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第 04 讲 物质的量 气体摩尔体积
【化学学科素养】
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。
【必备知识解读】
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
物质的量作为研究微观粒子与宏观物质的桥梁，其单位摩尔后面应为确切的微粒名称或微粒符号，如
1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。物质的量描述的对象只能是微观粒子，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质。
(2)物质的量的规范表示方法
(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。
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。
3．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。
【关键能力拓展】
1．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)的物质中微粒数目(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。
(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
2.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。
【核心题型例解】
高频考点一 物质的量 摩尔质量
例1.下列说法正确的是
A． 的摩尔质量是16
B．摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
C．25℃和101kPa时，气体摩尔体积大于
D．1mol固态物质的体积主要取决于粒子之间的距离
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位是“g/mol”， 的摩尔质量是16 g/mol，故A错误；摩尔是物质的量的单
位，故B错误；0℃和101kPa时，气体摩尔体积为 ，25℃和101kPa时，气体摩尔体积大于
，故C正确；1mol固态物质的体积主要取决于构成这种物质的粒子的大小，故D错误；故选
C。
【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】下列叙述正确的是
A．硫酸的摩尔质量是98g B．0.012kg12C约含有6.02×1023个碳原子
C．1mol任何物质都含有6.02×1023个原子 D．常温常压下，1molO 的体积为22.4L
2
【答案】B
【解析】摩尔质量的单位是“g/mol”，硫酸的摩尔质量是98g/mol，故A错误；0.012kg12C约含有
6.02×1023个碳原子，故B正确；1mol任何物质都含有约6.02×1023个构成该物质的微粒，而不一定是原
子，故C错误；标准状况下，1molO 的体积约为22.4L，故D错误；故选B。
2
【举一反三】下列说法正确的是
A． 的摩尔质量是44g
B．温度相同，体积相同的 和 分子数一定相同
C．浓度相同的NaCl和NaClO溶液， 浓度均为
D．标准状况下，等物质的量的 和NO的体积之比等于1∶1
【答案】D
【解析】 的摩尔质量是44 ，A错误；在同温、同压、同体积的情况下， 和 分子数一
定相同，B错误；NaClO溶液中的阴离子是 ，而不是 ，且不知NaCl的浓度，无法确定Cl-浓度，C
错误；标准状况下，等物质的量的 和NO的体积相同，二者体积之比等于1∶1，D正确；故选D。
高频考点二 阿伏加德罗常数
例2． 是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．25℃、101kPa下，67.2L 溶于水后，转移的电子数为2
B．常温下，1 溶液中含有的阳离子数为C．42g 中含有非极性共价键的数目可能为3
D．2.2g 中含有的中子数为
【答案】C
【解析】25℃、101kPa不是标准状况，67.2L 的物质的量不是3mol，溶于水后，转移的电子数
不是2 ，故A错误；未说明1 溶液的体积，无法计算溶液中含有的阳离子数，故B错
误；42g 的物质的量为 =1mol，若 为环丙烷，其中含有3个非极性共价键，则1mol
中含有非极性共价键的数目可能为3 ，故C正确； 中含有12个中子，2.2g 的物质
的量为 =0.1mol，含有的中子数为1.2 ，故D错误；故选C。
【变式探究】N 表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是
A
A．1L0.1mol/L的氨水中含有0.1N 个OH-
A
B．标准状况下，2.24LCCl 所含分子数为0.1N
4 A
C．1molNa O 固体中含离子总数为3N
2 2 A
D．56g铁与足量盐酸反应，转移的电子数为3N
A
【答案】C
【解析】氨水中的一水合氨为弱电解质，不能完全电离，1L0.1mol/L的氨水中含有氢氧根离子个数小
于0.1N ，A错误；标准状况下，四氯化碳不是气体，2.24LCCl 的物质的量大于0.1mol，B错误；
A 4
1molNa O 中含有2mol钠离子和1mol过氧根离子，含离子总数为3N ，C正确；铁与盐酸反应生成
2 2 A
FeCl ，56gFe与足量盐酸反应，转移电子数为2mol，D错误；故选C。
2
【举一反三】设N 为阿伏加德罗常数。如图表示NO在Pt O+表面与CO反应转化成无害气体的过
A 2 2
程。下列说法正确的是
A．NO转化成无害气体时的催化剂是Pt O
2 2B．每1molPt O+转化为Pt O 失电子数为2N
2 2 A
C．将生成的CO 通入含大量SiO 、Na+、Cl-的溶液中，无明显现象
2
D．1gCO、NO的混合气体中含有电子数为1N
2 2 A
【答案】B
【解析】根据转化关系，NO转化N 时，Pt O+转化为Pt O ，则该过程的催化剂是Pt O+，故A错
2 2 2 2 2
误；根据转化关系，结合得失电子守恒，NO转化N 时，Pt O+转化为Pt O ，氧化还原反应方程式为：
2 2 2 2
NO+Pt O+=N +Pt O ，反应中氮元素由+1价得电子变为0价，1molN O转化为N 得到2mol电子，则每
2 2 2 2 2 2
1molPt O+转化为Pt O 失电子为2mol，数目为2N ，故B正确；将生成的CO 通入含大量SiO 、Na+、Cl-
2 2 A 2
的溶液中，碳酸的酸性大于硅酸，SiO +CO (少量)+H O=CO +H SiO↓，有白色沉淀生成，故C错误；
2 2 2 3
CO 和NO的摩尔质量都为44g/mol，一个分子中含有的电子数都为22个，则1gCO、NO的混合气体的
2 2 2 2
物质的量为 mol，含有电子数为 mol×22×N mol-1=0.5N ，故D错误；故选B。
A A
高频考点三 气体摩尔体积
例3. 设N 为阿伏加德罗常数的值，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况
A
下的体积V(L)是
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】ag该双原子分子的物质的量为 mol，该双原子分子的摩尔质量为 g/mol，所
以bg该气体在标准状况下的体积为 ×22.4Lmol-1= L，故选D。【变式探究】有X，Y两恒压密闭容器且X容积大于Y，X中充满CO气体，Y中充满 、 、
混合气体，同温同压测得两容器中气体密度相同。下列叙述正确的是
A．两容器中气体平均摩尔质量相同
B．Y中所含原子数更多
C．Y容器中， 、 和 的质量比可能为1∶7∶5
D．升温引燃Y中气体，Y中气体密度不变(此时水为水蒸气)
【答案】A
【解析】M=ρVm，同温同压下气体密度和气体摩尔体积都相同，则两容器中气体平均摩尔质量相
同，A正确；Y的体积小，所含分子数少，但甲烷中的原子数多又会使原子总数增加，两容器中所含原子
数无法比较，B错误；CO和N 的摩尔质量相等，则N 在Y中的含量可以是任意值，但CH 和O 混合的
2 2 4 2
平均摩尔质量必须与CO的摩尔质量相等，设CH、O 的物质的量分别为x、y，则16x+32y=28(x+y)，
4 2
，CH、O 质量比为 =1：6，C错误；恒压下，升温引燃后水为气态，CH+2O =CO +2H O的气
4 2 4 2 2 2
体总质量和总物质的量都不变，根据阿伏加德罗定律的推论可知气体的体积随温度升高而增大，则密度减
小，D错误；故选A。
【举一反三】下列叙述中正确的是
①标准状况下，1LHCl和1LHO的物质的量相同；
2
②标准状况下，1gH₂和14gN₂的体积相同；
③28gCO的体积为22.4L；
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同温同体积时，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】①在标准状况下，HCl为气体，而HO不是气体，因此等体积的HCl和HO的物质的量不相
2 2
同，①错误；②标准状况下，1 g H 和14 g N 的物质的量都是0.5 mol，由于在此条件下气体摩尔体积相
2 2
同，因此等物质的量的两种气体的体积也相同，②正确；③28 g CO的物质的量是1 mol，由于 气体所处
的外界条件，因此不能确定1 molCO的体积就是22.4 L，③错误；④若两种物质在标准状况下的状态不都
是气体，则两种物质尽管物质的量相同，但它们在标准状况下的体积也不相同，④错误；⑤在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，单位体积内气体分子数越多，则气体的压强就越大，⑤正确；⑥根据气体
的密度公式ρ= ，在同温同压下，气体摩尔体积相同，所以气体的密度与气体的相对分子质量成正
比，⑥正确；
综上所述可知：说法正确的是②⑤⑥；故选B。
高频考点四 阿伏加德罗定律及其应用
例4．在两个容积相同的容器中，一个盛有N 气体，另一个盛有C H 和CO的混合气体。在同温同压
2 2 4
下，两容器内的气体一定相同的物理量有几项
(1)分子数；(2)原子数；(3)质量；(4)中子数；(5)密度；(6)气体摩尔体积；(7)气体平均摩尔质量
A．4项 B．5项 C．6项 D．3项
【答案】B
【解析】(1)根据阿伏加德罗定律可知：在同温同压下，在两个容积相同的容器中，两容器内的气体分
子数相等，(1)正确；
(2)根据(1)分析可知：两个容器中气体分子数相等，但由于N、CO是双原子分子，但C H 分子中含有
2 2 4
6个原子，因此两个容器中原子数目一定不相等，(2)错误；
(3)N 、C H 和CO的相对分子质量都是28，因此两个容器中气体分子数目相等，则气体的物质的量相
2 2 4
等，因此两容器内的气体质量一定相等，(3)正确；
(4)两个容器中气体分子数目相等，但其中含有的中子数目不一定相等，(4)错误；
(5)两个容器的容积相等，气体的质量相等，则根据密度定义式可知气体的密度一定相等，(5)正确；
(6)在同温同压下，气体分子之间距离相等，气体分子数目相等，则气体摩尔体积也相等，(6)正确；
(7)两个容器中气体的相对分子质量相等，则在相同条件下气体平均摩尔质量也相等，(7)正确；
综上所述可知：说法正确的是(1)(3)(5)(6)(7)，共5项，故合理选项B。
【变式探究】下列叙述中，正确的是
A．同温同压下，等体积的 和 具有相同的分子数
B．等物质的量浓度的盐酸和硫酸中， 的物质的量浓度也相等
C．同温同压下，等质量的 和 物质的量之比为
D．标准状况下， 气体溶于 水形成的溶液物质的量浓度为
【答案】C【解析】同温同压下，由 可知，等体积的 气体和 气体的物质的量相等，但未告知是否
为气体状态，因此不确定是否具有相同的分子数，故A错误；盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，等物质
的量浓度的盐酸和硫酸中， 的物质的量浓度不相等，故B错误； 同温同压下，等质量的 和 物
质的量之比为 ： =11： ，故C正确； 标准状况下，22.4LHCl气体的物质的量是 ，溶于
水后形成的溶液的体积不是 ，无法计算其物质的量浓度，故D错误； 答案C。
【举一反三】常温下，向带有可移动活塞的密闭容器中分别充入 和 的混合气体和 ，停止充
气后，活塞恰好停在容器的 处。向 和 混合气体一侧加入足量 (固体体积可忽略)并持续电火
花引燃，充分反应恢复至起始温度，活塞两侧体积相同。下列说法正确的是
A．反应前 和混合气体原子个数比为
B． 与混合气体的密度可能相等
C．恢复至起始温度 固体增重量等于氢气的质量
D．反应前容器中 与 的物质的量之比为
【答案】C
【解析】同温同压下， ，原子数比为 ，A错误；同温同压下，
，密度不相等，B错误；根据反应方程式 ，，可以看出 固体增重量等于氢气的质量，C正确；燃烧后余下的O 和
2
H 体积相等，反应前同温同压下， 为1，O 为1，H 为3，反应前容器中 与 的物质的量之比为
2 2 2
，D错误；故选C。
