备战2025年高考化学考点一遍过考点05物质的量气体摩尔体积教案（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考化学考点一遍过考点05物质的量气体摩尔体积教案（Word版附解析），共23页。教案主要包含了物质的量与阿伏加德罗常数，气体摩尔体积，阿伏加德罗定律及其推论等内容，欢迎下载使用。
一、物质的量与阿伏加德罗常数
1．物质的量
（1）物质的量
表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。物质的量是一个物理量，与质量一样，不受外界条件的影响。
例如：任何条件下，2 g H2的物质的量必为1 ml，所含分子数必为NA；1 ml H2在任何条件下质量必为2 g，分子数必为NA。
（2）摩尔
摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为ml。
例如：1 ml粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。
摩尔的使用标准：在用摩尔量度微观粒子时，一定要指明微观粒子的种类（或用能表明粒子种类的化学式表示）。
例如：1 ml Fe、1摩尔铁原子、1 ml Fe2+、1 ml 亚铁离子的表示方法都正确，而1摩尔铁中的粒子种类是铁原子还是铁离子，指代不明，所以这种表示方法错误。
2．阿伏加德罗常数
1 ml 任何粒子含有的粒子数叫做阿伏加德罗常数，通常用6.02×1023 ml−1表示。
符号：NA，即NA=6.02×1023 ml−1。
3．粒子数
符号：N
物质的量（n）、粒子数（N）、阿伏加德罗常数(NA)之间的计算公式：
4．摩尔质量
（1）单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M，常用的单位是g/ml （或g· ml−1）。
摩尔质量、质量、物质的量之间的计算关系：
（2）数值：某粒子的摩尔质量以g·ml−1为单位时，其在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
例如：M(O2)=32 g· ml−1 M(Fe)=56 g· ml−1
（1）物质的量是计量微观粒子的物理量，只适用于微观粒子。
（2）粒子指微观粒子，一般包括分子、原子、原子团、离子等。1 ml任何粒子的粒子数等于阿伏加德罗常数，因此粒子数N=n×NA。
（3）混合物的平均摩尔质量，当以g·ml−1为单位时，其在数值上等于该混合物的平均相对分子质量。
二、气体摩尔体积
1．概念
单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm。
常用的单位有L/ml (或L·ml−1)、m3/ml (或m3·ml−1)。
2．数值
在标准状况（0℃、101 kPa）下，气体摩尔体积约为22.4 L/ml(或22.4 L·ml−1)。
3．计算关系
物质的量、气体体积、气体摩尔体积之间的关系为。
4．影响因素
气体摩尔体积受温度与压强的影响，在非标准状况的条件下，其数值可能不等于22.4。因此，使用标准状况下的气体摩尔体积计算气体的体积时，要注意题给条件是否为标准状况。
（1）决定气体体积大小的因素：①气体粒子数的多少；②气体粒子间平均距离的大小。气体分子间的平均距离比分子本身的直径大得多，因此，当气体的物质的量（粒子数）一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间的平均距离。
（2）影响气体分子间平均距离大小的因素：温度和压强。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是相等的，故当气体的物质的量（粒子数）一定时，其体积是一个定值。
（3）在常温常压下，气体分子间的平均距离比标准状况下的大，所以常温常压下，气体的Vm＞22.4 L·ml−1。
（4）同样适用于混合气体的计算。
（5）标准状况下，非气态物质有H2O、SO3、戊烷、苯、CCl4、氟化氢等。
三、阿伏加德罗定律及其推论
1．阿伏加德罗定律
在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，人们将这一结论称为阿伏加德罗定律。
可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。
2．阿伏加德罗推论
考向一 有关阿伏加德罗常数NA的考查
典例1 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1 ml甲醇分子中含有的共价键数为4NA
B．25 ℃时，1.0 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.2NA
C．加热条件下，20 mL 10 ml·L－1浓硝酸与足量铜反应转移电子数为0.1NA
D．7.8 g由Na2S和Na2O2组成的混合物中含有阴离子的数目为0.1NA
【解析】由甲醇的结构式可知，1 ml甲醇分子中含有的共价键数为5NA，A项错误；25 ℃时，1.0 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.1NA，B项错误；足量铜与浓硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应进行，HNO3不断被消耗，铜与稀硝酸发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)eq \(=====,\s\up7(△))3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，参加反应的HNO3为20×10－3 L×10 ml·L－1＝0.2 ml，消耗的铜的物质的量在0.05 ml～0.075 ml之间，则转移的电子数在0.1NA～0.15NA之间，C项错误；Na2S和Na2O2的摩尔质量均为78 g·ml－1，故7.8 g由Na2S和Na2O2组成的混合物中两者的物质的量之和为0.1 ml，含有的阴离子数目为0.1NA，D项正确。
【答案】D
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．7.8 g Na2S晶体中含有的S2−数目小于0.1NA
B．1.68 g铁与足量水蒸气反应，转移的电子数目为0.09NA
C．11 g由和组成的超重水中，含有的中子数目为5NA
D．与17 g H2O2所含非极性键数目相同的N2H4的分子数目为0.5NA
解答有关阿伏加德罗常数类题目的“三”个步骤
（1）看：看所给数据是体积、质量还是物质的量。
如果所给数据是质量或物质的量，该类数据不受外界条件的限制。
（2）定：确定对象是气体、固体还是液体。如果是气体，要注意外界条件是否为“标准状况”。
（3）算：根据所求内容进行计算，在求算时要注意：
①不要直接利用溶液的浓度代替指定物质的物质的量进行计算。
②同种物质在不同的氧化还原反应中“角色”可能不同，电子转移数目也可能不同，不能一概而论。如Cl2与NaOH、Fe的反应，Fe与Cl2、S的反应。
考向二 有关粒子数目的计算，基本概念的理解与应用
典例1 下列说法不正确的是
A．物质的量是描述微观粒子集合体的物理量
B．阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C．1 ml CO2与1 ml CO含有的分子数目相等
D．SOeq \\al(2－,4)的摩尔质量为96 g·ml－1
【解析】阿伏加德罗常数为物理量，单位为ml－1。
【答案】B
2．下列有关说法中错误的是
A．1 ml X物质的质量即为X的摩尔质量
B．原子质量为a g的eq \\al(A,Z)X，其相对原子质量为aNA(NA为阿伏加德罗常数的值)
C．若硫的某种化合物SB2的相对分子质量为M，则1 ml B的质量为(0.5M－16)g
D．磷酸的摩尔质量以g·ml－1为单位时，与NA个磷酸分子的质量在数值上相等
考向三 气体体积与其他物理量的换算
典例1 下列说法正确的是
A．1 ml任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·ml－1
B．20 ℃、1.0×105 Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．当1 ml气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况
D．2 ml气体的体积约为44.8 L
【解析】A项，没有给出气体所处的温度和压强，无法确定气体摩尔体积；B项，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，正确；C项，1 ml气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4 L；D项，没有给出气体所处的温度和压强，不能计算气体的体积。
【答案】B
3．一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子构成，下列有关说法中不正确的是
A．该温度和压强可能是标准状况
B．标准状况下，该纯净物若为气态，其体积约是22.4 L
C．该气体中每个分子含有2个原子
D．若O2在该条件下为气态，则1 ml O2在该条件下的体积也为30 L
气体摩尔质量的求解方法
考向四 阿伏加德罗定律及其推论的应用
典例1 由C16O和C18O组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同，则下列关系正确的是
A.混合气体中C16O与C18O的分子数之比为14∶15
B.混合气体中C16O与C18O的物质的量之比为1∶1
C.混合气体中C16O与C18O的质量之比为15∶14
D.混合气体中C16O与C18O的密度之比为1∶1
【解析】C16O的相对分子质量为28，C18O的相对分子质量为30，二者组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同，故平均相对分子质量为29，根据十字交叉法计算二者的物质的量之比:，所以二者的物质的量之比为1∶1。二者的物质的量之比为1∶1，所以分子数之比为1∶1，故A错误，B正确；物质的量相同，质量之比等于摩尔质量之比，混合气体中C16O和C18O的质量之比为28∶30=14∶15，故C错误；相同条件下，密度之比等于相对分子质量之比，混合气体中C16O和C18O的密度之比为28∶30=14∶15，故D错误。
【答案】B
4．同温同压下，质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体，下列说法错误的是
A．所占的体积由大到小的顺序是：H2>CH4>O2>CO2>SO2
B．所含分子数由多到少的顺序是：H2>CH4>O2>CO2>SO2
C．密度由大到小的顺序是：SO2>CO2>O2>CH4>H2
D．所含的电子数由多到少的顺序是：CO2>SO2>CH4>O2>H2
（1）阿伏加德罗定律的推论只需记住pV=nRT即可。p为压强，V为体积，n为物质的量，R为常数，T为热力学温度。
（2）阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体。
（3）“在标准状况下，1 ml任何气体的体积都约为22.4 L”或“在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·ml−1”是阿伏加德罗定律的特定情况。
考向五 以物质的量为核心的计算方法
1．差量法
在化学反应过程中，反应前后固体的质量（或气体的体积）产生差量，差量与化学方程式的化学计量数成比例，利用这种比例快速求得反应物的量或生成物的量的方法叫差量法。
此类题的解题思路为
典例1 16 mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应：6NO+4NH35N2+6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL，则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正确的是
A．①②B．①④
C．②③D．③④
【解析】根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。
6NO + 4NH35N2 + 6H2O(g) ΔV(气体的体积差)
6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5+6)－(4+6)=1(mL)
(理论差量)
9 mL 6 mL 17.5－16=1.5(mL)
(实际差量)
由此可知共消耗15 mL气体，还剩余1 mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6 mL=5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3与9∶7之间，对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。
【答案】C
【方法指导】
1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。
2．计算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。
3．解题关键：一是明确产生差量的原因，并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。
2．极值法
极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。
具体应用 当题干缺少条件无法列方程组求解时，可先用极值法依据化学方程式求解得到答案的极值a值、b值，正确答案c值应位于a值、b值之间，即a值﹥c值﹥b值（或b值﹥c值﹥a值）。
典例2 在含有a g HNO3的稀硝酸中，加入b g铁粉充分反应，铁全部溶解并生成NO，有 g HNO3被还原，则a∶b不可能为
A．2∶1B．3∶1
C．4∶1D．9∶2
【解析】Fe与HNO3反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两种极端情况。
（1）若Fe过量，发生反应：3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
则有=3∶8，解得：
此为a∶b的最小值。
（2）若HNO3过量，发生反应：Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
则有=1∶4，解得：
此为a∶b的最大值。
所以a∶b的取值范围为，即a∶b的比值在此范围内均合理。
【答案】A
3．关系式法
（1）解题关键：正确寻找出已知量和未知量之间的物质的量关系。
（2）建立关系式的方法
①利用化学式找关系式，如Na2SO4与它所含的各粒子之间的比例关系为Na2SO4~2Na+~~4O。
②原子守恒法
如NH3经催化氧化并用水吸收反应产物的过程：
4NH3+5O24NO+6H2O
2NO+O22NO2
3NO2+H2O2HNO3+NO
经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3~HNO3。
③得失电子守恒法
上述过程中，NH3HNO3，O22。
由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3~2O2。
典例3 5.85 g NaCl固体与足量浓H2SO4和MnO2共热，逸出的气体又与过量H2发生爆炸反应，将爆炸后的气体溶于一定量水后再与足量锌作用，最后可得H2________ L(标准状况)。
【解析】若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O算出Cl2的量，……这样计算非常繁琐。找出以下关系式就可迅速求解。
设可得H2的物质的量为x，5.85 g NaCl的物质的量为0.1 ml。
NaCl ～ HCl ～ Cl2 ～ HCl ～ H2
0.1 ml x
显然x=0.05 ml，
则V(H2)=0.05 ml×22.4 L·ml－1=1.12 L。
【答案】1.12
1．下列说法正确的是
A．18 g H2O中含有2 ml氢
B．阿伏加德罗常数是指0.012 kg碳所含有的碳原子数，其数值约等于6.02×1023
C．铁的摩尔质量及其相对原子质量均为56 g·ml－1
D．常温常压下，44 g CO2气体与46 g N2O4气体具有相同数目的氧原子
2．一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，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
3．已知阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A．32 g SO2与足量O2在一定条件下反应，转移电子的数目为NA
B．500 mL 0.1 ml·L－1的MgCl2溶液中，Mg2＋所带正电荷总数为0.1NA
C．标准状况下，22.4 L 14CO2与44 g 14CO2中所含分子数均为NA
D．在0.1 ml NaHSO4晶体中，阳离子与阴离子总数为0.2NA
4．EDTA是一种重要的络合剂，也是定量滴定的常用分析试剂，其结构简式为，已知在一定条件下一氯乙酸()和乙二胺()反应生成EDTA和HCl，则反应中一氯乙酸和乙二胺的物质的量之比为
A.2∶1 B.4∶1 C.1∶4 D.1∶2
5．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中不正确的是
A．常温下，78 g苯中含有6NA个C—H键
B．通入1 ml Cl2的新制氯水中，HClO、Cl－、ClO－粒子数之和为2NA
C．1 ml甲基(—14CD3)所含的中子数和电子数分别为11NA、9NA
D．在2CuH＋2HCl===CuCl2＋Cu＋2H2↑反应中，每生产22.4 L(标况)H2，反应转移的电子为1.5 NA
6．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
7．在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确的是
A．若M(甲)O2>CO2>SO2，故A正确；B．根据n=可知，质量相同时，摩尔质量越大，物质的量越小，则分子数越少，同温同压下，质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2，分子数由多到少的顺序是：H2>CH4>O2>CO2>SO2，故B正确；C．同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体摩尔质量由大到小的顺序是：SO2>CO2>O2>CH4>H2，密度之比大小顺序为：SO2>CO2>O2>CH4>H2，故C正确；D．取m g气体，质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体含电子数分别为：×22，×2，×16，×10，×32，所含的电子数由多到少的顺序是：H2>CH4>CO2=O2=SO2，故D错误；故选；D。
考点冲关
1．【答案】D
【解析】A项，2 ml氢指代不明，错误；B项，0.012 kg 12C所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，该项说法没有指明哪种碳原子，错误；C项，摩尔质量(以g·ml－1为单位)与相对分子(原子)质量在数值上相等，但单位不同，故错误；D项，44 g CO2气体与46 g N2O4气体均含有2 ml氧原子，正确。
2．【答案】D
【解析】相同质量(m g)，M越大，n越小，体积越小；①②③④气球装的依次是SO2、CO2、O2、CH4。
3．【答案】D
【解析】SO2与O2的反应是可逆反应，不能进行到底，A错误；MgCl2溶液中，Mg2＋会部分水解，无法计算Mg2＋所带正电荷总数，B错误；14CO2的摩尔质量为46 g·ml－1，44 g 14CO2的物质的量小于1 ml，C错误；NaHSO4晶体中的阳离子为Na＋，阴离子为HSOeq \\al(－,4)，D正确。
4．【答案】B
【解析】由EDTA的结构可知其分子式为C10H16N2O8，因一氯乙酸(C2H3O2Cl)和乙二胺(C2N2H8)在一定条件下生成EDTA和HCl，EDTA分子中氧元素全部来自一氯乙酸，氮元素全部来自乙二胺，由氧、氮元素守恒可知生成1 ml EDTA 需要4 ml一氯乙酸和1 ml乙二胺，即反应中一氯乙酸和乙二胺的物质的量之比为4∶1。
5．【答案】B
【解析】1 ml苯中含有6 ml C—H键，A项正确；新制氯水中含有Cl2分子，HClO、Cl－、ClO－粒子数之和小于2NA，B不正确。1个甲基(—14CD3)所含的中子个数和电子个数分别为11和9，C项正确；在2CuH＋2HCl===CuCl2＋Cu＋2H2↑反应中，反应消耗2 ml CuH共失去3 ml电子，生成2 ml氢气，D项正确。
6．【答案】B
【解析】A项，三种气体分子的质子数分别为14、14、14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，三者体积之比为1∶1∶1，错误；B项，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·ml－1、28 g·ml－1、26 g·ml－1，等温等压下，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，正确；C项，三种气体的物质的量相等，质量之比等于摩尔质量之比，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·ml－1、28 g·ml－1、26 g·ml－1，则质量之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，错误；D项，三种气体的物质的量相等，1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为1∶1∶2，错误。
7．【答案】C
【解析】A．根据n=，若M(甲)M(乙)，则气体的物质的量：甲＜乙，又根据ρ=可知气体的体积相等，根据Vm=V/n，故则气体的摩尔体积：甲＞乙，B错误；C．若M(甲)