第04講物質(zhì)的量氣體摩爾體積

考情

1.了解物質(zhì)的量及其單位摩爾質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)的含義與應(yīng)用，利用物質(zhì)的量將宏觀的物理量與微

觀粒子的個數(shù)聯(lián)系起來，并能從宏觀和微觀結(jié)合的視角分析解決問題。

2.能從物質(zhì)的吊:的角度認(rèn)識物質(zhì)的組成及變化，建立物質(zhì)的審、物質(zhì)的質(zhì)吊:和微觀粒了數(shù)之間計(jì)算的思

維模型。

3.能從宏觀和微觀相結(jié)合的角度理解影響物質(zhì)體積大小的因素，知道氣體摩爾體積的含義，能敘述阿伏

加德羅定律的內(nèi)容。

4.能基于物質(zhì)的量認(rèn)識物質(zhì)的組成及變化，建立〃、〃?、16之間計(jì)算的模型，熟悉阿伏加德羅定律的應(yīng)

用。

【核心素養(yǎng)分析】

1.宏觀辨識與微觀探析：認(rèn)識物質(zhì)的最是聯(lián)系宏觀物質(zhì)和微觀粒子的重要工具，能從宏觀和微觀相結(jié)合

的視角分析與解決實(shí)際問題。

2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：在有關(guān)物質(zhì)的最計(jì)算過程中，通過分析、推理等理解計(jì)算的方法，建立阿伏加

德羅常數(shù)、氣體摩爾體積等題目解答的模型。

⑥考點(diǎn)梳理

知識點(diǎn)一物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量

1.物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)

(I)基本概念間的關(guān)系

(2)物質(zhì)的量的規(guī)范表示方法

國molH2SO4

數(shù)值單位指定微粒符號或微粒名稱

(3)物質(zhì)的量與粒子數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)之間的關(guān)系為〃=N/NA.

【特別提醒】

(1)摩爾后面應(yīng)為確切的微粒名稱；如1mol氫(不確切)和1mol大米(宏觀物質(zhì))皆為錯誤說法。

(2)物質(zhì)的量是物理量，摩爾是物質(zhì)的量的單位，不是物理昂:。

(3)6.02x1023是個純數(shù)值，沒有任何物理意義，而阿伏加德羅常數(shù)(M)是指1mol任何微粒所含的粒子數(shù),

它與0.012kg,2C所含的碳原子數(shù)相同，數(shù)值約為6.02x1023。

2.摩爾質(zhì)量

(1)單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。常用的單位是gmoFL公式：M=羨。

(2)數(shù)值：以g-molr為單位時(shí)，任何粒子的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上都等于該粒子的相對分子(原子)質(zhì)量。

【易錯瞥示】

(1)物質(zhì)的量是計(jì)量微觀粒子“集體”的物理量，只適用于微觀粒子(即分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、

電子等)，不適用于宏觀物質(zhì)。

(2)摩爾質(zhì)量、相對原子(或分子)質(zhì)量的含義不同，不是同一個物理量。二者單位也不同，摩爾質(zhì)量的單

位是gmor1或kg-mol1,相對原子(或分子)質(zhì)量的單位為1。

(3)對具體的物質(zhì)，其摩爾質(zhì)量是確定的，不隨物質(zhì)的量的多少而變化，也不隨物質(zhì)的聚集狀態(tài)而變化。

知識點(diǎn)一氣體摩爾體積阿伏加德羅定律

1.影響物質(zhì)體積的因素

(I)微粒的大小(物質(zhì)的本性)

(2)微粒間距的大小(由溫度與壓強(qiáng)共同決定)

(3)微粒的數(shù)目(物質(zhì)的量的大小)

2.氣體摩爾體積

(1)定義：一定溫度和壓強(qiáng)下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，符號為%1。

(2)常用單位:L/mol(或L

(3)數(shù)值：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(指溫度為()℃,壓強(qiáng)為101kPa)約為22.4L?m指「0

(4)計(jì)算公式：Vm=^p

(5)影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的，它決定于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)。

【誤區(qū)警示】氣體摩爾體積(22.4L-molr)應(yīng)用的“五大誤區(qū)”

(1)使用“條件”是標(biāo)準(zhǔn)狀況，即0C、101kPa,而不是常溫、常壓。

(2)使用對象必須是氣體物質(zhì)，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體而又常在題

中出現(xiàn)的物質(zhì)有：SO3、乙醇、水、己烷、CCL等。

⑶標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積約為22.4LmoF1,其他條件下匕一般不是22.4L.moF'o

(4)22.4L氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的物質(zhì)的量是1mol,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，可能是1mol,也可能不是1mol。

⑸物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量一定時(shí)，所含微粒數(shù)與物質(zhì)處于何種條件無關(guān)。如常溫常壓下32go2所含的

原子數(shù)目是2NA。注意不要形成定勢思維，看到“常溫常壓”就排除選項(xiàng)。

3.阿伏加德羅定律及推論

(1)阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。

定

即“三同”(八〃、V)——“一同”。?)。

(2)適用范圍：單一氣體或相互不反應(yīng)的混合氣體。

(3)阿伏加德羅定律的推論

以下用到的符號：〃為密度，〃為壓強(qiáng)，〃為物質(zhì)的量，M為摩爾質(zhì)量，，〃為質(zhì)量，V為體積，T為熱

力學(xué)溫度。

描述關(guān)系

匕=生

同溫同壓下，氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比

丫2〃2

三正比同溫同體積下，氣體的壓強(qiáng)比等于它們的物質(zhì)的量之比包=生

P1

同溫同壓下，氣體的密度比等于它們的摩爾質(zhì)量之比

p2~^2

同溫同壓下，相同質(zhì)量的任何氣體的體積與它們的摩

V|_M2

V~MI

爾質(zhì)量成反比2

二反比

同溫同體積時(shí)，相同質(zhì)量的任何氣體論壓強(qiáng)與它們的

P\_MI

P2~M]

摩爾質(zhì)量成反比

同溫同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)量比等于它們的

m\M\包

m2Mip2

連比摩爾質(zhì)量之比，也等于它們的密度之比

【方法技巧】

(1)氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)影響，和分子大小無關(guān)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃,101kPa),水、苯、SO3、HF、CCL、己烷、CS2、CHCb、Br2.乙醇等物質(zhì)不是氣

體，慎用22.4

(2)應(yīng)用阿伏加德羅定律推論時(shí)可通過及〃=張〃與導(dǎo)出。

同題型剖析

高頻考點(diǎn)一物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量

例1.(2018?全國卷IH)下列敘述正確的是()

A.24g鐵與27g鋁含有相同的質(zhì)子數(shù)

（5）對于混合氣體，求其平均摩爾質(zhì)量，上述計(jì)算式仍然成立；還可以用下式計(jì)算：M=MGa%+M2X。％

+M.*c%……。％、〃％、c%指混合物中各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）。

高頻考點(diǎn)二阿伏加德羅常數(shù)

例2.（2022.浙江卷）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

【答案】C

【舉一反三】（2022?海南卷）在2.8gPc中加入100mL3moi/LHCLPc完全溶解。NA代表阿伏加德羅

常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為O.lmolB.HC1溶液中C「數(shù)為3NA

【答案】A

【解析】2.8gFc的物質(zhì)的量為0.05mol;100niL3molL'HCl中H+和C1的物質(zhì)的量均為0.3moL兩者發(fā)

生反應(yīng)后，F(xiàn)e完全溶解，而鹽酸過量。Fe完全溶解生成Fe?+,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.ImoLA正確；HCI溶液

中Q的物質(zhì)的量為0.3mol,因此，CI數(shù)為0.3NA,B不正確；%Fe的質(zhì)子數(shù)為26、中子數(shù)為30,2.8g56Fe

的物質(zhì)的量為0.05moL因此,2.8gS6Fe含有的中子數(shù)為C不正確；反應(yīng)生成出的物質(zhì)的量為0.05moL

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L12L,D不正確：綜上所述，本題A。

【變式探究】（2022?全國甲卷）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

【答案】C

高頻考點(diǎn)三氣體摩爾體積

例3.某中學(xué)有甲、乙兩個探究性學(xué)習(xí)小組，他們擬用小顆粒的鋁銅合金與足量的稀硫酸反應(yīng)測定通常

狀況（約20℃、1.01x105pa）下的氣體摩爾體積（%）。

稀硫酸導(dǎo)管an

銅

鋁c

金

合

鋁

銅

合

金

【.甲組同學(xué)擬設(shè)計(jì)如圖1所示的裝置來完成實(shí)驗(yàn)。

（1）寫出裝置］中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：。

（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕旋開其活塞，一會兒后發(fā)現(xiàn)稀硫酸不能順利滴

入錐形瓶中.請幫助他們分析其原因：O

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，生成氫氣的體積近似等于。

（4）錐形瓶中殘存的氫氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有"影響：（填“有?”?沒有,,或??不能判斷”），簡述理由：

II.乙組同學(xué)仔細(xì)分析了甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置后以為，稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氨氣，也會將

瓶中的空氣排出，使所測氫氣的體枳偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所

測氫氣的體積偏小，于是他們設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測定出4個數(shù)據(jù)，如表：

一^^-

實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后

鋁銅合金質(zhì)量/g"12

黃液管（C）體積/mL

ViV2

（注：量液管大刻度在上方，小刻度在下方）

利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算通常狀況下的氣體摩爾體積：V,n=。

【解析】1.（1）鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣，其離子方程式為2A1+6H'=2A13++3H2T。（2）鋁

與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大,錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)大于大氣壓，所以稀硫酸不能順利滴入錐

形瓶中。（3）氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)導(dǎo)致水從集氣瓶中排出，且氫氣不易溶于水，所以收集到的水的體積近似等于

氫氣的體積。（4）裝置中有空氣存在，生成的氫氣不溶于水，在相同溫度和壓強(qiáng)下，生成的氫氣的體積與排

出空氣的體積相等，所以沒有影響。

n.2AI+6H+=2Ap++3H2T

2mol3mol

m\—m2(V2—V|)X1O3

--mol-------p-------mol

9(V2-V1)

Vm=500Lm01°

【答案】I.⑴2A1+6H+=2A13++3H2T

(2)鋁與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大

⑶收集到水的體積

（4）沒有相同溫度和壓強(qiáng)下，生成氫氣的體積與排出空氣的體積相等

9(丫2—

Lmol

,500(〃?i—〃?2)

【方法技巧】氣體體積的測量

氣體體積的測定既可通過測量氣體排空的液體體積來確定（二者體積值相等）。也可直接測量收集的氣體

體積。測量氣體體積的常用方法：

（1）直接測量法。如圖A、B、C、D、E是5種直接測量氣體體積的常見裝置。

A裝置：測量前可先通過調(diào)整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體，且兩管液面相平.

B裝置：排液體法收集氣體后直接測量其體積。

C裝置：直接將?種反應(yīng)物置于倒置的量筒中，另一反應(yīng)物置于水槽中，二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可以直接

測量。

D裝置：用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數(shù)時(shí)，球形容器和量氣管液面相平，

量氣管內(nèi)增加的液體的體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。

(2)間接測量法。如圖F裝置是通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積。

(3)消除外因(溫度、壓強(qiáng))對氣體體積的影響。

(4)讀數(shù)時(shí)，請勿使用“視線與凹液面相切”之類的描述，“相切”表達(dá)語意不準(zhǔn)確，仰視、俯視的情況下,

視線都能與凹液面相切。

【變式探究】某中學(xué)有甲、乙兩個探究性學(xué)習(xí)小組，他們擬用小顆粒的鋁銅合金與足量的稀硫酸反應(yīng)

測定通常狀況(約20℃,1.01XIO5Pa)下的氣體摩爾體積(%)。

I.甲組同學(xué)擬設(shè)計(jì)如圖I所示的裝置來完成實(shí)驗(yàn)。

(1)寫出裝置］中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕旋開其活塞，一會兒后發(fā)現(xiàn)稀硫酸不能順利滴

入錐形瓶中。請幫助他們分析其原因：O

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，生成氫氣的體積近似等于。

(4)錐形瓶中殘存的氫氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響：(填“有”“沒有”或“不能判斷”)，簡述理

由：oII.乙組同學(xué)仔細(xì)分析了日組同學(xué)的實(shí)

驗(yàn)裝置后以為，稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氧氣，也會將瓶中的空氣排出，使所測氫氣的體積偏大;

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣的體積偏小，于是他們設(shè)計(jì)了如圖2

所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測定出4個數(shù)據(jù)，如下表:

實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后

鋁銅合金質(zhì)量/g〃力mi

量液管（C）體積/mLV.Vi

利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算通常狀況下的氣體摩爾體積：Vm=

【解析】I.⑴鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣，其離子方程式為2A1+6H'=2A13++3H2T。

⑵鋁與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大，錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)大于大氣壓，所以稀硫酸不能順

利滴入錐形瓶中。

（3）氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)導(dǎo)致水從集氣瓶中排出，且氫氣不易溶干水，所以收集到的水的體枳近似等于氫氣

的體積。

（4）裝置中有空氣存在，生成的氫氣不溶于水，在相同溫度和壓強(qiáng)下，生成的氫氣的體積與排出空氣的

體積相等，所以沒有影響。

+3+

II.2Al+6H=2Al+3H2r

2mol3mol

（L-VDXIOFL

~百~mol

3就—L.

500（"“一〃?2）

【答案】I.（1）2AI+6H'==2A13++3H2T（2）鋁與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大⑶收

集到水的體積（4）沒有相同溫度和壓強(qiáng)下，生成氫氣的體積與排出空氣的體積相等

9（V-V,）

【1T500（加2一加2）L，m0

高頻考點(diǎn)四阿伏加德羅定律及其應(yīng)用

例4.在兩個密閉容器中，分別充有質(zhì)量相等的甲、乙兩種氣體，它們的溫度和密度均相同。根據(jù)甲、

乙的摩爾質(zhì)量（M）的關(guān)系判斷的值，下列說法中正確的是（）

A.若欣甲）VM（乙），則分子數(shù)：甲V乙

B.若M（甲）＞M（乙），則氣體摩爾體積：甲＜乙

C.若M（甲）（乙），則氣體的壓強(qiáng)：甲〉乙

D.若M（甲）＞M（乙），則氣體的體積：甲V乙

【答案】C

【解析】等質(zhì)量的氣體，其摩爾質(zhì)量與物質(zhì)的量（或分子數(shù)）成反比，若M（甲）VM（乙），則分子數(shù)：甲,

乙，A項(xiàng)錯誤；若M（甲）＞M（乙），則物質(zhì)的量：甲〈乙，乂因?yàn)闅怏w體積相等，故氣體摩爾體積：甲〉乙，

B項(xiàng)錯誤；同溫同體積同質(zhì)量的氣體或混合氣體，壓強(qiáng)與摩爾質(zhì)量成反比，若M甲）（乙），則氣體的壓強(qiáng)：

甲）乙，C項(xiàng)正確；由質(zhì)量和密度相等可知?dú)怏w體積相等，則甲、乙摩爾質(zhì)量與氣體的體積無關(guān)，即甲=乙，

D項(xiàng)錯誤。

【舉一反三】下列說法中正確的是（）

A.在一定溫度和壓強(qiáng)下，固體或液體物質(zhì)體積大小只由構(gòu)成粒子的大小決定

B.不同的氣體，若體積不同，則它們所含的分子數(shù)一定不同

C.在一定溫度下，各種氣態(tài)物質(zhì)體積的大小由構(gòu)成氣體的分