专题1 第2单元 第2课时 气体摩尔体积（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第2课时　气体摩尔体积 [学习目标] 1．知道气体摩尔体积的含义，能够进行物质的量与物质的质量、标准状况下气体的体积之间的换算。 2．能利用物质的量及其相关的量定量地认识化学反应并能进行简单的计算。 [对应学生用书P18] 知识点一　气体摩尔体积 1．决定物质体积大小的因素 (1)物质体积大小的影响因素 (2)粒子数目相同的物质的体积关系 2．气体摩尔体积 1．标准状况下的气体摩尔体积Vm≈22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时一定是标准状况下吗？ 提示　不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积Vm仍可能保持不变，如升高温度的同时增加压强。 2．标准状况下0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体的体积也是22.4 L吗？ 提示　是，气体摩尔体积适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 3．在标准状况下：①6.72 L CH4；②3.01×1023个HCl分子；③13.6 g H2S；④0.2 mol NH3。体积由大到小的顺序是________________(填序号，下同)，质量由大到小的顺序是______________，氢原子数由大到小的顺序是________________。 提示　②＞③＞①＞④　②＞③＞①＞④ ①＞③＞④＞② 1．标准状况下气体体积的计算 计算关系 ①气体的物质的量n＝ mol； ②气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1； ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA； ④气体的质量m＝n·M＝·M g。 2．关于“Vm＝22.4 L·mol－1”的理解和应用 (1)使用Vm＝22.4 L·mol－1的“两看” ①一看：物质在标准状况下的凝聚状态，如标准状况下水不是气态，不能用Vm计算水的体积。 ②二看：气体所处的状态是否是标准状况，如25 ℃、101 kPa下1 mol H2的体积不是22.4 L。 (2)对“22.4 L·mol－1”的理解 ①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。 ②1 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为22.4 L·mol－1。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L。(　　) (2)标准状况下，阿伏加德罗常数个水分子的体积约为22.4 L。(　　) (3)1 mol某气体的体积若为22.4 L，该气体必定处于标准状况下。(　　) (4)标准状况下，1 mol氢气和氮气的混合气体的体积约为22.4 L。(　　) (5)标准状况下，1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L。(　　) (6)在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量为2 mol。(　　) (7)标准状况下，11.2 L酒精含有氢原子数为3NA。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ (6)√　(7)× 2．如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) A. L　　　　　　 B. L C. L D. L 解析　设该气体的摩尔质量为M，则＝b，所以M＝ g·mol－1，c g该气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。 答案　B 知识点二　阿伏加德罗定律 1．含义 同温同压下，相同体积的任何气体都含有__相同数目__的粒子。 2．适用范围 只适用于__气体__，可以是单一气体，也可以是混合气体。 某化学学习小组进行气体体积与物质的量关系的实验探究。请你协助他们完成下列实验。 (1)实验观察 电解水的实验装置如下图所示： 由图可知：A试管中收集到的气体是_________，B试管中收集到的气体是________，二者的体积之比是________。 (2)计算推理 若有1.8 g水电解，产生氢气的质量为______g，物质的量为__________mol；产生氧气的质量为________g，物质的量为________mol；二者物质的量之比为________。 (3)相关结论 ①同温、同压下，气体的物质的量之比等于__________之比。 ②同温、同压下，1 mol的不同气体，其体积__________。 提示　(1)氢气　氧气　2∶1 (2)0.2　0.1　1.6　0.05　2∶1 (3)①体积　②相同 1．阿伏加德罗定律 (1)定律内容：同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。 (2)特别提示 ①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体； ②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”； ③标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。 2．有关推论 (1)同温、同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。 (2)同温、同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比。 (3)同温、同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。 (4)同温、同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比。 1．下列叙述正确的是(　　) A．同温、同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等 B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等 C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小 D．同温、同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等 解析　只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温、同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等；具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数；因温度、压强不能确定，1 L一氧化碳和1 L氧气的物质的量大小不能确定，二者的质量大小无法比较。 答案　B 2．同温、同压下，A、B两容器分别充满O2和O3。 (1)若两容器所含O2和O3分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是________。 (2)若两容器中所含原子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是________。 (3)若两容器的容积比为3∶2，则O2和O3物质的量之比为________，质量之比为________。 解析　(1)同温、同压下气体的体积与其分子数成正比，故两容器所含气体的体积相等，即A容器和B容器的容积之比是1∶1。(2)若两容器中所含原子总数相等，则两容器所含O2和O3分子总数之比为3∶2，故A容器和B容器的容积之比是3∶2。(3)若两容器的容积比为3∶2，则两容器所含O2和O3分子总数之比为3∶2，O2和O3物质的量之比为3∶2，又由于O2和O3摩尔质量之比为2∶3，则二者的质量之比为1∶1。 答案　(1)1∶1　(2)3∶2　(3)3∶2　1∶1 [对应学生用书P21] 1．下列叙述正确的是(　　) A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L C．只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L·mol－1 D．标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol 答案　D 2．下列说法正确的是(　　) A．22.4 L氧气中含有NA个氧气分子 B．标准状况下，0.5 mol水的体积约为11.2 L C．44 g二氧化碳的体积约是22.4 L D．标准状况下，2 mol氮气的体积约为44.8 L 答案　D 3．有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是(　　) A．28.4 g　　　　　　 B．28.4 g·mol－1 C．71 g·mol－1 D．14.2 g·mol－1 答案　C 4．同温、同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的(　　) A．质量相同，体积不同 B．分子数相同，质量不同 C．体积相同，分子数不同 D．体积相同，原子数不同 答案　B 5．计算填空。 (1)同温、同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳物质的量之比为________，原子总数之比为__________，密度之比为________。 (2)标准状况下，8 g CH4,11.2 L O2,24 g O3中，所含分子数大小关系是N(CH4)＝N(O2)＝N(O3)(按从大至小顺序，下同) 含有原子数最多的是__________；质量最大的是______________；8 g CH4中含有的质子数是______________NA。 答案　(1)1∶1　5∶3　4∶11 (2)CH4　O3　5 学科网（北京）股份有限公司 $$