1、1第二单元 物质的量 物质的聚集状态1了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。 2.了解物质的量( n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量( M)、气体摩尔体积( Vm)、阿伏加德罗常数( NA)的含义。 3.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。 4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。 5.理解质量守恒定律。物质的量知识梳理一、物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数1基本概念间的关系2物质的量的表示方法：如 0.2 mol H2，2 mol Na ，3 mol 水分子。3物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关
2、系：n 。NNA二、摩尔质量1定义：单位物质的量的物质所具有的质量，其符号为 M，单位为 gmol1 。2数值：以 gmol1 为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。3摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系： n 。mM自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。2(1)1 mol 任何物质都含有 6.021023个分子。( )(2)1 mol 水中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧。( )(3)NaOH 的摩尔质量为 40 g。( )(4)1 mol OH 的质量为 17 gmol1 。( )(5)氖气的摩尔质量(单位 gmol1 )在数值上等于它
3、的相对原子质量。( )解析：(1)NaCl 等离子化合物由离子构成，无分子，错误；(2)氢、氧指代不明，错误；(3)摩尔质量的单位为 gmol1 ，错误；(4)质量的单位为 g，错误。答案：(1) (2) (3) (4) (5)2(1)12.4 g Na2X 含有 0.4 mol Na ，Na 2X 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_。(2)含 0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中，含_mol SO ，Al 3 的物质的量24_0.8 mol(填“”“2(2018承德模拟)据央视新闻报道，国务院总理在政府工作报告中提出，建设一批光网城市，推进
4、5 万个行政村通光纤，让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为 SiO2，下列叙述正确的是( )ASiO 2的摩尔质量为 60B标准状况下，15 g SiO 2的体积为 5.6 LCSiO 2中 Si 与 O 的质量比为 78D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 gmol1 ，A 项错误。标准状况下，SiO 2为固体，B 项错误。SiO 2中 Si 与 O 的质量比为 283278，C 项正确。SiO 2和 CO2的摩尔质量不同，D 项错误。4题组二 物质的量与微粒数目之间的换算3(1)0.3 mol H 2O 分子中所含氢原子数与_个 NH
5、3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 mol C 和 31.76 g D，则 C 的摩尔质量为_。解析：(1)0.3 mol6.021023 mol1 2 N(NH3)3，则 N(NH3)1.20410 23或0.2NA。(2)12 g 乙烷的物质的量是 0.4 mol，一个乙烷(C 2H6)分子中含有 7 个共价键，所以0.4 mol 乙烷中所含共价键的物质的量为 2.8 mol。(3)根据质量守恒定律，0.04 mol C 的质量为 16 g20 g31.76 g4.24 g， M(
6、C)4.24 g0.04 mol106 gmol 1 。答案：(1)1.20410 23(或 0.2NA) (2)2.8 mol(3)106 gmol14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 mol 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 6.021023) 4 NA(或 2.4081024)(2)16 gmol1 72(1)物质的量的描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。(2)勿忽视摩尔的使用对象：使用摩尔作单
7、位时，必须用化学式指明粒子的种类，如 1 mol H 不能描述为 1 mol 氢等。(3)求算物质所含的微粒数时要注意物质的化学组成中的个数关系。 物质的聚集状态知识梳理一、影响物质体积大小的因素二、气体摩尔体积51影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。2在标准状况(指温度为 0 ，压强为 101 kPa)下，1 mol 任何气体所占的体积都约为 22.4 L。三、阿伏加德罗定律及其推论应用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 、 导出) mM mV
8、结论相同条件公式 语言叙述T、 p 相同 V1V2 n1n2 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比T、 V 相同 p1p2 n1n2 同温、同体积下，气体的压强与其物质的量成正比T、 p 相同 1 2 M1M2 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)在标准状况下，1 mol O 2与 1 mol SO3的体积相同。( )(2)在标准状况下，1 mol 气体的体积约是 22.4 L，在非标准状况下，1 mol 气体的体积则一定不是 22.4 L。( )(3)在相同条件下，相同物质的量的 CO、N 2的混合气体与 O2的分子个数相同，
9、原子个数也相同。( )(4)在相同条件下，相同物质的量的 C2H4和 C3H6，所含分子个数相同，原子个数也相同。( )解析：(1)标准状况下，SO 3为固体，错误；(2)通过调节温度和压强，如增大压强，升高温度，也可以实现 1 mol 气体的体积约是 22.4 L，错误；(4)分子个数相同，但原子个数不同，错误。6答案：(1) (2) (3) (4)2判断下列物质的体积与 22.4 L 的大小关系(填“”“ (2) (3) (4)3如图有三只气球，其中 VA VB1.12 L。(1)A、B 中气体的物质的量_是 0.05 mol(填“一定”或“不一定”)。(2)标准状况下，A、B 气球中的分
10、子个数比为_。(3)相同温度和压强下，A、C 气球中气体的质量相等，则 VA VC_。解析：(1)状态不一定相同，所以气体的物质的量不一定相同。(2)同温同压下，气体的体积之比等于分子数之比。(3)同温同压下，气体的体积与其物质的量成正比，质量相同时，物质的量之比与摩尔质量成反比。答案：(1)不一定 (2)11 (3)21气体摩尔体积的使用方法Vm22.4 Lmol 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 mol”“22.4 L”。下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2的
11、判断正确的是( )A体积相等时密度相等B原子数相等时具有的中子数相等C体积相等时具有的电子数相等D质量相等时具有的质子数相等解析 根据阿伏加德罗定律结合微粒间相互关系逐一分析。A.根据阿伏加德罗定律，7同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，即气体的物质的量相同，但由于12C18O 与 14N2摩尔质量不相等，故质量不相等，密度也不相等。B.二者都是双原子分子，原子数相等时二者的物质的量相等，二者所含中子数不相等，1 个 12C18O 分子含有 16 个中子，1 个 14N2分子含有 14 个中子。C.同温同压下，同体积的气体的物质的量相等，且 1 分子 12C18O 与 14N2中均含
12、有 14 个电子，故 12C18O 与 14N2具有的电子数相等。D.1 个 12C18O 分子与 1 个 14N2分子中所含质子数相等，质量相等的二者物质的量不相等，含有的质子数也不相等。答案 C同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2的中子数相等，则气体的体积比为_。答案：78阿伏加德罗定律及其推论答题模板第一步：找“相同”明“不同”(1)找出题干中有哪些相同的条件，再根据物质的量，结合物质的微粒结构，求出相应的粒子数；(2)分析选项中的要求，明确需要求解哪些量。第二步：用“规律”利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系，进行对比判断，从而顺利解题。注：可利用理想气体状态方
13、程： pV nRT 推导判断，其中 R 为常数。 题组一 气体摩尔体积的使用与计算1(2018延安高三质检)下列说法正确的是( )标准状况下， 6.021023个分子所占的体积约是 22.4 L 0.5 mol H2所占体积为 11.2 L 标准状况下， 1 mol H2O 的体积为 22.4 L 标准状况下，28 g CO 与 N2的混合气体的体积约为 22.4 L 各种气体的气体摩尔体积都约为 22.4 Lmol1 标准状况下，体积相同的气体的分子数相同A BC D解析：选 B。物质不一定是气体；不一定在标准状况下；水在标准状况下不是气体；气体摩尔体积与温度、压强有关。2设 NA为阿伏加德
14、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8在标准状况下的体积是( )A. L B. L22.4apbNA 22.4abpNAC. L D. L22.4NAba 22.4pbaNA解析：选 D。解法一(公式法)：双原子分子的物质的量为 mol，双原子分子的摩尔pNA质量为 gmol 1，所以 b g 气体在标准状况下的体积为 22.4 a gpNA mol aNApb gaNAp gmol 1Lmol1 L。22.4pbaNA解法二(比例法)：同种气体其分子数与质量成正比，设 b g 气体的分子数为 N，则a g pb g N得： N ，则双原子分子的物质的量为
15、mol，所以 b g 该气体在标准状况下的体bpa pbaNA积为 L。22.4pbaNA题组二 阿伏加德罗定律及应用3(2018保定高三模拟)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 mol，A 项，含有 HCl 和 O3，1 mol 混合气体含有的原子的物质的量大于 2 mol，错误；B项，含有 H2和 NH3，1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于 2 mol，错误；C 项，含有 N
16、2和 O2，都为双原子分子，则 1 mol 混合气体含有 2 mol 原子，正确；D 项，含有 He和 NO2，1 mol 该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于 2 mol，可能小于 2 mol，也可能等于 2 mol，错误。4下列说法正确的是( )A同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积B等质量的 O2和 H2的物质的量之比为 161C不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等9D同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比解析：选 D。A 项必须是气态分子才能成立；B 项质量相同的 O2和 H2，其物质的量之比等于摩尔质量的反比，即 n(O2) n(H2)232116；C
17、 项虽然气体体积不等，但没有给出气体所处的条件，所含的分子数有可能相等；D 项同温同体积时，气体的物质的量越大，其压强越大。阿伏加德罗定律的适用范围(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，其适用条件是三个“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。(3)气体体积受温度和压强的影响，而和分子的大小无关。 课后达标检测一、选择题1下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是( )A0.012 kg 12C 中含有约 6.021023个碳原子B1 mol H 2O 中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧C
18、氢氧化钠的摩尔质量是 40 gD2 mol 水的摩尔质量是 1 mol 水的摩尔质量的 2 倍解析：选 A。B 项，应表达为 1 mol H2O 中含有 2 mol 氢原子和 1 mol 氧原子；C 项，单位错误，应是 40 gmol1 ；D 项，水的摩尔质量是固定不变的。2雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展 PM2.5 和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )A臭氧的摩尔质量是 48 gB同温同压下，等质量的氧气和臭氧体积比为 23C16 g 臭氧中含有 6.021023个原子D1.00 mol 臭氧中含有电子总数为 186.021023解析：选 C。臭氧的摩尔质量是 48 g/mo
19、l，A 错误；同温同压下，等质量的氧气和臭氧体积比为 32，B 错误；1.00 mol 臭氧中含有电子总数为 246.021023，D 错误。3下列叙述中指定粒子的数目大于 6.021023的是( )A2 g 重水(D 2O)中含有的中子数B0.1 mol F 中含有的电子数C标准状况下 11.2 L N2和 NO 混合气体中的原子数D1 L 1 mol/L Na 2SO4溶液中 Na 数解析：选 D。A 项，2 g 重水的物质的量为 0.1 mol，含有 1 mol 中子；B 项，含有 1 10mol 电子；C 项，含有 1 mol 原子；D 项，Na 数为 2NA。4“物质的量”是国际单位
20、制中的一个基本物理量，下列有关说法正确的是( )A质量相等的 CO 和 CO2，物质的量之比为 23B2 mol 氧气的摩尔质量为 62 gmol1C1 mol 任何物质都含有 6.021023个分子D2 g H 2含有 1 mol 氢分子解析：选 D。设质量均为 m，则 n(CO) n(CO2) 117，A 错误；摩尔质量的单位是 gmol1 ，数值上等m28 gmol 1 m44 gmol 1于物质的相对分子(原子)质量，B 错误；1 mol 任何物质都约含有 6.021023个微粒，不一定是分子，也有可能是离子或原子，C 错误；2 g H2的物质的量是 1 mol，含有 1 mol 氢分
21、子，D 正确。5下列说法中正确的是( )A5.6 L N 2(标准状况)和 11 g CO2中含有的分子数相同B9 g H 2O 和 0.5 mol Br2中含有的原子数相同C22.4 L O 2中一定含有 NA个 O2分子D在常温常压下，20 mL NH 3与 60 mL O2所含有的原子个数比为 13解析：选 A。A 项， ，正确；B 项，9 g H2O 中含N（ N2）N（ CO2）5.6 L22.4 Lmol 1NA11 g44 gmol 1NA 11原子数为 3NA，0.5 mol Br2中含原子数为 0.52NA，错误；C 项，22.4 L O2不一定为9181 mol，错误；D
22、项，20 mL NH3与 60 mL O2的物质的量比为 13，含有的原子个数比为(14)(32)23，错误。6下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )A同质量、同体积的 N2和 COB同温度、同体积的 H2、N 2C同体积、同密度的 C2H4和 C3H4D同压强、同体积的 N2O 和 CO2解析：选 A。A 项，N 2和 CO 的摩尔质量均为 28 gmol1 ，故质量相同时，二者的物质的量也相同，且二者均为双原子分子，故两瓶气体所含原子数相等，符合题意；B 项，没有指明气体的压强，不能确定二者的物质的量，不符合题意；C 项，二者的体积、密度相同，则二者的质量相同，二者所含原子数不相
23、同，不符合题意；D 项，没有指明气体的温度，不能确定二者的物质的量，不符合题意。117(2016高考海南卷)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 gB可生成氢的原子数为 2.4081023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的量解析：选 D。根据化学方程式 2H2O 2H2O 2，光解 0.02 mol 水，= = = = =太 阳 能 可产生 0.02 mol H2和 0.01 mol O2。则可得 A.可生成 H2的质量为 0.04 g
24、，错误；B.可生成氢的原子数为 2.4081022个，错误；C.可生成标准状况下 H2的体积为 0.448 L，错误；D.0.04 mol Na 与水反应产生 0.02 mol H2，正确。8(2015高考全国卷)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为( )A11 B23C32 D21解析：选 C。根据乌洛托品的结构式写出其分子式为 C6H12N4，因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的，根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO4NH 3=C6H12N46H 2O
25、，根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得，甲醛与氨的物质的量之比为 32，C 项正确。9同温同压下， x g 甲气体和 y g 乙气体占有相同的体积，根据阿伏加德罗定律判断下列叙述错误的是( )A x y 等于甲与乙的相对分子质量之比B x y 等于甲与乙的分子个数之比C x y 等于同温同压下，甲与乙的密度之比D y x 等于同温同体积下，等质量的甲与乙的压强之比解析：选 B。A 项，由同温同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数，则 x g 甲气体和 y g 乙气体的物质的量相等，即 ，推出 x y M 甲 M 乙 ，故正确；B 项，甲xM甲 yM乙与乙的分子个数之比为 11，而 x
26、 与 y 不一定相等，故不正确；C 项，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，体积相同时即为质量之比，故正确；D 项，同温同体积下，等质量的甲、乙压强之比为 p 甲 p 乙 n 甲 n 乙 M 乙 M 甲 y x，故正确。mM甲 mM乙10(2018云南一检) NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )12AC 2H4和 C3H6的混合物的质量为 a g，所含碳氢键数目为aNA7B标准状况下，2.24 L 2H35Cl 中所含中子数为 1.8NAC50 mL 12 molL 1 盐酸与足量 Cu 反应，转移的电子数为 0.3NAD1 L 0.1 molL 1 的 NaHCO3溶液
27、中 HCO 和 CO 的离子数之和为 0.1NA 3 23解析：选 A。C 2H4和 C3H6的最简式均为 CH2， a g 该混合物中含有的碳氢键数目为2NA，即 ，A 项正确；1 个 2H35Cl 中含有 19 个中子，则 0.1 mol 2H35Cl 中含有的a14 aNA7中子数为 1.9NA，B 项错误；盐酸与铜不反应，C 项错误；1 L 0.1 molL1 NaHCO3溶液中 HCO 、CO 和 H2CO3的数目之和为 0.1NA，D 项错误。 3 23二、非选择题11(1)0.7 mol H2O 的质量为 _，其中含有_个水分子，氢原子的物质的量为_。(2)质量相同的 H2、NH
28、 3、SO 2、O 3四种气体中，含有分子数目最少的是_，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是_。(3)2 mol 的 CO2与 3 mol 的 SO3的分子数之比是_；原子数之比是_。(4)在 9.5 g 某二价金属的氯化物中含有 0.2 mol Cl ，此氯化物的摩尔质量为_，该金属元素的相对原子质量为_。解析：(1)0.7 mol H2O 的质量为 0.7 mol18 gmol1 12.6 g，含有水分子的个数为 0.7 mol6.021023 mol1 4.21410 23，氢原子的物质的量为 0.7 mol21.4 mol。(2)根据 n m/M 可知，摩尔质量最大的 SO2，其
29、物质的量最小，含有分子数最少；摩尔质量最小的 H2，相同条件下物质的量最大，其所占体积最大。(3)根据阿伏加德罗定律可知 2 mol 的 CO2与 3 mol 的 SO3的分子数之比是 23；原子数之比是(23)(34)12。(4)二价金属的氯化物可以表示为 MCl2，在 9.5 g 该二价金属的氯化物中含 0.2 mol Cl ，则 9.5 g 氯化物的物质的量为 0.1 mol，该氯化物的摩尔质量为 95 gmol1 ；该金属元素的相对原子质量为 957124。答案：(1)12.6 g 4.21410 23(或 0.7NA) 1.4 mol (2)SO 2 H 2 (3)23 12 (4)
30、95 gmol1 2412一定质量的液态化合物 XY2，在标准状况下的一定质量的 O2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为 XY2(l)3O 2(g)=XO2(g)2YO 2(g)，冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是 672 mL，密度是 2.56 gL1 ，则：(1)反应前 O2的体积是_。(2)化合物 XY2的摩尔质量是_。13(3)若 XY2分子中 X、Y 两元素的质量比是 316，则 X、Y 两元素分别为_和_(写元素符号)。解析：(1)由反应 XY2(l)3O 2(g)=XO2(g)2YO 2(g)可知，反应前后气体的体积变化为 0，故 V(O2)672 mL。(2)由 m V 可
31、知，生成物的质量 m0.672 L2.56 gL 1 1.72 g； n(O2)0.03 mol。672 mL22.4 Lmol 11 000 mLL 1XY2(l) 3O 2(g)=XO2(g)2YO 2(g)0.01 mol 0.03 mol所以 M(XY2) 76 gmol 1 。1.72 g 0.03 mol32 gmol 10.01 mol(3)由 ， Mr(X)2 Mr(Y)76，得 Mr(X)12， Mr(Y)32，则 X 为 C，Y 为Mr（ X）2Mr（ Y） 316S。答案：(1)672 mL (2)76 gmol 1 (3)C S13卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙
32、(CaO 2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质，带有结晶水，通常还含有 CaO。(1)称取 5.42 g 过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：2CaO2xH2O2CaOO 22 xH2O，得到 O2在标准状况下体积为 672 mL，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 Ca2 全部转化为 CaCO3沉淀，得到干燥的 CaCO3 7.0 g。该样品中 CaO 的质量为_。 该样品中 CaO2xH2O 的 x 值为_。解析：(1) n(CaO2) n(CaO2xH2O)2 n(O2)2672 mL/22 400 mLmol1 0.06 mol。(2) n(Ca2 )总 n(CaCO3)7.0 g100 gmol 1 0.07 mol，m(CaO)原 (0.07 mol0.06 mol)56 gmol 1 0.56 g。 x(5.42 g0.56 g0.06 mol72 gmol 1 ) 18 gmol1 0.06 mol 。12答案：(1)0.06 mol (2)0.56 g 12
