文档内容
第 1 讲 物质的量 气体摩尔体积
【学科核心素养】
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。
【核心素养发展目标】
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。
【知识点解读】
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。
【随堂检测】据央视2021年3月28日新闻报道，截止到2020年年底，我国累计开通60万个5G基
站，需大量光纤连接各种基站，至少需要几亿芯公里。光缆的主要成分为SiO。下列叙述正确的是( )
2
A．SiO 的摩尔质量为60
2
B．标准状况下，15 g SiO 的体积为5.6 L
2
C．SiO 中Si与O的质量比为7∶8
2
D．相同质量的SiO 和CO 中含有的氧原子数相同
2 2
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位为g·mol－1，A项错误；标准状况下SiO 为固体，B项错误；SiO 中Si与O
2 2
的质量比为28∶32＝7∶8，C项正确；SiO 和CO 的摩尔质量不同，D项错误。
2 2
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。
【随堂检测】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O 和H 的物质的量之比为16∶1
2 2
C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等
D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比
【答案】D
【解析】本题考查阿伏加德罗定律及推论，注意气体摩尔体积的适用范围和适用条件，其为易错点。
A项，未指明气体，错误；B项，假设质量都是1 g，n(O )∶n(H )＝ mol∶ mol＝1∶16，错误；C项，未限定
2 2
温度与压强，无法判断。
【典例剖析】
高频考点一 物质的量 摩尔质量
例1.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
【答案】 B
【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
【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】 物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算(设N 为阿伏加德罗常数的
A
值)：
(1)2.3 g乙醇含有________个H原子，所含共价键的物质的量为________，其中官能团羟基所含的电
子数为________。
(2)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl－ ，则此氯化物的摩尔质量为________。
(3)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe O 恰好完全反应(生成Fe与CO)后，生成Fe的质量为________
2 3 2
g，转移的电子数目为________。
【解析】(1)2.3 g乙醇的物质的量为＝0.05 mol，0.05 mol乙醇分子中含有H原子的物质的量为0.05
mol×6＝0.3 mol，含有H原子数为0.3N ；1个乙醇分子共含有8个共价键，则0.05 mol乙醇分子中含共价
A
键的物质的量为0.05 mol×8＝0.4 mol；0.05 mol乙醇分子中含0.05 mol 羟基，0.05 mol羟基含有电子的物
质的量为9×0.05 mol＝0.45 mol，含有电子数为0.45N 。(2)9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl－，
A
则该氯化物的物质的量为0.1 mol，则此氯化物的摩尔质量为＝95 g·mol－1。(3)标准状况下6.72 L一氧化碳
的物质的量为＝0.3 mol，0.3 mol CO完全反应生成二氧化碳失去的电子的物质的量为0.3 mol×(4－2)＝0.6
mol，转移电子的数目为0.6N ，根据电子守恒，反应生成铁的物质的量为＝0.2 mol，质量为56 g·mol－
A
1×0.2 mol＝11.2 g。
【答案】(1)0.3N 0.4 mol 0.45N (2)95 g·mol－1 (3)11.2 0.6N
A A A
高频考点二 阿伏加德罗常数
例2．下列关于阿伏加德罗常数的说法错误的是( )
A．6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B．0.012 kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D．1 mol 氨气所含的原子数约为2.408×1024
【答案】A
【解析】阿伏加德罗常数(N )是一个物理量，其单位是mol－1，其基准量为0.012 kg 12C中所含的碳原
A
子数，近似数值为6.02×1023。
【变式探究】设N 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A
A．1 mol NH所含的质子数和电子数都为10N
A
B．N 个微粒就是6.02×1023个微粒
A
C．0.1 mol硫酸中含有的原子总数为0.7N
A
D．1 mol CO所含电子数是28N
A【答案】C
【解析】1 mol NH含有9N 个质子和10N 个电子，A错误；N 的近似值为6.02×1023，B错误；硫酸
A A A
的分子式为HSO ，每个硫酸分子中含有7个原子，所以0.1 mol硫酸中含有的原子总数为0.7N ，C正
2 4 A
确；每个CO分子含有14个电子，所以1 mol CO所含电子数是14N ，D错误。
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】2021年北京奥林匹克化学竞赛中，某参赛队同学为了探究“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”，他们设计了如下实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
【部分实验数据】
温度 压强 时间 水槽中HO的质量 H 体积 O 体积
2 2 2
30℃ 101 kPa 0 300 g 0 0
30℃ 101 kPa 4分钟 298.2 g 1.243 L
请回答下列问题：
(1)4分钟时H、O 的物质的量分别是________mol、________mol。
2 2
(2)该温度下，气体摩尔体积是____________。
(3)下列叙述不正确的是____________。
A．气体摩尔体积与气体的温度相关
B．在该实验条件下，3 mol O 的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1
2
C．同温、同压下，2 mol CO、CO 混合气体和2 mol O 的体积相同
2 2
D．该实验条件下，O 的密度为1.287 g·L－1
2
【解析】(1)4分钟时水槽中HO减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2HO=====2H↑＋
2 2 2
O↑可知，消耗1.8 g(0.1 mol)H O得到0.1 mol H 、0.05 mol O 。(2)0.05 mol O 的体积为1.243 L，所以气体
2 2 2 2 2
摩尔体积为＝24.86 L·mol－1。(3)在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温
度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol，所以该实验条件下
O 的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以
2
2 mol CO、CO 混合气体和2 mol O 的体积相同，C项正确；该实验条件下，1 mol O 的体积为24.86 L、
2 2 2
质量为32 g，则O 的密度为＝1.287 g·L－1，D项正确。
2
【答案】(1)0.1 0.05 (2)24.86 L·mol－1 (3)B
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。
【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。
