第01讲 物质的量（基础过关）-2022年高考化学一轮复习讲练全能王 （有答案）

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1.了解物质的量的单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。
2.能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子)数目、物质的质量、气体体积(标准状况)之间的相互关系进行有关计算。
3.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行计算。
核心素养
1.认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的桥梁，能掌握以为中心的相关计算。
2.通过分析、推理等方法，建立阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
知识通关
知识点一 物质的量及其单位
1．物质的量
物质的量表示 的微粒集体。物质的量的符号为 ，其单位是 ，简称摩，符号为 。1 ml任何粒子的粒子数与 中所含的原子数相同。这里的粒子指 、 、 、 、 、 或它们的特定组合等。与可称量的物质联系起来。
2．阿伏加德罗常数
(1)规定：0.012 kg 所含的原子数为阿伏加德罗常数。把含有 个粒子的任何粒子集体的物质的量计量为1 ml, 叫做阿伏加德罗常数。其符号是 ，单位是 。
(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的关系为：n＝eq \f(N,NA)。
3．摩尔质量
(1)概念： 的物质所具有的质量。
(2)单位： ，符号是 。
(3)当摩尔质量以g·ml－1为单位时，在数值上与该物质的 相等。
(4)物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系为：n＝eq \f( m,M)。
知识点二 气体摩尔体积
1．气体摩尔体积
(1)定义：在一定条件下， 的气体所占的体积。
(2)符号 ，单位 。
(3)气体摩尔体积概念的要点：
①物质的聚集状态必须是 ，不适用于 。②物质的量必须为 。
③必须指明气体所处的外界条件，即 。
2．影响气体摩尔体积大小的因素
决定气体摩尔体积大小的主要因素是：气体分子间的平均距离。
其影响因素主要有：温度、压强。
标准状况下气体摩尔体积概念剖析：
(1)四条件eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(温度：0℃,压强：101 kPa,基准：1ml物质,对象：气体任何一种单一组分的气体或, 不相互反应的混合气体))
(2)结论： 。
(3)单位： 。
3．阿伏加德罗定律
（1）概念：当温度和压强一定时，不同气体分子间平均距离一定且相等，一定物质的量的气体的体积一定，所以在相同 ， ，这就是阿伏加德罗定律。可总结为“三同定一同”，适用对象是气体。
（2）适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。
三点突破
问题思考
1．1 ml KCl和1 ml HCl所含的粒子数相同吗？
问题剖析：
不相同，因为KCl是离子化合物，组成微粒是K＋和Cl－，而HCl是共价化合物，组成微粒是HCl分子。
2．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？
问题剖析：
不相同；原因是NA是指1 ml 任何粒子的粒子数，即12 g 12C中含有的原子数，是一个真实值，而6.02×1023是一个实验值，是阿伏加德罗常数的近似值。
3．摩尔质量、相对分子质量、1 ml 物质的质量三者的区别和联系。
问题剖析：
1 ml物质的质量在数值上和摩尔质量相同，二者的区别在于单位不一样，质量的单位是克或千克，而摩尔质量的单位是g·ml－1或kg·ml－1。相对分子质量与摩尔质量单位不同，相对分子质量为一比值，摩尔质量单位为g·ml－1，但在数值上二者相等。
4．标准状况下，1 ml气体的体积是22.4 L，如果当1 ml气体的体积是22.4 L时，一定是标准状况吗？
问题剖析：
不一定；因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关，标准状况下，22.4 L气体的物质的量为1 ml。
5．气体摩尔体积的四项注意
（1）使用“条件”：一般指标准状况，即101KPa, 0℃;
（2）使用对象：必须是气体，可是单一气体，也可以是混合气体。水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
（3）在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·ml-1，其他条件下不一定是22.4L·ml-1。
（4）22.4L气体，在标准状况下是1ml,在非标准状况下，可能是1ml,也可能不是1ml。
规律方法
微粒数目间的计算
以物质的量为中心的换算关系
二、阿伏加德罗定律的推论
三、气体摩尔质量的求解方法
(1)标况密度法：M＝22.4(L·ml－1)×ρ(g·L－1)。
(2)相对密度法：A气体对B气体的相对密度D(B)＝＝eq \f(MA,MB)，如对空气：M＝D(对空气)×29。
(3)根据物质的质量（m）和物质的量（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）：。
(5)体积分数法：eq \x\t(M)＝M1×V1%＋M2×V2%＋……(V1%、V2%……表示各组分的体积分数，也等于物质的量分数)。
四、气体体积、质量的测定方法
1.测量气体体积的方法
测量气体体积是一项基本的实验技能，因此学生需要掌握正确的测量方法。测量方法可分为直接测量法和间接测量法两种：
（一）直接测量法
直接测量法就是将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种:
（1）倒置量筒法
将 装 满 液 体（ 通 常 为 水）的 量 筒 倒 放 在 盛 有 液 体 的 水槽 中，气 体 从 下 面 通 入,实 验 结 束，即 可 读 取 气 体的体积。
（2）滴定管法
将碱式滴定管的橡胶管及玻璃尖嘴去掉，用橡胶管将它与另一玻璃管连接组成连通器，
向其中注入液体（通常为水）。用单孔橡皮塞把滴定管塞好，将其与制气装置连接。记下反应前滴定管中液面的读数，反应后再读取滴定管中液面的读数，其差值就是气体体积。
此装置最早出现于1997年上海高考31题。

（二）间接测量法
间接法测量气体的体积一般采用排液量气装置，向充满液体的量气装置的集气瓶中通入气体，根据进入集气瓶中多少气体，就有多少液体从集气瓶中排入到量筒中，读取量筒中液体的体积，就是所收集的气体的体积。
2.测量气体质量的方法（应用于物质组成及含量测定）
（1）原理：气体质量测量采用差量法
方法一：采用吸收剂来吸收某种气体，测定吸收装置前后质量差来得到气体的质量。
如浓硫酸、碱石灰吸收水蒸气；碱石灰吸收二氧化碳等。
方法二：采用气体逸出质量差
（2）测量装置
典例精析
一、以物质的量为中心的计算
1．20 g A物质和14 g B物质完全反应，生成8.8 g C物质、3.6 g D物质和0.2 ml E物质，则E物质的摩尔质量为____________。
【解析】
依据质量守恒定律，
m(E)＝(20 g＋14 g)－(8.8 g＋3.6 g)＝21.6 g
则M(E)＝＝eq \f(21.6 g,0.2 ml)＝108 g·ml－1
2．12.4g Na2X含有0.4 ml Na＋，Na2X的摩尔质量为__________，其相对分子质量为________，X的相对原子质量为__________，该物质的化学式为______________。
【解析】
Na2X中含有0.4ml Na+，Na2X的物质的量为0.2ml
则Na2X的摩尔质量：M==62g/ml，
摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，钠原子的相对原子质量是23，
所以X的相对原子质量是62-23×2=16，X为氧原子，该物质的化学式为Na2O，
故答案为：62 g·ml－1；62；16；Na2O
3．在150℃时，将一定质量的NH4HCO3放在密闭容器中分解完全。保持温度不变，求生成气体的平均相对分子质量。
气体摩尔质量的求解方法：
【解析】
设NH4HCO3为79 g，由方程式
NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
79 g 1 ml 1 ml 1 ml
则eq \x\t(M)＝eq \f(79 g,3 ml)＝26.33
故生成气体的平均相对分子质量为26.33。
二、气体体积、质量的测定方法
4．(1)下列装置中，可以用来量取气体体积的是______。可以用来测定气体质量的是_____。
(2)用d装置测定气体体积，读数时应注意哪些问题？
【解析】
(1)a、b、c、d e、f、g
(2)①冷却至室温
②上下移动乙管，使两管中液面相平
③视线与凹液面的最低点水平相切
对点训练
一、对阿伏加德罗常数的考查
1．NA表示阿伏加德罗常数，判断下列各项是否正确。
ⅰ．考查物质的结构
(1)1 ml羟基中电子数为10 NA( )
(2)1.7 g H2O2中含有电子数为0.9 NA( )
(3)1 ml 乙烷分子中含有8NA个共价键( )
(4)58.5 g的NaCl固体中含有NA个氯化钠分子( )
(5)24 g镁的原子最外层电子数为NA( )
【答案】
(1) (×)(2) (√) (3) (×) (4) (×) (5) (×)
【解析】
(1) 1个-OH中含有9个电子，1 ml羟基中电子数为9 NA， 故错误；
(2) (√) 1个H2O2分子中含有18个电子，1.7 g H2O2是0.05ml,则含有电子数为0.9 NA，，故正确；
(3) 1 ml 乙烷分子中含有7NA个共价键，故错误；
(4) 氯化钠是离子晶体，不是分子，故错误；
(5) 24 g镁是1ml，其原子最外层电子数为2NA，故错误；
ⅱ．考查物质的物理性质
(6)标准状况下，22.4 L乙醇的分子数为NA( )
(7)标准状况下，22.4 L二氯甲烷的分子数约为4 NA个( )
(8)标准状况下，22.4 L戊烷所含分子数为0.1 NA( )
【答案】
(6) (×)(7)(×)(8) (×)
【解析】
(6) 乙醇标况下是液体，不是气体，故错误；
(7)标准状况下，二氯甲烷是液体，不是气体，故错误；
(8) 标准状况下，戊烷是液体，不是气体，故错误；
ⅲ．考查电离情况
(9)1 L 0.1 ml·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1 NA( )
【答案】
(9) (×)
【解析】
乙酸是弱酸，不完全电离，所以乙酸溶液中的H＋数小于0.1 NA，故错误；
ⅳ．考查氧化还原反应中电子的转移
(10)1 ml Ca变成Ca2＋时失去的电子数为2NA( )
(11)1 ml Cl2与足量Fe反应，转移的电子数为3NA( )
(12)1 ml Cl2参加反应转移电子数一定为2NA( )
(13)在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 ml I2转移的电子数为6NA( )
【答案】
(10) (√) (11) (×) (12) (×) (13) (×)
【解析】
(10) 1 ml Ca变成Ca2＋时失去的电子数为2NA，故正确；
(11) 1 ml Cl2与足量Fe反应，转移的电子数为2NA，故错误；
(12) 1 ml Cl2与足量的氢氧化钠溶液反应，生成氯化钠和次氯酸钠，转移电子数为NA，故错误；
(13) 在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，KIO3的碘由+5价降到0价，HI中的碘由-1价升高到0价，所以每生成3 ml I2转移的电子数为5NA，故错误；
ⅴ．考查盐的水解
(14)将0.1 ml 氯化铁溶于1 L 水中，所得溶液含有0.1NA Fe3＋( )
(15)在1 L 0.1 ml·L－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1 NA( )
【答案】
(14) (×) (15) (√)
【解析】
(14) 三价铁离子在水中发生水解，所以将0.1 ml 氯化铁溶于1 L 水中，所得溶液Fe3＋的数目小于0.1NA ，故错误；
(15) 碳酸根离子在水中发生水解，CO32－＋H2OHCO3－+ OH－，所以其阴离子总数大于0.1 NA，故正解；
ⅵ．气体摩尔体积
(16)标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数等于0.1NA( )
(17)标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子( )
(18)分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L，质量约为28 g( )
(19)常温常压下，22.4 L乙烯中C－H键数为4NA( )
(20)乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3NA个氢原子( )
(21)标准状况下，22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA( )
(22)22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子( )
【答案】
(16) (×) (17) (×) (18) (×) (19) (×) (20) (×) (21) (√)(22) (×)
【解析】
(16) 标准状况下，水为液体，不是气体，故错误；
(17) 空气含有单质和化合物，故错误；
(18) 没有给出条件，不一定是标准状况，故错误；
(19) 不是标准状况，故错误；
(20) 乙烯和环丙烷(C3H6)的最简式为CH2,28乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体含2ml CH2,应含2ml H，故错误；
(21) 标准状况下，22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，转移的电子数为NA，故正确；
(22) 没有给出标准状况，故错误；
二、物质的量、气体摩尔体积
2．下列说法中不正确的是( )
A．1 ml氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 L
B．1 ml臭氧和1.5 ml氧气含有相同的氧原子数[来源:学。科。网]
C．等体积、浓度均为1 ml·L－1的磷酸和盐酸，电离出的氢离子数之比为3∶1
D．等物质的量的干冰和葡萄糖中所含碳原子数之比为1∶6，氧原子数之比为1∶3
【答案】C
【解析】
O2为双原子分子，1 ml O2含有12.04×1023个氧原子，1 ml O2在标准状况下占有体积为22.4 L，A正确；臭氧为O3，因此B正确；由于H3PO4为弱电解质，不能完全电离，因此C错误；干冰和葡萄糖的分子式分别为CO2、C6H12O6，因此D正确。
3．在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是( )
A．甲的分子数比乙的分子数多
B．甲的物质的量比乙的物质的量少
C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【答案】B
【解析】
由公式m＝ρV得出，ρ甲V甲＝ρ乙V乙，即
eq \f(V甲,V乙)＝eq \f(ρ乙,ρ甲)，因为ρ甲>ρ乙，则V甲n甲。
M甲＝eq \f(m,n甲)，M乙＝eq \f(m,n乙)得M乙ρ2
w%＝9.8%×eq \f(ρ1,ρ2)>9.8%。A错；
由 H2O2＋Cl2===2HCl＋O2，B正确；

标准状况下，由分子形成的单一气体或混合气体，只要体积相同，含有的分子数也相等，其中M(CO)＝28 g·ml－1，M(C2H4)＝28 g·ml－1，因此C正确；
由n＝Vc可求得1 L 0.50 ml·L－1和2 L 0.25 ml·L－1的NH4Cl溶液中NHeq \\al(＋,4)的物质的量相等。但NHeq \\al(＋,4)水解，浓度越小水解程度越大，D正确。
6．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A．4.0 g重水(D2O)中所含质子数为0.4NA
B．4.48 L N2与CO的混合物中所含分子数为0.2NA
C．6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NA
D．12.5 mL 16 ml·L－1浓硫酸与足量铜反应，转移电子数为0.2NA
【答案】C
【解析】
A项一个D2O中有10个质子，4.0 g重水的物质的量为0.2 ml，因此4.0 g重水中所含质子数为2NA；B中未指明气体所处状态，故无法计算分子数；C中无论白磷与红磷的比例如何，磷原子总数一定为0.2NA；D中浓硫酸不可能完全反应，当浓度变稀时不再与铜反应。
7．在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( )
A．两种气体的压强相等
B．O2比O3的质量小
C．两种气体的分子数目相等
D．两种气体的氧原子数目相等
【答案】D
【解析】
本题主要考查对气体温度、压强、体积、密度、质量等物理量的相互关系及阿伏加德罗定律的理解和掌握情况。
根据m＝ρV，体积、密度相等的O2、O3的质量相等，物质的量之比为eq \f(m,32)∶eq \f(m,48)＝3∶2，压强之比为3∶2，分子数目之比为3∶2，O原子数目之比为eq \f(2m,32)∶eq \f(3m,48)＝1∶1。正确答案为D。
四、气体体积、质量的测定方法
8. 某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如下图。该实验的主要操作步骤如下：
Ⅰ.请将下述步骤补充完整
(1)配制浓度为0.5 ml·L－1 H2SO4溶液和H2C2O4溶液；
(2)用________________量取10.00 mL 0.5 ml·L－1 H2SO4和H2C2O4溶液分别加入两个锥形瓶中；
(3)分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；
(4)检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；
(5)将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中(铜丝不与酸接触)，至反应完全，记录________________________________________________________________________；
(6)反应结束后，读取量筒中水的体积为y mL。
Ⅱ.回答下列问题：
(1)以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水的体积。这三步操作的正确顺序是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)简述速率不等的原因是
________________________________________________________________________。
铜丝不能与酸接触的原因是
________________________________________________________________________。
【答案】
Ⅰ.(2)酸式滴定管 (5)反应所需时间
Ⅱ.(1)②①③ (2)丙向下移动
(3)氢离子浓度不同 镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定
【解析】
Ⅰ.(2)由10.00 mL精确度0.01 mL可知所选仪器为滴定管。
Ⅱ.了解乙、丙量气原理及操作是解本题的关键。
【答案】
知识通关
知识点一 物质的量及其单位
1．物质的量 一定数目 。 n， 摩尔， ml。 0.012_kg_12C 。 分子、原子、质子、中子、电子、离子
2．阿伏加德罗常数
(1) 12C。6.02×1023 ,6.02×1023_ml－1 。 NA， ml－1。
3．摩尔质量
(1) 单位物质的量 (2) g·ml－1， M。(3) 相对分子质量 。
知识点二 气体摩尔体积
1． (1)单位物质的量 (2) Vm， L·ml－1。
(3)① 气态， 固态或液态。② 1_ml。③ 温度和压强。
2． (2) 1_ml任何气体在标准状况下的体积都约是22.4_L。 (3) L·ml－1。
3．阿伏加德罗定律
温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子，
相同条件
结论
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)
同温、同体积下，气体的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