十八 与物质的量有关概念的转化
阿伏加德罗常数的正误判断(提升课)
基础必会
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．(2022·珠海高一检测)下列说法正确的是( )
A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B．0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 L
C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
2．(2022·中山高一检测)下列各组数值或物理量中，都不随水的“物质的量”的变化而变化的是( )
A．水的沸点；水分子的数目
B．水的质量；水的相对分子质量
C．水的密度；水的摩尔质量
D．水的体积；水中所含原子的数目
3．(2022·深圳高一检测)下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A．1 mol H2O含有的氧原子数为NA
B．CO2的摩尔质量是44
C．常温常压，1 mol O2体积为22.4 L
D．1 mol·L－1NaCl溶液中Cl－的物质的量为1 mol
补偿训练:
(2022·乐清高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol·L－1的FeCl3溶液中含有Cl－的数目为3NA
B．4 ℃时9 mL水和11.2 L氮气含有相同的分子数
C．1 L 0.5 mol·L－1Na2SO4溶液中，含有的氧原子总数为2NA
D．46 g NO2气体中原子总数为3NA
4．(2022·佛山高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4 L O2含有的原子数为NA
B．23 g钠与O2完全反应时失去电子数目为2NA
C．标准状况下，18 g H2O中含有的分子数为NA
D．标准状况下，11.2 L CO2含NA个CO2分子
5．(2022·东莞高一检测)4 ℃时，在100 mL水中溶解22.4 L HCl气体(标准状况下)形成溶液，下列说法正确的是( )
A．该溶液的物质的量浓度为10 mol·L－1
B．由于溶液的密度未知，故该溶液的物质的量浓度无法求得
C．由于溶液的密度未知，故该溶液中溶质的质量分数无法求得
D．所得溶液的体积为22.5 L
二、非选择题(本题包括1小题，共10分)
6．(2022·福州高一检测)设NA表示阿伏加德罗常数的值，回答下列问题：
(1)0.3 mol NH3分子中所含原子数与____________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)某气体在标准状况下的密度为1.5 g·L－1，则16.8 g该气体的物质的量为_____________________。
(3)同温同压下，同体积的H2和CO2气体的质量比为______∶______。
(4)从400 mL 2.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中取出10 mL，将这10 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中SO的物质的量浓度为__________。
能力提升
一、选择题(本题包括1小题，共5分)
7．NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4 L水中所含的分子数约为6.02×1023
B．标准状况下，71 g Cl2中含有的原子数为NA
C．标准状况下，a L氧气和氮气的混合物中含有的分子数约为×6.02×1023
D．常温常压下，11.2 L CO的分子数是0.5NA
补偿训练:
我们的生活离不开空气，空气主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)组成。若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关空气各成分的说法正确的是( )
A．20 g氖气所含有的分子数约为3.01×1023
B．在0 ℃、101 kPa时，22.4 L氮气中含有NA个氮原子
C．在25 ℃、1.01×105 Pa时，44 g CO2中含有的原子数为3NA
D．NA个水分子和0.5 mol氧气的质量比为9∶16
二、非选择题(本题包括1小题，共15分)
8．某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)的气体摩尔体积，该小组设计的简易实验装置如图所示：
该实验的主要操作步骤如下：
①用已知浓度的浓盐酸配制100 mL、1.0 mol·L－1的盐酸，需要用到的仪器有________、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管；
②量取10.0 mL 1.0 mol·L－1的盐酸加入锥形瓶中；
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为________；
④往广口瓶中装入足量水，按图示连接好装置，检查装置的气密性；
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
(1)实验步骤④中检查装置气密性的方法是____________________。
(2)实验步骤⑤中应选用________的量筒。
A．100 mL B．200 mL C．500 mL
读数时除恢复到室温外，还要注意_________________。
(3)若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积Vm＝____________；若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
9．(2022·茂名高一检测)(1)0.5 mol某固体A的质量是30 g，A的摩尔质量为_______________________。
(2)在同温同压同体积的条件下，H2与气体B的密度之比是1∶8，则B的相对分子质量为_______________________。
(3)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和C气体的体积之比是15∶8，则1 mol C的质量为________。
(4)等质量的O2和O3所含原子个数比为________；等温等压下，等体积的O2和O3所含原子个数比为________，质量比为________。
(5)10.8 g R2O5中氧原子的数目为3.01×1023，则元素R的名称是__________。
(6)配制100 mL 1 mol·L－1的稀H2SO4溶液，需要用量筒量取浓H2SO4(密度为1.84 g·mL－1，质量分数为98%)的体积为________mL。
(7)将10 mL 1.00 mol·L－1 Na2CO3溶液与10 mL 1.00 mol·L－1 CaCl2溶液相混合，则混合溶液中Na＋的物质的量浓度为_______________，混合溶液中Cl－的物质的量________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
PAGE十八 与物质的量有关概念的转化
阿伏加德罗常数的正误判断(提升课)
基础必会
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．(2022·珠海高一检测)下列说法正确的是( )
A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B．0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 L
C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
解析:选B。A.没有指明标准状况，不能用22.4 L·mol－1进行计算，故A错误；B.气体摩尔体积适用于单一气体，也可以是互不反应的混合气体，只要符合物质的量为1 mol，且为标准状况下，体积就约为22.4 L，故B正确；C.标准状况下，1 mol任何气体的体积必定是22.4 L，物质包括气体、液体和固体，故C错误；D.18 g H2O物质的量是1 mol，但22.4 L CO2不一定是1 mol，因为其条件不确定，故D错误。
2．(2022·中山高一检测)下列各组数值或物理量中，都不随水的“物质的量”的变化而变化的是( )
A．水的沸点；水分子的数目
B．水的质量；水的相对分子质量
C．水的密度；水的摩尔质量
D．水的体积；水中所含原子的数目
解析:选C。A.沸点是由液态变为气体的温度，与水的物质的量无关；分子数N＝nNA，故水分子数与水的物质的量成正比，故A错误；B.质量m＝nM，故水的质量与其物质的量成正比；一种物质的相对分子质量等于该物质中各原子的相对原子质量之和，故水的相对分子质量是固定的，与物质的量无关，故B错误；C.水的密度和物质的量无关；水的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量，和物质的量无关，故C正确；D.物质的量越大，则物质的体积越大，故其体积和物质的量成正比；水为三原子分子，故物质的量越多，则水中含有的原子数越多，故D错误。
3．(2022·深圳高一检测)下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A．1 mol H2O含有的氧原子数为NA
B．CO2的摩尔质量是44
C．常温常压，1 mol O2体积为22.4 L
D．1 mol·L－1NaCl溶液中Cl－的物质的量为1 mol
解析:选A。A、1 mol H2O含有的氧原子数为NA，故A正确；B、一种物质的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量，单位为g·mol－1，故CO2的摩尔质量为44 g·mol－1，故B错误；C、常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1，故1 mol氧气的体积大于22.4 L，故C错误；D、没有溶液的体积，无法计算Cl－的物质的量，故D错误。
补偿训练:
(2022·乐清高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol·L－1的FeCl3溶液中含有Cl－的数目为3NA
B．4 ℃时9 mL水和11.2 L氮气含有相同的分子数
C．1 L 0.5 mol·L－1Na2SO4溶液中，含有的氧原子总数为2NA
D．46 g NO2气体中原子总数为3NA
解析:选D。A.1 mol·L－1的FeCl3溶液的体积未知，无法计算其中含有Cl－的数目，A错误；B.4 ℃时9 mL水的物质的量是0.5 mol，11.2 L氮气的物质的量不是0.5 mol，二者含有的分子数不相同，B错误；C.1 L 0.5 mol·L－1Na2SO4溶液中溶剂水也含有氧原子，因此含有的氧原子总数大于2NA，C错误；D.46 g NO2气体的物质的量是1 mol，其中原子总数为3NA，D正确。
4．(2022·佛山高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4 L O2含有的原子数为NA
B．23 g钠与O2完全反应时失去电子数目为2NA
C．标准状况下，18 g H2O中含有的分子数为NA
D．标准状况下，11.2 L CO2含NA个CO2分子
解析:选C。标准状况下，22.4 L O2的物质的量为1 mol，故所含原子数为2NA，A项错误；23 g钠的物质的量为＝1 mol，在与O2反应的过程中，只有Na化合价升高，其化合价从0价升高至＋1价，故转移电子数为NA，B项错误；18 g H2O的物质的量为＝1 mol，其分子数为NA，C项正确；标准状况下，11.2 L CO2的物质的量为＝0.5 mol，所含分子数为0.5NA，D项错误。
5．(2022·东莞高一检测)4 ℃时，在100 mL水中溶解22.4 L HCl气体(标准状况下)形成溶液，下列说法正确的是( )
A．该溶液的物质的量浓度为10 mol·L－1
B．由于溶液的密度未知，故该溶液的物质的量浓度无法求得
C．由于溶液的密度未知，故该溶液中溶质的质量分数无法求得
D．所得溶液的体积为22.5 L
解析:选B。A、标准状况下22.4 L HCl气体的物质的量为1 mol，若形成溶液的体积为100 mL，则溶液的物质的量浓度为10 mol·L－1，但溶液的体积不等于溶剂的体积，故A错误；B、由于没有提供溶液的密度，无法计算出溶液的体积，因此该溶液的物质的量浓度无法计算，故B正确；C、溶质的质量为×36.5 g·mol－1＝36.5 g，溶液质量为36.5 g＋100 mL×1 g·mL＝136.5 g，溶质的质量分数为×100%≈26.7%，所以不知溶液的密度可求溶质的质量分数，故C错误；D、溶液体积不等于溶剂的体积与溶质的体积之和，溶液的体积远远小于HCl体积，故D错误。
二、非选择题(本题包括1小题，共10分)
6．(2022·福州高一检测)设NA表示阿伏加德罗常数的值，回答下列问题：
(1)0.3 mol NH3分子中所含原子数与____________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)某气体在标准状况下的密度为1.5 g·L－1，则16.8 g该气体的物质的量为_____________________。
(3)同温同压下，同体积的H2和CO2气体的质量比为______∶______。
(4)从400 mL 2.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中取出10 mL，将这10 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中SO的物质的量浓度为__________。
解析:(1)0.3 mol NH3分子中所含原子数为0.3 mol×4＝1.2 mol，则含有相同原子数的H2O分子的物质的量为＝0.4 mol，H2O分子数为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023。(2)某气体在标准状况下的密度为1.5 g·L－1，则该气体的摩尔质量为1.5 g·L－1×22.4 L·mol－1＝33.6 g·mol－1，则16.8 g该气体的物质的量为＝0.5 mol。(3)根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同压下，同体积的H2和CO2气体具有相同的分子数，即物质的量相等，故其质量比为(1 mol×2 g·mol－1)∶(1 mol×44 g·mol－1)＝1∶22。(4)已知2.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中SO的物质的量浓度为2 mol·L－1×3＝6.0 mol·L－1，从400 mL 2.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中取出10 mL，将这10 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中SO的物质的量浓度为＝0.6 mol·L－1。
答案：(1)2.408×1023 (2)0.5 mol
(3)1 22 (4)0.6 mol·L－1
能力提升
一、选择题(本题包括1小题，共5分)
7．NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4 L水中所含的分子数约为6.02×1023
B．标准状况下，71 g Cl2中含有的原子数为NA
C．标准状况下，a L氧气和氮气的混合物中含有的分子数约为×6.02×1023
D．常温常压下，11.2 L CO的分子数是0.5NA
解析:选C。标准状况下，水不是气态，22.4 L水的物质的量不是1 mol，A错误；71 g Cl2的物质的量为1 mol，含有的氯原子数为2NA，B错误；标准状况下，a L氧气和氮气的混合物的物质的量是 mol，含有的分子数约为×6.02×1023，C正确；常温常压下，气体摩尔体积不是22.4 L·mol－1，11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，D错误。
补偿训练:
我们的生活离不开空气，空气主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)组成。若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关空气各成分的说法正确的是( )
A．20 g氖气所含有的分子数约为3.01×1023
B．在0 ℃、101 kPa时，22.4 L氮气中含有NA个氮原子
C．在25 ℃、1.01×105 Pa时，44 g CO2中含有的原子数为3NA
D．NA个水分子和0.5 mol氧气的质量比为9∶16
解析:选C。氖气为单原子分子，20 g氖气为1 mol，A项错误；0 ℃、101 kPa是标准状况，22.4 L氮气的物质的量为1 mol，氮气是双原子分子，则含有2NA个氮原子，B项错误；44 g CO2的物质的量为44 g÷44 g·mol－1＝1 mol，含有的原子数为3NA，C项正确；NA个水分子的质量为18 g，0.5 mol氧气的质量为16 g，质量比为18∶16＝9∶8，D项错误。
二、非选择题(本题包括1小题，共15分)
8．某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)的气体摩尔体积，该小组设计的简易实验装置如图所示：
该实验的主要操作步骤如下：
①用已知浓度的浓盐酸配制100 mL、1.0 mol·L－1的盐酸，需要用到的仪器有________、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管；
②量取10.0 mL 1.0 mol·L－1的盐酸加入锥形瓶中；
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为________；
④往广口瓶中装入足量水，按图示连接好装置，检查装置的气密性；
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
(1)实验步骤④中检查装置气密性的方法是____________________。
(2)实验步骤⑤中应选用________的量筒。
A．100 mL B．200 mL C．500 mL
读数时除恢复到室温外，还要注意_________________。
(3)若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积Vm＝____________；若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析:①配制溶液时容量瓶的选用要注意标明规格，故应选仪器还应有100 mL容量瓶；③因HCl的物质的量为0.01 mol，由反应Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑知，HCl可与0.005 mol Mg完全反应，为保证HCl完全反应，故镁应不少于0.005 mol×24 g·mol－1＝0.12 g。(1)本装置可与制氢气的装置联系，用微热法检查装置的气密性。(2)实验中产生的气体在标准状况下的体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL，考虑到室温时气体的体积大于此值，且仪器规格越接近实际测量值，误差越小，故选B。读数时注意量筒内的液面与广口瓶中液面相平，保证气压相等。(3)Vm是气体的体积(排出水的体积)与气体的物质的量之比。若未除去表面的氧化膜，导致氧化膜消耗盐酸且使镁的质量减小，从而放出H2的体积变小，则Vm偏小。
答案：①100 mL容量瓶 ③0.12
(1)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好
(2)B 量筒内的液面与广口瓶内液面相平
(3)0.2V L·mol－1 偏小
9．(2022·茂名高一检测)(1)0.5 mol某固体A的质量是30 g，A的摩尔质量为_______________________。
(2)在同温同压同体积的条件下，H2与气体B的密度之比是1∶8，则B的相对分子质量为_______________________。
(3)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和C气体的体积之比是15∶8，则1 mol C的质量为________。
(4)等质量的O2和O3所含原子个数比为________；等温等压下，等体积的O2和O3所含原子个数比为________，质量比为________。
(5)10.8 g R2O5中氧原子的数目为3.01×1023，则元素R的名称是__________。
(6)配制100 mL 1 mol·L－1的稀H2SO4溶液，需要用量筒量取浓H2SO4(密度为1.84 g·mL－1，质量分数为98%)的体积为________mL。
(7)将10 mL 1.00 mol·L－1 Na2CO3溶液与10 mL 1.00 mol·L－1 CaCl2溶液相混合，则混合溶液中Na＋的物质的量浓度为_______________，混合溶液中Cl－的物质的量________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
解析:(1)A的摩尔质量为＝60 g·mol－1。
(2)根据同温同压同体积的气体，密度之比等于相对分子质量之比，则B的相对分子质量为16。
(3)根据同温同压下，同质量的CH4和C气体的体积之比是15∶8，设质量均为m g，则∶＝15∶8，解得M(C)＝30 g·mol－1，故1 mol C的质量为30 g。
(4)假设O2和O3的质量各为1 g，则二者所含分子个数之比为(×NA)∶(×NA)＝3∶2，则二者所含原子个数比为(3×2)∶(2×3)＝1∶1；由“等温等压下，等体积任何气体所含的分子数是相等的”可知等温等压下，等体积O2和O3所含分子个数相等，则二者所含的原子个数比为2∶3、质量之比也为2∶3。
(5)由题意可知：N(O)＝3.01×1023，可知n(R2O5)＝n(O)＝×＝0.1 mol，由公式M＝可知M(R2O5)＝＝108 g·mol－1，可得元素R的相对原子质量为＝14，则元素R的名称是氮。
(6)由公式c＝，可知：浓H2SO4(密度为1.84 g·mL－1，质量分数为98%)的溶质物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝18．4 mol·L－1，则配制100 mL 1 mol·L－1的稀H2SO4溶液，需要用量筒量取浓H2SO4的体积为V(浓硫酸)＝×1 000 mL·L－1≈5.4 mL。
(7)两溶液相混合，由化学反应方程式：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，可以看出Na＋和Cl－仍存在于溶液中，则混合溶液中Na＋的物质的量浓度为c(Na＋)＝＝1 mol·L－1，混合溶液中Cl－的物质的量为n(Cl－)＝0.01 L×1.00 mol·L－1×2＝0.02 mol。
答案：(1)60 g·mol－1 (2)16
(3)30 g (4)1∶1 2∶3 2∶3
(5)氮 (6)5.4
(7)1 mol·L－1 0.02 mol
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