔质量的概念辨析
1．某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为 ②m g该硫原子的物质的量为 mol ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A．①③ B．②④
C．①② D．②③
答案 C
解析 ①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C 原子质量的，即，正确；②m g该硫原子的个数为，其物质的量为 mol，正确；③该原子的摩尔质量是aNA g/mol，不正确；④一个硫原子所含电子数为16，a g该硫原子的个数为1个，所含电子数为16，不正确。
2．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
角度二 物质中所含指定微粒数目的计算
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.1 mol H2O含有的共价键数为0.2NA
B．1 mol N2H含有的电子数为20NA
C．7.8 g Na2O2固体含有的离子总数为0.4NA
D．一定条件下，1 mol N2和3 mol H2充分反应生成NH3的分子数为2NA
答案 A
4．(1)某Al2(SO4)3晶体含Al3＋ 0.5 mol，则含有SO的数目是________个。
(2)1.204×1024个M分子的质量为88 g，则M的摩尔质量为________。
(3)0.3 mol NH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等(用NA代表阿伏加德罗常数的值，下同)。2.2 g DO中所含中子数为________，1.5 g CH中的电子数为________，15.6 g Na2O2中的阴离子数目为________。
(4)12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
答案 (1)0.75NA(或4.515×1023)
(2)44 g·mol－1
(3)0.3NA 1.2NA 0.8NA 0.2NA
(4)62 g·mol－1 16 0.1 mol
物质中所含指定微粒的计算方法
弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(或质子、中子、电子等)的物质的量＝分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(或质子、中子、电子等)个数。如上面第3题B项，所给物质是1 mol N2H，计算对象为所含有的电子，则存在关系式：N2H～18e－，此类试题的思维流程如下：
可应用N＝·NA来计算。
角度三 摩尔质量的计算
5．已知32 g X和40 g Y恰好完全反应，生成m g Q和9 g H，在相同条件下，16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H，则物质Q的摩尔质量应是( )
A．163 g·mol－1 B．126 g·mol－1
C．122 g·mol－1 D．63 g·mol－1
答案 B
解析 32 g X和40 g Y恰好完全反应。根据质量守恒定律，32 g＋40 g＝m g＋9 g，则有m＝63。在相同条件下，16 g X和30 g Y混合反应，X完全反应，剩余10 g Y，按照比例关系，应生成31.5 g Q。又知反应生成0.25 mol Q，则有M(Q)＝＝126 g·mol－1。
6．(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为________。
(2)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为________。
(3)相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量分别是____________和____________。
答案 (1)30 g·mol－1 (2)44 g·mol－1
(3) g·mol－1 g·mol－1
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．影响物质体积的因素
2．气体摩尔体积
(1)定义：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。单位为 L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。
(2)标准状况下的气体摩尔体积：在标准状况下(指温度为0_℃，压强为101_kPa)约为22.4_L·mol－1。
(3)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系为 Vm＝。
(4)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。
3．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。
(2)适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。
请指出下列各说法的错因
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L。
错因：未指明标准状况。
(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。
(4)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。
(5)标准状况下，22.4 L己烷中含有的共价键数目为19NA。
错因：标准状况下，己烷为液态。
1．使用气体摩尔体积需要注意的事项
(1)Vm≈22.4 L·mol－1的使用条件
①标准状况(0 ℃，101 kPa)。
②必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体(互不反应)。
(2)NO2、N2O4、酒精、SO3、CHCl3、H2O、Br2、CCl4、HF等物质在标准状况下不是气体。
(3)有机物在标准状况下为气体的：碳原子数小于等于4的烃、HCHO、CH3Cl。
2．阿伏加德罗定律的推论
(以下用到的符号：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为热力学温度)
前提条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
＝
同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比
T、p相同
＝
同温同压下，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
＝
同温度同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比
注意：①同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即“三同”定“一同”。若其中“两同”成立，则剩余“两同”成比例，即“两同”定比例。
②应用阿伏加德罗定律及推论要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导。
角度一 Vm≈22.4 L·mol－1的相关应用
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．常温常压下，0.5 mol SO3中含有的原子数为2NA
B．常温常压下14 g N2与CO组成的混合气体含有的原子数为NA
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．标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
答案 D
2．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 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。
角度二 阿伏加德罗定律及其推论的应用
3．下列说法不正确的是( )
A．同温、同压、同体积的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11∶16
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 B
解析 B项，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则SO2气体与CO2气体的密度之比为16∶11，故错误。
4．一个密闭容器，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等于摩尔质量之比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍。
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。
高考真题演练
1．(2022·海南高考)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．反应转移电子为0.1 mol
B．HCl溶液中Cl－数为3NA
C．2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D．反应生成标准状况下气体3.36 L
答案 A
解析 HCl溶液中Cl－数为0.3NA，B不正确；2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol，因此，2.8 g 56Fe含有的中子数为1.5NA，C不正确；生成H2的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D不正确。
2．(2022·浙江1月选考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．在25 ℃时，1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH－数目为0.01NA
B．1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA
C．足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应，转移电子的数目为0.4NA
D．32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA
答案 A
解析 一个D2O中含10个质子，D2O的摩尔质量是20 g·mol－1，则1.8 g D2O中所含质子数是×10×NA＝0.9NA，B错误；MnO2＋2e－―→Mn2＋，8.7 g MnO2为0.1 mol，与足量浓盐酸反应转移0.2NA个电子，C错误；32 g甲醇(CH3OH)是1 mol，含3 mol C—H键，D错误。
3．(2022·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B．11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C．8 g CH4含有中子数为3NA
D．0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为0.2NA
答案 C
解析 NaHSO4由钠离子和硫酸氢根离子构成，其中的阳离子只有钠离子，12 g NaHSO4的物质的量为0.1 mol，因此，其中只含有0.1NA个阳离子，A说法不正确；没有指明气体的温度和压强，无法确定11.2 L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量是多少，因此无法确定其中所含碳氢键的数目，B说法不正确；1个CH4分子中有6个中子，8 g CH4的物质的量为0.5 mol，因此8 g CH4含有的中子数为3NA，C说法正确；H2和I2发生反应生成HI，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数小于0.2NA，D说法不正确。
4．(2021·天津高考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．1 mol/L HCl溶液中，HCl分子的数目为NA
B．22.4 L氢气中，H2分子的数目为NA
C．180 g葡萄糖中，C原子的数目为6NA
D．1 mol N2中，σ键的数目为3NA
答案 C
5．(2021·浙江高考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．标准状况下，1.12 L18O2中含有中子数为NA
B．31 g P4(分子结构：)中的共价键数目为1.5NA
C．100 mL 0.1 mol·L－1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D．18.9 g三肽C6H11N3O4(相对分子质量：189)中的肽键数目为0.2NA
答案 C
6．(2021·广东高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA
B．1 L 1.0 mol/L的盐酸含有阴离子总数为2NA
C．11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D．23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
答案 A
解析 强酸溶液中水的电离可忽略，1 L 1.0 mol/L的盐酸中阴离子总数为NA，B错误；未提到具体的温度、压强，故无法计算11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目，C错误；23 g Na为1 mol，钠与足量的水反应生成氢气的关系式为2Na～H2，故1 mol Na对应生成0.5 mol H2，H2分子数目应为0.5NA，D错误。
7．(2021·湖南高考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．18 g HO含有的中子数为10NA
B．0.1 mol·L－1 HClO4溶液中含有的H＋数为0.1NA
C．2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D．11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
答案 D
解析 甲烷和氯气在光照下发生取代反应，根据1 mol氯气可取代1 mol H，同时产生1 mol HCl分子可知1 mol Cl2完全反应可得1 mol HCl，根据C守恒，反应后含C物质的物质的量＝甲烷的物质的量＝0.5 mol，即反应前后物质的量不变，故11.2 L CH4和22.4 L Cl2(总物质的量为1.5 mol)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA，D正确。
8．(2020·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 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
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列几种说法中正确的是( )
A．摩尔是化学上常用的一个物理量
B．某物质含有6.02×1023个微粒，含有这个数目微粒的物质一定是1 mol
C．1 mol氢气分子可以表示为1 mol H2
D．硫酸的摩尔质量为98 g
答案 C
2．下列说法正确的是( )
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
3．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．同温同压下体积大小：④>③>②>①
B．原子数目：③>①>④>②
C．同温同压下密度大小：④>②>③>①
D．质量大小：④>③>②>①
答案 B
4．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
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．0.1 mol 11B含有的中子数为0.6NA
B．16 g氧气中含有的氧原子数目为NA
C．标准状况下，22.4 L乙醇中含有的分子数为NA
D．乙烯和丙烯混合气体共28 g，所含原子数为6NA
答案 C
6．在相同温度和压强下，分别用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个气球，下列说法中正确的是( )
A．气球②中装的是O2
B．气球①和气球③中气体分子数相等
C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
答案 D
解析 根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比，四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4)，所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4，故A错误；同质量的气体，分子数之比等于其物质的量之比，也等于其摩尔质量的反比，气球①和气球③中气体分子数不相等，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，故B、C错误；同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，D正确。
7．(2022·天津市河东区第一学期期末质量检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为8NA
B．18 g HO含有的中子数为10NA
C．电解熔融MgCl2制2.4 g Mg，电路中通过的电子数为0.1NA
D．0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数小于0.1NA
答案 D
8．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 CO、N2、C2H2三种气体每个分子的质子数均为14，摩尔质量分别为28 g·mol－1、28 g·mol－1、26 g·mol－1。质子数相等的三种气体物质的量相等，体积之比为1∶1∶1，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，质量与摩尔质量成正比，则质量之比为14∶14∶13，每分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，则原子数之比为1∶1∶2。
9．(2022·惠州市高三调研考试)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol CH2Cl2含有C—Cl键的数目为2NA
B．0.1 mol·L－1的盐酸中含有氯离子数为0.1NA
C．一定条件下，1 mol N2与3 mol H2充分反应，生成NH3的分子数为2NA
D．1 mol Na2O2与足量H2O反应，生成O2的分子数目为NA
答案 A
解析 一个CH2Cl2中含有2个C—Cl键，1 mol CH2Cl2中含有的C—Cl键数目为2NA，A正确；没有给出盐酸体积，不能求Cl－数目，B错误；N2与氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，故生成的氨气的分子数小于2NA，C错误；由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑可知，1 mol Na2O2与足量水反应生成的O2的分子数为0.5NA，D错误。
10．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．0.5 mol Cl2与足量的NaOH溶液反应转移的电子数为NA
B．常温下，46 g NO2气体中所含有的分子数为NA
C．标准状况下，2.24 L CH4和C2H4的混合气体中，含有极性共价键数为0.4NA
D．pH＝1的H2SO4溶液中含有0.1NA个H＋
答案 C
11.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( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④ B．③>①＝④>②
C．③>①>④>② D．④>①>②>③
答案 C
解析 同温、同体积下，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a mol。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1.5a mol。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===2NO2，2NO2N2O4，反应后气体的物质的量在a mol与1.5a mol之间。故C正确。
二、非选择题
12．(1)6.02×1023个CO2与________ mol H2质量相等，与________ g SO2含有的氧原子数相等。
(2)含0.4 mol Cl－的氯化镁是________mol，质量是________g，它跟________g氯化钠含有相同数目的Cl－。
(3)4 mol Na2CO3与________mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)8 g甲烷是________mol，约含________个甲烷分子，________g碳元素，________mol氢原子。
答案 (1)22 64 (2)0.2 19.0 23.4
(3)3 (4)0.5 3.01×1023 6 2
13．过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质，带有结晶水，通常还含有CaO。过氧化钙在工、农业生产中广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：2(CaO2·xH2O)2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到的O2在标准状况下的体积为672 mL，则该样品中CaO2的物质的量为________。
(2)另取同一样品5.42 g，溶于适量稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中的Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①5.42 g样品中CaO的质量为________。
②样品CaO2·xH2O中x的值为________。
答案 (1)0.06 mol (2)①0.56 g ②
解析 (1)n(O2)＝＝0.03 mol，根据题给反应可知，n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol，则n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝0.06 mol。
(2)生成的CaCO3的物质的量n(CaCO3)＝＝0.07 mol。
①根据Ca原子守恒，结合(1)中信息，可知5.42 g样品中含n(CaO)＝0.07 mol－0.06 mol＝0.01 mol，所以样品中m(CaO)＝0.01 mol×56 g·mol－1＝0.56 g。②5.42 g样品中水的质量m(H2O)＝5.42 g－m(CaO2)－m(CaO)＝5.42 g－0.06 mol×72 g·mol－1－0.56 g＝0.54 g，所以n(H2O)＝＝0.03 mol，则x＝＝＝。
合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为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约为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α铁触媒的化学方程式(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粉末中加入炭粉的质量为________，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)72.41%
(3)2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑
(4)6 g 12 L
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol，根据铁、氧物质的量之比得(x＋2y)∶(x＋3y)＝4∶5，x∶y＝2∶1，Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为x∶2y＝1∶1。
(4)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 mol Fe2O3参加反应，理论上要有0.5 mol C(炭粉)反应，即6 g C(炭粉)。生成CO2为0.5 mol，在该条件下体积为12 L。
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