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第 04 讲 物质的量 气体摩尔体积
1.了解物质的量及其单位摩尔质量、阿伏加德罗常数的含义与应用，利用物质的量将宏观的物理量与
微观粒子的个数联系起来，并能从宏观和微观结合的视角分析解决问题。
2.能从物质的量的角度认识物质的组成及变化，建立物质的量、物质的质量和微观粒子数之间计算的
思维模型。
3.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿
伏加德罗定律的内容。
4.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、V 之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应
m
用。
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具，能从宏观和微观相结
合的视角分析与解决实际问题。
2.证据推理与模型认知：在有关物质的最计算过程中，通过分析、推理等理解计算的方法，建立阿伏
加德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。
知识点一 物质的量 摩尔质量
1．物质的量、阿伏加德罗常数
(1)基本概念间的关系(2)物质的量的规范表示方法
↓ ↓ ↓
数值 单位 指定微粒符号或微粒名称
(3)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为n＝N/N 。
A
【特别提醒】
(1)摩尔后面应为确切的微粒名称；如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
(2)物质的量是物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(N )是指1 mol任何微粒所含的粒子
A
数，它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同，数值约为6.02×1023。
2．摩尔质量
(1)单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是 g·mol－1。公式：M＝。
(2)数值：以 g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
【易错警示】
(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量，只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中
子、电子等)，不适用于宏观物质。
(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同，不是同一个物理量。二者单位也不同，摩尔质量的
单位是g·mol－1或kg·mol－1，相对原子(或分子)质量的单位为1。
(3)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。
知识点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1．影响物质体积的因素
(1)微粒的大小(物质的本性)
(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)
(3)微粒的数目(物质的量的大小)
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V 。
m
(2)常用单位：L/mol(或L·mol－1)。
(3)数值：在标准状况下(指温度为0℃，压强为101 kPa)约为22.4 L·mol－1。
(4)计算公式：V ＝。
m
(5)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。【误区警示】气体摩尔体积(22.4 L·mol－1)应用的“五大误区”
(1)使用“条件”是标准状况，即0 ℃、101 kPa，而不是常温、常压。
(2)使用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题
中出现的物质有：SO 、乙醇、水、己烷、CCl 等。
3 4
(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，其他条件下V 一般不是22.4 L·mol－1。
m
(4)22.4 L气体，在标准状况下的物质的量是1 mol，在非标准状况下，可能是1 mol，也可能不是1
mol。
(5)物质的质量、物质的量一定时，所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32 g O 所含
2
的原子数目是2N 。注意不要形成定势思维，看到“常温常压”就排除选项。
A
3．阿伏加德罗定律及推论
(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都含有相同数目的分子。
即“三同”(T、p、V)――→“一同”(n)。
(2)适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。
(3)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。
描述 关系
同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比 ＝
三正比 同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比 ＝
同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量之比 ＝
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩
＝
尔质量成反比
二反比
同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的
＝
摩尔质量成反比
一 同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的
＝＝
连比 摩尔质量之比，也等于它们的密度之比
【方法技巧】
(1)气体的体积受温度和压强影响，和分子大小无关。
(2)标准状况(0 ℃，101 kPa)，水、苯、SO 、HF、CCl 、己烷、CS、CHCl 、Br 、乙醇等物质不是气
3 4 2 3 2
体，慎用22.4 L·mol－1。
(2)应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出。高频考点一 物质的量 摩尔质量
例1.(2018·全国卷Ⅲ)下列叙述正确的是( )
A．24 g镁与27 g铝含有相同的质子数
B．等质量的氧气和臭氧，电子数相同
C．1 mol重水与1 mol水中，中子数比为2∶1
D．1 mol乙烷和1 mol乙烯，化学键数目相同
【解析】24 g Mg与27 g Al所含质子的物质的量分别为×12＝12 mol、×13＝13 mol，二者所含质子的
物质的量不相等，A项错误；同质量的O 和O 中的O原子数相同，则电子数也相同，B项正确；1 mol
2 3
DO中的中子数为10N 1 mol H O中的中子数为8N ，比为5∶4，C项错误；1 mol C H 中含有7 mol化学
2 A, 2 A 2 6
键，1 mol CH ===CH 中含有5 mol化学键(4 mol C—H键，1 mol 键)，D项错误。
2 2
【答案】 B
【误区警示】
(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量，只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中
子、电子等)，不适用于宏观物质。
(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同，不是同一个物理量。二者单位也不同，摩尔质量的
单位是g·mol－1或kg·mol－1，相对原子(或分子)质量的单位为1。
(3)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。
【变式探究】下列说法正确的是( )
A．1 mol N 的质量是14 g
2
B．HSO 的摩尔质量是98 g·mol－1
2 4
C．HO的摩尔质量是18
2
D．1 mol HCl的质量是36.5 g·mol－1
【答案】B
【解析】1 mol氮气质量＝1 mol×28 g·mol－1＝28 g，A错误；摩尔质量单位是g·mol－1，摩尔质量在数
值上等于其相对分子质量，硫酸的摩尔质量是98 g·mol－1，水的摩尔质量是18 g·mol－1，B正确，C错误；
质量的单位是g，m(HCl)＝nM＝1 mol×36.5 g·mol－1＝36.5 g，D错误。
【方法技巧】求解气体摩尔质量“五”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)的物质中粒子数目(N)和阿伏加德罗常数(N )：M＝N ·。
A A
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度(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＝M×a%＋
1
M×b%＋M×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
2 3
高频考点二 阿伏加德罗常数
例2.（2022·浙江卷） 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A． 中含有 个阳离子
B． 乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
C． 含有中子数为
D． 和 于密闭容器中充分反应后， 分子总数为
【答案】C
【解析】 由钠离子和硫酸氢根离子构成，其中的阳离子只有钠离子， 的物质的量
为0.1mol，因此，其中只含有 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
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；
分子中有6个中子， 的物质的量为0.5mol，因此， 含有的中子数为 ，C说法正确；
和 发生反应生成 ，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此， 和
于密闭容器中充分反应后， 分子总数小于 ，D说法不正确。综上所述，本题选C。
【举一反三】（2022·海南卷）在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl，Fe完全溶解。N 代表阿伏加德罗
A
常数的值，下列说法正确的是
A. 反应转移电子为0.1mol B. HCl溶液中 数为3N
A
的
C. 含有 中子数为1.3N D. 反应生成标准状况下气体3.36L
A
【答案】A【解析】2.8gFe的物质的量为0.05mol；100mL 3mol·L-1HCl中H+和Cl-的物质的量均为0.3mol，两者
发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe2+，该反应转移电子0.1mol，A正确；HCl溶
液中Cl-的物质的量为0.3mol，因此，Cl-数为0.3N ，B不正确；56Fe 的质子数为26、中子数为30，
A
2.8g56Fe的物质的量为0.05mol，因此，2.8g56Fe含有的中子数为1.5N ，C不正确；反应生成H 的物质的量
A 2
为0.05mol，在标准状况下的体积为1.12L ，D不正确；综上所述，本题A。
【变式探究】（2022·全国甲卷） 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．25℃， 下， 氢气中质子的数目为
B． 溶液中， 的数目为
C． 苯甲酸完全燃烧，生成 的数目为
D．电解熔融 ，阴极增重 ，外电路中通过电子的数目为
【答案】C
【解析】25℃、101kPa不是标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量，故A错
误；Al3+在溶液中会发生水解生成Al(OH) ，因此2.0L 1.0 mol/L的AlCl 溶液中Al3+数目小于2.0N ，故B
3 3 A
错误；苯甲酸燃烧的化学方程式为 ，1mol苯甲酸燃烧生成7molCO ，则
2
0.2mol苯甲酸完全燃烧生成1.4molCO，数目为1.4N ，故C正确；电解熔融CuCl 时，阳极反应为
2 A 2
，阴极反应为 ，阴极增加的重量为Cu的质量，6.4gCu的物质的量为0.1mol，
根据阴极反应可知，外电路中通过电子的物质的量为0.2mol，数目为0.2N ，故D错误；答案选C。
A
高频考点三 气体摩尔体积
例3. 某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通
常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(V )。
m
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式：______________________________________。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴
入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：_______________________________________________________。
(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于__________________________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：__________(填“有”“没有”或“不能判断”)，简
述理由：_________________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将
瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所
测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置。
实验中准确测定出4个数据，如表：
实验前 实验后
铝铜合金质量/g m m
1 2
量液管(C)体积/mL V V
1 2
(注：量液管大刻度在上方，小刻度在下方)
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：V ＝________。
m
【解析】Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑。(2)铝
2
与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥
形瓶中。(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于
氢气的体积。(4)装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排
出空气的体积相等，所以没有影响。
Ⅱ.2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
2
2 mol 3 mol
mol mol
V ＝ L·mol－1。
m
【答案】Ⅰ.(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
2
(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内气压增大
(3)收集到水的体积
(4)没有 相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等
Ⅱ. L·mol－1
【方法技巧】气体体积的测量
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)。也可直接测量收集的气体体积。测量气体体积的常用方法：
(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E是5种直接测量气体体积的常见装置。
A装置：测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。
B装置：排液体法收集气体后直接测量其体积。
C装置：直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直
接测量。
D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相
平，量气管内增加的液体的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
(2)间接测量法。如图F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
(3)消除外因(温度、压强)对气体体积的影响。
(4)读数时，请勿使用“视线与凹液面相切”之类的描述，“相切”表达语意不准确，仰视、俯视的情
况下，视线都能与凹液面相切。
【变式探究】某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应
测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(V )。
m
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式：______________________________________。
(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴
入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：_________________________________。(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于________。
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：________(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述
理由：______________________________________________________。Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的
实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏
大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如
图2所示的实验装置。
实验中准确测定出4个数据，如下表：
实验前 实验后
铝铜合金质量/g m m
1 2
量液管(C)体积/mL V V
1 2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：V ＝________。
m
【解析】Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑。
2
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺
利滴入锥形瓶中。
(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气
的体积。
(4)装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排出空气的
体积相等，所以没有影响。
Ⅱ.2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
2
2 mol 3 mol
mol
V ＝ L·mol－1。
m
【答案】Ⅰ.(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑ (2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大 (3)收
2
集到水的体积 (4)没有 相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等
Ⅱ. L·mol－1
高频考点四 阿伏加德罗定律及其应用
例4．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)的关系判断的值，下列说法中正确的是( )
A．若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲＜乙
B．若M(甲)>M(乙)，则气体摩尔体积：甲＜乙
C．若M(甲)＜M(乙)，则气体的压强：甲>乙
D．若M(甲)>M(乙)，则气体的体积：甲＜乙【答案】C
【解析】等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲>
乙，A项错误；若M(甲)>M(乙)，则物质的量：甲＜乙，又因为气体体积相等，故气体摩尔体积：甲>乙，
B项错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，若M(甲)乙，C项正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，则甲、乙摩尔质量与气体的体积无关，即甲
＝乙，D项错误。
【举一反三】下列说法中正确的是( )
A．在一定温度和压强下，固体或液体物质体积大小只由构成粒子的大小决定
B．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同
C．在一定温度下，各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D．22 g CO 与标准状况下11.2 L HCl所含的分子数相同
2
【答案】D
【解析】在一定温度和压强下，固体或液体的体积主要取决于粒子数和粒子大小，故 A错误；决定气
体体积的因素是温度、压强、气体的分子数，不同的气体，体积不同，它们所含的分子数不一定不同，故
B错误；压强对分子间的距离有影响，该选项未指明压强，无法使用阿伏加德罗定律判断，故C错误；根
据公式求算n(CO)＝＝＝0.5 mol，n(HCl)＝＝＝0.5 mol，二者物质的量相等，所以分子数相等，故D正
2
确。
【变式探究】下列叙述中正确的是( )
①标准状况下，1 L HCl和1 L H O的物质的量相同
2
②标准状况下，1 g H 和14 g N 的体积相同
2 2
③28 g CO的体积为22.4 L
④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同
⑤同温同体积下，气体物质的物质的量越大，则压强越大
⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③ B.②⑤⑥
C.②③⑥ D.④⑤⑥
【答案】B
【解析】标准状况下，HO不是气体，而HCl为气体，所以虽然二者等体积，但物质的量不相同，①
2
错误；同样在④中所指的物质不一定是气体，④错误；标准状况下，1 g H 和14 g N 的物质的量均为0.5
2 2
mol，故体积相同，②正确；28 g CO的物质的量是1 mol，但条件不确定，所以体积不一定是 22.4 L，③
错误；同温同体积下，气体的压强与物质的量成正比，所以物质的量越大，压强越大，⑤正确；同温同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比，⑥正确。
