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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点03 物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积
知识精讲
一.物质的量(n)及其阿伏加德罗常数(NA)
二.摩尔质量(M)
三.物质体积大小的影响因素、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗定律
四.混合气体的平均摩尔质量(M )或平均相对分子质量的求解方法
课后精练
选择题:
25
题
非选择题:
5
题
建议时长:
45
分钟
实际时长: 分钟
一.物质的量(n)及其阿伏加德罗常数(NA)
1.物质的量(n)
(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体,单位为mol。
(2)数值:国际上规定,1 mol 粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C 所含的碳原子数相同,约为
6.02×1023。
(3)描述对象:微观粒子(如电子、质子、中子、分子、原子、离子等)或微观粒子的特定组合(如原子
团、官能团等)。
如:1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na+或钠离子
(4)使用注意事项:
①物质的量是一个专用名词,在表述时不可增减,不能将其理解成“物质的数量”或“物质的质
量”。
②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;如1 mol 氢
(不确切)和1 mol 大米(宏观物质)皆为错误说法。
③在化学方程式中,化学计量数不仅表示反应物和生成物之间微粒个数的关系,还可表示反应物和生
成物之间的物质的量的关系。
1
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如2H2+O2===2H2O,既可以理解成2 个氢分子与1 个氧分子反应生成2 个水分子,也可以说2 摩尔氢
气与1 摩尔氧气反应生成2 摩尔水。在化学方程式中,化学计量数之比等于微粒数之比,也等于物质的量
之比。
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)概念:1 mol 任何粒子所含的微粒数,通常用NA≈6.02×1023 mol-1表示。
(2)物质的量(n)、微粒数(N)与阿伏加德罗常数(NA)的关系为:
n=或N=n·NA或NA=。
(3)使用注意事项:阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单位,
其单位为“mol-1”,而6.02×1023只是一个近似值,它无单位。
二.摩尔质量(M)
1.摩尔质量(M)
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量,单位:g/mol。
(2)数值:当微粒的摩尔质量以g/mol 为单位时,在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。
2.物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系为:
n=或m=n·M 或M=。
3.概念区别:
摩尔质量、相对分子质量、1 mol 物质的质量在数值上是相同的,但三者的含义不同,单位不同。摩
尔质量的单位是g·mol-1,相对原子(分子)质量的单位是1,1 mol 物质的质量单位是g。如:钠的摩尔质量
为23 g·mol-1,钠的相对原子质量为23,1 mol 钠的质量为23 g。
三.物质体积大小的影响因素、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗定律
1.影响物质体积大小的因素
(1)粒子的大小——物质的本性)
(2)粒子间的距离——由温度与压强共同决定
(3)粒子的数目——物质的量的大小
【微点拨】①气体体积的主要影响因素:粒子的数目和粒子间的距离
②固体体积的主要影响因素:粒子的数目和粒子的大小
2.气体摩尔体积(Vm)
(1)概念:单位物质的量的气体所占有的体积(即一定温度和压强下,1mol 的气体所占的体积),单位
为L·mol-1(或L/mol)和m3/mol(或m3·mol-1)。
(2)特例:标准状况(0 ℃,101 kPa)下,Vm为22.4 L·mol-1,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
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(3)气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系为n=。
(4)使用注意事项:
①使用对象必须是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl
为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2、N2O4等在标准状况下均不为气体。
22.4 L·mol
②
-1的理解:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关;非标准状况下气体摩尔体积可能是
22.4 L·mol-1,也可能不是22.4 L·mol-1。故1 mol 气体的体积若为22.4 L,它所处的状况不一定是标准状
况,如气体在273 ℃和202 kPa 时,Vm也为22.4 L·mol-1。
3.阿伏加德罗定律
(1)含义: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。
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,即具有相同的
物质的量。
(2)阿伏加德罗定律的推论(理想气体状态方程为:pV=nRT)
由理想气体的状态方程结合物质的量的相关公式可以推出:
PV =nRT = m
M RT
pM =ρRT
[其中:p 为气体压强;V 为气体体积;n 为物质的量;R 为常数;T 为温度(单位为开尔文,符号是K);ρ
密度;M 摩尔质量;m 质量;N 气体的分子数]
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p 相同
V 1
V 2
=n1
n2
= N 1
N 2
同温同压下,任何气体的体积之比等于其物质的量之比,也
等于其分子数之比。
T、p 相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比。
T、V 相同
P1
P2
=n1
n2
= N 1
N 2
同温同体积时,任何气体的压强之比等于其物质的量之比,
也等于其分子数之比。
【注意事项】
①“任何气体”既包括单一气体,也包括混合气体。
②推论不必死记硬背,可由pV=nRT(理想气体状态方程)进行推导。
四.混合气体的平均摩尔质量(M )或平均相对分子质量的求解方法
1.混合气体的平均摩尔质量(M )的求解方法
3
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1混合气体的平均摩尔质量:
M=m总
n总
2根据混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量
①===M1a1%+M2a2%+…+Miai%
其中ai%=×100%,是混合气体中某一组分的物质的量分数。
②===M1b1%+M2b2%+…+Mibi%
其中bi%=×100%,是混合气体中某一组分的体积分数
(3)已知混合气体的密度:M =ρ混×224
2.计算气体摩尔质量的5 种方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=(定义式)
(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(NA):M=
推理过程:
特例
:已知一个分子的质量,则M=m(分子)×NA
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4 L·mol-1,ρ 的单位是g/L
推理过程:
如:标准状况下,0.4L 某气体的质量为1.143g,则该气体的相对分子质量为:M=ρ×22.4 = 22.4L·mol-1×
=64g·mol-1
(4)根据气体的相对密度(D=):=D(相对密度)
M1=M2×D(相对密度)
推理过程:
如:某气体对氧气的相对密度为2.5,则该气体的相对分子质量为:M1=d×M2=2.5×32=80
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式M=ρ×22.4(g·mol-1)、M1/M2=D、M=m/n、M=NA·m/N
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仍然成立。还可以用下式计算:
,a%、b%、c%指混合物中各成分
的物质的量分数(或体积分数)
1.(24-25 高三上·四川成都·阶段练习)设
为阿伏加德罗常数的值,如果a g 某气体的分子数为p,则
b g 该气在标准状况下的体积V(L)约为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】a g 某气体的分子数为p,则其摩尔质量为
,所以b g 气体在标准状况下的
体积为
;
故选A。
2.(2025·广东广州·模拟预测)设N ❑A为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.
中含有的极性共价键数目为
B.
与足量稀硝酸反应转移电子数为
C.标准状况下
的分子数为
D.
溶液中阴离子数为
【答案】A
【详解】A.4.6g 甲醚的物质的量为
,一个甲醚分子含有8 个极性共价键,则0.1mol
甲醚含有极性共价键的数目为0.8NA,A 正确;
B.硝酸是氧化性酸,Fe 与稀硝酸反应生成三价铁离子,5.6gFe 的物质的量为
,则反
应转移的电子数为0.3mol,B 错误;
C.标准状况下的三氧化硫是固体,不能用体积计算其分子数,C 错误;
D.1L
溶液中阴离子主要是
,有0.1mol 的阴离子,即0.1NA,由于碳酸根会水解生
成碳酸氢根和氢氧根,且水会电离出少量的氢氧根,故不能直接计算阴离子数,D 错误;
5
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答案选A。
3.(24-25 高三上·山东泰安·阶段练习)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(如图),下列说法中正确的是
A.气球①中装的是CH4
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∶
【答案】D
【详解】A.根据
,
,则气体体积与摩尔质量成反比,因此气球①中装的是SO2,故A 错
误;
B.根据
,得到气球①中分子数比气球③中气体分子数少,故B 错误;
C.气球①装的是SO2,气球④装的是CH4,根据
,
,气球①和气球④中气体物质的量之比
为1 4∶,故C 错误;
D.气球③装的是O2,气球④装的是CH4,根据密度之比等于摩尔质量之比,因此气球③和气球④中气体
密度之比为2 1∶,故D 正确。
综上所述,答案为D。
4.(24-25 高三上·山东泰安·阶段练习)某硫原子的质量是ag,12C 原子的质量是bg,若NA只表示阿伏加德
罗常数的数值,则下列说法中正确的是
①该硫原子的相对原子质量为
mg
②
该硫原子的物质的量为
mol
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
ag
④
该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③
B.②④
C.①②
D.②③
【答案】C
【详解】①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以
12C 原子质量的
,即
,正确;
mg
②
硫原子的个数为
,其物质的量为
mol,正确;
6
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③该原子的摩尔质量是aNA g/mol,不正确;
④一个硫原子所含电子数为16,则16NA为1 mol 硫原子所含电子数,不正确。
答案选C。
5.(23-24 高三上·海南·期末)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。试根据甲、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)>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),则气体体积:甲<乙
【答案】C
【详解】A.根据n=
,若M(甲)>M(乙),则n(甲)<n(乙),则气体的分子数:甲<乙,A 错误;
B.根据n=
,若M(甲) <M(乙),则n(甲) >n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相
等,气体摩尔体积Vm=
,则气体摩尔体积:甲<乙,B 错误;
C.根据n=
,若M(甲) <M(乙),则n(甲) >n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相
等,温度相同,由PV=nRT 可知,气体的压强:甲>乙,C 正确;
D.气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,D 错误;
故选C。
6.(24-25 高三上·河北邯郸·阶段练习)向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,下列有关这三
种气体的叙述中正确的是
A.温度、压强相同时,三种气体的密度关系:
B.质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积关系:
C.温度、密度相同时,三种气体的压强关系:
D.温度、压强、体积均相同,三种气体的质量关系:
【答案】C
【详解】A.由PV=nRT 可推知,PM=ρRT,可知温度、压强相同时,气体密度和摩尔质量成正比,则密
度:
,A 错误;
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B.由A 可知,温度、压强相同时,密度:
,根据公式ρ=
,质量相同,则体积:
H2>Ne>O2,B 错误;
C.根据PM=ρRT 知,温度、密度相同时,气体的压强与摩尔质量成反比,则温度、密度相同时,压强:
,C 正确;
D.由PV=nRT 可知,温度、压强、体积均相同,气体物质的量相同,根据公式m=nM,质量:
H2<Ne<O2,D 错误;
故选C。
7.(23-24 高三上·北京大兴·期中)用
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.Fe 的摩尔质量是56g
B.0.2mol
分子中含有的电子数目为
C.
溶液中
数目为
D.标准状况下,11.2L
的物质的量为0.5mol
【答案】B
【详解】A.摩尔质量的单位为g/mol,故A 项错误;
B. 1molNH3中含有10mol 电子,则0.2molNH3中含有2mol 电子,电子数目为2NA,故B 项正确;
C.缺少溶液体积,无法计算Cl-的数目,故C 项错误;
D.标准状况下,H2O 为液体,故D 项错误;
故本题选B。
8.(2015·辽宁沈阳·一模)三种气体X、Y、Z 的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),
下列说法正确的是
A.三种气体密度最小的是X
B.分子数目相等的三种气体,质量最大的是Y
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.20 ℃时,若2 mol Y 与1 mol Z 体积相等,则Y、Z 气体所承受的压强比为2 1∶
【答案】D
【详解】A、根据密度等于质量比体积计算,气体处在相同的条件下,密度和相对分子质量成正比,三种
气体密度最小的是X,但温度压强不定,所以密度无法判断,不选A;
B、根据质量等于物质的量乘摩尔质量计算,分子数相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的
Z,错误,不选B;
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C、气体的物质的量与温度和压强有关,没有说明是在标况下,不能确定22.4 升气体就为1 摩尔,错误,
不选C;
D、若20 ℃时,若2 mol Y 与1 mol Z 体积相等,则二者的物质的量比是2:1,则同温同压下的气体的物质
的量之比等于压强比,所以正确;
答案选D。
9.(2024 高三下·全国·专题练习)“84”消毒液、明矾、高铁酸钾(K2FeO4)、臭氧等都可以作水处理剂,
已知“84”消毒液中的有效成分为NaClO,下列有关说法正确的是
A.若有1mol 高铁酸钾转化成氢氧化铁沉淀,则转移6×6.02×1023个电子
B.常温常压下,32gO2、O3的混合气体所含原子数小于2×6.02×1023
C.500mL2mol/L 明矾溶于水得到的氢氧化铝胶体粒子数为6.02×1023
D.7.45gNaClO 中ClO-含有的电子总数为26×6.02×1022
【答案】D
【详解】A. 1mol 高铁酸钾转化成氢氧化铁沉淀,铁的化合价由+6 价降低到+3 价,得到3mol 电子,所以
转移的电子数为3×6.02×1023,故A 不选;
B. 32gO2、O3的混合气体可以看做是32g 氧原子,即2mol 氧原子,所以所含原子数等于2×6.02×1023,故B
不选;
C. 500mL2mol/L 明矾中含1molAl3+,1 个氢氧化铝胶体粒子是由多个Al(OH)3聚合而成,所以氢氧化铝胶
体粒子数小于6.02×1023,故C 不选;
D. 7.45gNaClO 即0.1molNaClO,1 个ClO-中含有的电子数为26 个,所以0.1mol 中ClO-含有的电子总数为
26×6.02×1022,故D 选。
故选D。
10.(24-25 高三上·福建厦门·阶段练习)标准状况下有以下四种气体:①6.72 L CH4
3.01×10
②
23个HCl 分
子 ③13.6 g H2S
0.2 mol NH
④
3。下列关系不正确的是
A.体积:④<
<
<
①③②
B.质量:④<
<
<
①③②
C.物质的量:①<
<
<
②③④
D.氢原子数:②<
<
<
④③①
【答案】C
【详解】A 项、由阿伏加德罗定律可知,在相同的外界条件下,气体的物质的量越多,气体的体积越大,
则气体的体积关系是:④<①<③<②,故A 正确;
B 项、由m=n·M 可知气体的质量①0.3mol×16g/mol=4.8g,②0.5mol×36.5g/mol=18.25g,③0.4mol×34g/
mol=13.6g,④ 0.2mol×17g/mol=3.4g,则质量关系是:④<①<③<②,故B 正确;
C 项、气体的物质的量关系是:②>③>①>④,故C 错误;
D 项、由N=nNA可知氢原子数①0.3×5NA=1.5NA,②0.5×2NA=NA,③0.4×3NA=1.2NA,④
0.2×4NA=0.8NA,则氢原子数关系是: ②<④<③<①,故D 正确;
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故选C。
11.(24-25 高三上·山东济南·阶段练习)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方
面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如
。设
是阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.
中含有
键的数目为
B.
的
溶液中,
的数目为
C.
与足量
在催化剂作用下合成氨,生成的
分子数为
D.
质量分数为
的
溶液中,氧原子总数为
【答案】A
【详解】A.
中含有
键的数目为
,A 正确;
B.无溶液体积,不能计算,B 错误;
C.合成氨是可逆反应,生成的
分子数小于
,C 错误;
D.水中还含有氧原子,则
,D 错误 ;
答案选A。
12.(23-24 高三上·河南信阳·阶段练习)一定温度和压强下,30L 某种气态纯净物中含有6.02×1023个分
子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法不正确的是
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22.4L
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1molO2在该条件下的体积也为30L
【答案】A
【详解】A.经分析气体的摩尔体积是30L/mol,该温度和压强不是标准状况,故A 错误;
B.标准状况下该纯净物若为气态,摩尔体积为22.4L/mol,该物质含有6.02×1023个分子是1mol,其体积
约是22.4L,故B 正确;
C.6.02×1023个分子,由1.204×1024个原子组成,说明该分子中有两个原子,故C 正确;
D.在此条件下气体的摩尔体积是30L/mol,若O2在该条件下为气态,则1molO2在该条件下的体积也为
30L,故D 正确;
答案选A。
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13.(2024 高三·全国·专题练习)常温下,某氮的气态氧化物15.6 L 与过量的氢气混合,在一定条件下反
应,使之生成液态水和无污染的气体单质。恢复到原状态,反应后气体体积比反应前气体体积减小了46.8
L,则原氮的氧化物的化学式为
A.N2O3
B.NO2
C.NO
D.N2O
【答案】A
【详解】设该氮氧化合物的分子式为N2Ox,则化学方程式为N2Ox+xH2=N2+xH2O,相同条件下参加反应
的气体的体积之比等于其物质的量之比也等于其化学计量数之比,可得
,则1∶x=15.6
L 46.8 L
∶
,x=3,所以其化学式为N2O3,故选A。
14.(24-25 高三上·陕西汉中·阶段练习)氮化硅
常用作飞船返回舱耐高温结构材料,可由石英和
焦炭在高温的氮气中通过以下反应制备:
。设
为阿伏加德罗常数的
值。下列说法正确的是
A.
是制太阳能电池的主要材料
B.
中
共价键的数目为
C.
由
和
组成的混合气体含有的电子数为
D.上述反应中,每消耗
,最多生成
分子数为
【答案】C
【详解】A.Si 是太阳能电池的主要材料,SiO2是制光导纤维的主要材料,A 错误;
B.60gSiO2中Si-O 共价键的数目为
×4×NA/mol=4NA,B 错误;
C.14g 由N2和CO 组成的混合气体含有的电子数为
×14×NA/mol=7NA,C 正确;
D.题目未给标准状况,无法使用22.4L/mol 计算气体的物质的量,D 错误;
故答案为:C。
15.(24-25 高三上·天津武清·阶段练习)下列叙述中正确个数的是
①标准状况下,
个分子所占体积约是
;
②
水解形成氢氧化铁胶体粒子的数目为
;
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③两种物质的物质的量相同,则它们在标况下的体积相同;
④
水的摩尔质量是
水的摩尔质量的2 倍;
⑤足量
和质量相等的
在常温和加热条件下反应,转移的电子数相等;
⑥等物质的量的
与
投入等量且足量水中充分反应后所得溶液的物质的量浓度相等;
⑦取
和
混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重
,能测定混合
物中
质量分数。
A.2 个
B.3 个
C.4 个
D.5 个
【答案】A
【详解】①标况下,6.02×1023个分子为1mol,但是1mol 物质体积不一定为22.4L,如标况下1molH2O 的
体积就小于22.4L,①错误;
②假设1molFeCl3完全水解生成1mol 氢氧化铁,但是1 个氢氧化铁胶粒中含有多个Fe(OH)3,故氢氧化铁
胶粒的数目小于NA,②错误;
③两种物质的物质的量相同,其在标况下体积不一定相同,如H2O 和O2物质的量时,标况下水不是气
体,O2是气体,O2体积大于水,③错误;
④水的摩尔质量为18g/mol,2mol 水和1mol 水摩尔质量都是18g/mol,④错误;
⑤足量氧气与质量相等的Na 在常温下反应生成Na2O,在加热条件下反应生成Na2O2,因为钠的物质的量
相同且都失去一个电子从0 价到+1 价,因此转移电子数相等,⑤正确;
Na
⑥
2O+H2O=2NaOH,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,等物质的量的Na2O 和Na2O2与水反应消耗等物质的量
的水且生成等物质的量的NaOH,故反应后溶液的物质的量浓度相等,⑥正确;
Na
⑦
2CO3、NaHCO3与硫酸反应生成的气体中除了CO2还有H2O,碱石灰增重的质量bg 包含了CO2和H2O
的质量,根据已知条件无法计算出碳酸钠的质量分数,⑦错误;
正确的为⑤⑥,答案选A。
16.(24-25 高三上·江西赣州·开学考试)稀有气体的不活泼性是相对的,在一定条件下它们也可和某些物
质(如F2等)发生化学反应。若将1.5mol Xe 和7.5mol F2加入一定体积的容器中,于400℃和2633kPa 压强
下加热数小时,然后迅速冷却至25℃,容器内除得到一种无色晶体外,还余下4.5mol F2。则所得产物
中,氙与氟的原子个数比和该产物的分子式的说法正确的是
A.1:2 XeF2
B.1:4 XeF4
C.1:2 Xe2F4
D.1:4 无法确定分子式
【答案】D
【详解】根据质量守恒定律解题.
7.5moL 氟气反应剩余4.5mol 氟气,反应了3mol 氟气,
1.5molXe 与3moL 氟气反应生成物中Xe 原子与氟原子物质的量之比为1.5:(3×2)=1:4,故产物的最简式
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为XeF4,分子式无法确定,
故选:D。
17.(2024·浙江·模拟预测)工业上用
(分子结构:
)与甲烷为原料制备
,发生反
应:
。设
为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.
中
键和
键数量之比为
B.
既是氧化剂又是还原剂
C.生成标准状况下的
气体
,断开
键数为
D.若该反应转移电子数
,则被还原的
有
【答案】C
【详解】A.CS2的结构为:
,一个双键中含有一个σ 键、一个π 键,因此1molCS2中含有2molσ 键
与2molπ 键,因此σ 键与π 键数量比为1:1,故A 错误;
B.反应中C 元素化合价由CH4中-4 价升至CS2中+4 价,CH4做还原剂,S 元素化合价由0 价降至-2 价,S8
做氧化剂,故B 错误;
C.标准状况下,11.2LH2S 为0.5mol,1 个S8中含有8 个S-S 键,根据
可知,每生成
0.5molH2S 消耗0.125molS8,断裂1molS-S 键,即断开
键数为
,故C 正确;
D.CH4中-4 价升至CS2中+4 价,有
,反应转移8NA个电子,即每消耗1 molCH4,甲烷化
合价升高,是被氧化,故D 错误;
故答案选C。
18.(24-25 高三上·福建三明·阶段练习)现有14.4 g CO 和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约
为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是( )
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH 溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO 和CO2的体积比为1 1∶
【答案】A
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【详解】由题意知,n(CO)×28 g·mol-1+n(CO2)×44 g·mol-1=14.4 g、n(CO)+n(CO2)==0.4 mol,联立两
式解得:n(CO)=n(CO2)=0.2 mol。A 错,混合气体的总物质的量为0.4 mol,则所含碳原子总数为0.4NA;
B 对,混合气体通过NaOH 溶液时,CO2被吸收,气球中收集到的气体是CO,其物质的量为0.2 mol,故
在标准状况下的体积为4.48 L;C 对,NaOH 溶液吸收CO2生成Na2CO3和H2O,则NaOH 溶液增加的质量
即为CO2的质量,应为0.2 mol×44 g·mol-1=8.8 g;D 对,相同温度和压强下,气体的体积之比等于其物质
的量之比,则CO 和CO2的体积之比等于0.2 mol 0.2 mol
∶
=1 1∶。
19.(2023·青岛模拟)下列判断正确的是( )
A.同温、同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L 以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol 氯气和足量NaOH 溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温、常压下,22.4 L 的NO2和CO2混合气体含有2NA个O 原子
【答案】B
【详解】同温、同压下,相同体积的氮气和氦气的物质的量相同,而氮气分子为双原子分子,氦气分子为
单原子分子,所以二者含有的原子数不相等,A 错误;标准状况下5.6 L 任意气体的物质的量为=0.25
mol,氯气分子和氧气分子都是双原子分子,所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA,B
正确;1 mol 氯气与足量氢氧化钠溶液反应会生成1 mol 氯化钠和1 mol 次氯酸钠,转移1 mol 电子,转移
的电子数为NA,C 错误;不是标准状况,不能使用22.4 L·mol-1计算混合气体的物质的量,D 错误。
20.(24-25 高三上·浙江金华·阶段练习)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.CO2的摩尔质量为44 g
B.1 L 0.5 mol·L-1 K2SO4溶液中含有K+的质量为78 g
C.常温常压下,22.4 L O2含分子数为NA
D.16 g CH4中含有氢原子的总数为4NA
【答案】D
21.(24-25 高三上·福建泉州·阶段练习)下列叙述正确的是( )
A.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA(2018·全国卷Ⅰ,10B)
B.同温同压下,O2和CO2的密度相同(2020·北京,5A)
C.标准状况下,2.24 L 乙醇中碳氢键的数目为0.5NA(2017·浙江4 月选考,22A)
D.22.4 L(标准状况)氮气中含7NA个中子(2020·全国卷Ⅲ,9A)
【答案】A
【详解】氩气(18Ar)是单原子分子,标况下22.4 L 氩气是1 mol,其中含有的质子数是18NA,A 正确;同温
同压下,=,所以=,不相同,B 错误;标况下,乙醇为非气体,C 错误;标况下,22.4 L(即1 mol) N2分
子中含中子数为(14-7)×2NA=14NA,D 错误。
22.(24-25 高三上·上海静安·阶段练习)偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为
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航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C.1 mol 偏二甲肼分子的质量为60 g·mol-1
D.6 g 偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
【答案】B
【详解】偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·mol-1,A 错误;6.02×1023个偏二甲肼分子约为1 mol,其质量约为
60 g,B 正确;6 g 偏二甲肼的物质的量为=0.1 mol,含有的分子数为0.1NA,D 错误。
23.(24-25 高三上·江西鹰潭·阶段练习)同温同压下,A 容器中盛有H2,B 容器中盛有NH3,若使它们所
含的原子数相等,则两个容器的容积之比是( )
A.2 1∶
B.1 5∶
C.2 3∶
D.5 1∶
【答案】A
【详解】假设二者物质的量分别为x mol 和y mol,则H2含2x mol 原子,NH3含4y mol 原子,有2x=
4y,x∶y=2 1∶,同温同压下体积比也为2 1∶。
24.(2021·河北卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
B.1 mol 碘蒸气和1 mol 氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA
C.电解饱和食盐水时,若阴、阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA
D.1 L 1 mol·L-1溴化铵水溶液中NH 与H+离子数之和大于NA
【答案】C
【详解】22.4 L(标准状况)氟气的物质的量为1 mol,则其所含的质子数为18NA,A 说法正确;反应H2+I2
2HI 为可逆反应,则1 mol H2和1 mol I2充分反应生成的HI 分子数小于2NA,B 说法正确;电解饱和
食盐水时,阴、阳两极产生的n(H2)∶n(Cl2)=1 1∶,当H2和Cl2的总质量为73 g 时,产生2 g H2、71 g Cl2,则
H2的物质的量为1 mol,Cl2的物质的量为1 mol,转移电子数为2NA,C 说法错误;溴化铵水溶液中存在电
荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Br-)+c(OH-),c(Br-)=1 mol·L-1,则c(NH)+c(H+)>1 mol·L-1,故1 L 1 mol·L-1溴
化铵水溶液中NH 与H+离子数之和大于NA,D 说法正确。
25.(24-25 高三上·河北邯郸·阶段练习)Al 遇到极稀的硝酸发生反应:8Al+30HNO3===3NH4NO3+
8Al(NO3)3+9H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.反应中每消耗2.7 g 金属Al,转移的电子数为3NA
B.1 mol NH 含有的质子数为10NA
C.1.0 g 由HO 与D2O 组成的混合物中所含有的中子总数为0.5NA
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D.0.1 mol·L-1Al(NO3)3溶液中,所含阳离子数目为0.1NA
【答案】C
【详解】A 项,该反应转移电子情况:8Al+30HNO3===3NH4NO3+8Al(NO3)3+9H2O ~24e-。反应中每消
耗2.7 g 金属Al,物质的量为0.1 mol,则转移的电子数为0.3NA,错误;B 项,一个NH 含有质子数7+4=
11,1 mol NH 含有的质子数为11NA,错误;C 项,HO 分子含有中子数10,D2O 分子含有中子数10,HO
摩尔质量为20 g/mol,与摩尔质量同为20 g/mol 的D2O 组成的混合物,平均摩尔质量是20 g/mol,1.0 g 该
混合物物质的量为0.05 mol,所含有的中子总数为0.5NA,正确;D 项,未给出该溶液的体积,无法计算阳
离子数目,错误。
26.(24-25 高三上·海南三亚·阶段练习)按要求解答下列问题。
(1)已知标准状况下,气体A 的密度为2.857 g·L-1,则气体A 的相对分子质量为______,可能是____气体。
(2)CO 和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为11.2 L(标准状况),则
①混合气体在标准状况下的密度是_________________g·L-1。
②混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),若所得气体对H2的相对密度为d,则
该混合气体的平均相对分子质量为________,混合气体的物质的量为________,NH4HCO3的摩尔质量为
________(用含m、d 的代数式表示)。
【答案】(1)64 SO2 (2)
1.61
①
②36 (3)2d mol 6d g·mol-1
【解析】
(1)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1。
(2)2CO+O2=====2CO2,CO 的体积与生成CO2的体积相等,故18 g CO 和CO2的混合气体的总体积为11.2
L,在标准状况下,该混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO 的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y
mol,
则,解得x=0.25,y=0.25。
①混合气体的密度为≈1.61 g·L-1。
②解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
(3)根据密度之比等于相对分子质量之比,NH3、CO2、H2O(g)的平均相对分子质量为2d,由n=得n 混=
mol,根据化学方程式NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O↑,NH4HCO3 的物质的量为× mol= mol,所以
NH4HCO3的摩尔质量为 g·mol-1=6d g·mol-1。
27.(24-25 高三上·贵州六盘水·阶段练习)如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a 和b 分成
甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置
如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
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(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为___________________________________________。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl 常温下是固体),如果将隔板a 去掉,当HCl 与NH3完全反
应后,隔板b 将静置于刻度“______”处(填数字)。
【答案】(1)1 (2)11 (3)11 (4)2
【解析】(1)同温同压下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲室中气体的物质的量为=1
mol。(2)乙室中HCl 气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=
11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol,质量为11 g,平均摩尔质量为11 g·mol-1,则甲室中NH3、H2的
平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x,氢气的物质的量为y,根据其物质的量、质量列
方程组为x+y=1 mol,17 g·mol-1×x+2 g·mol-1×y=11 g,可得x=0.6 mol、y=0.4 mol;如果将隔板a 去掉,
0.6 mol HCl 与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,同温同压下,气
体的体积之比等于其物质的量之比,所以隔板b 将会左移至刻度“2”处。
28.(24-25 高三上·湖南郴州·阶段练习)填写下列空白。
(1)将等物质的量的NH3和CH4混合,混合气体中NH3与CH4的质量比为________。
(2)标准状况下,密度为0.75 g·L-1的NH3与CH4组成的混合气体中,NH3的体积分数为________。
(3)已知a g A 和b g B 恰好完全反应生成0.2 mol C 和d g D,则C 的摩尔质量为_____________。
(4)现有下列三种气体:①32 g CH4;②约含有6.02×1023个HCl 分子的氯化氢气体;③标准状况下33.6 L
O2。请按物理量由小到大的顺序排列:
a .质量:_____________________________________________________________________( 填序号,下
同);
b.分子数目:_________________________________________________________________;
c.相同状况下气体的体积:______________________________________________________。
【答案】(1)17 16
∶
(2)80% (3)5(a+b-d)g·mol-1 (4)a.
<
<
①②③ b.②<
<
③① c.②<
<
③①
【解析】(2)标准状况下,混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1=16.8 g·mol-1,设NH3的体
积分数为x,则17x+16(1-x)=16.8,解得x=0.8,即80%。(3)根据元素质量守恒,C 的质量为(a+b-
d)g,则C 的摩尔质量为=5(a+b-d) g·mol-1。(4)
32 g CH
①
4的物质的量为2 mol;②约含有6.02×1023个
HCl 分子的氯化氢气体的物质的量为1 mol,其质量为36.5 g;③标准状况下33.6 L O2 的物质的量为1.5
mol,其质量为32 g·mol-1×1.5 mol=48 g。a.根据上述分析可知,三种物质的质量大小为①<
<
②③。b.根据
N=n·NA可知,气体分子数与其物质的量成正比,气体的物质的量大小为②<
<
③①,则三种气体含有分子
数目大小为②<
<
③①。c.根据V=n·Vm可知,相同条件下气体的体积与其物质的量成正比,气体的物质的量
大小为②<
<
③①,则三种气体的体积大小为②<
<
③①。
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29. (24-25 高三上·河南郑州·阶段练习)某研究性学习小组同学为了探究“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”,他们以教材中相关【科学探究】为基础,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H2O 的质量
H2体积
O2体积
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H2、O2的物质的量分别是________ mol、________ mol。
(2)该温度下,气体摩尔体积是________。
(3)下列叙述不正确的是________(填字母)。
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 O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol-1
C.同温、同压下,2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同
D.该实验条件下,O2的密度为1.287 g·L-1
【答案】(1)0.1 0.05 (2)24.86 L·mol-1 (3)B
【解析】(1)4 分钟时水槽中H2O 减轻的质量为300 g-298.2 g=1.8 g,根据反应:2H2O=====2H2↑+O2↑可
知,消耗1.8 g(0.1 mol)H2O 得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。(2)0.05 mol O2的体积为1.243 L,所以气体摩尔
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O2
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
mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同,C 项正确;该实验条件下,1 mol O2的体积为24.86 L、质
量为32 g,则O2的密度为=1.287 g·L-1,D 项正确。
30. (24-25 高三上·北京东城·阶段练习)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(Vm)。
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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)
m1
m2
量液管(C)体积(mL)
V1
V2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积:Vm=________。
【答案】
Ⅰ.(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应产生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
【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++3H2↑。(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。
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Vm= L/mol。
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