第1章 第3节 第2课时 气体摩尔体积-【金版教程】2025-2026学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（鲁科版2019）

化学 必修 第一册（鲁科） 第2课时　气体摩尔体积 核心素养发展重点 学业要求 发展严谨求实的科学态度，基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。 1.能运用物质的量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 2.会应用阿伏加德罗定律及其推论进行有关的计算和现象的解释。 1．气体摩尔体积：一定的温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积；符号为Vm；常用单位为L·mol－1或m3·mol－1；标准状况(温度为0 ℃、压强为101 kPa)下，气体摩尔体积约为22.4__L·mol－1。 2．物质的量、气体摩尔体积和气体体积之间的关系：n＝或V＝n×Vm或Vm＝。 3．阿伏加德罗定律 同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(　　) (2)11.2 L N2的物质的量为0.5 mol。(　　) (3)在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L。(　　) (4)1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L。(　　) (5)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(　　) (6)标准状况下，18 g H2O所占的体积为22.4 L。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ (6)× 解析：(1)标准状况下，1 mol固(或液)体所占的体积不是22.4 L。 (2)没有指明标准状况。 (3)气体摩尔体积的单位是L/mol。 (4)没有指明状况。 (6)水在标准状况下为非气态。 2．下列关于气体摩尔体积的说法不正确的是(　　) A．指单位物质的量的气体所占的体积 B．常用单位为L·mol－1或m3·mol－1 C．常温常压下，1 mol任何气体的体积均约为22.4 L D．其数值不是固定不变的，受温度和压强影响 答案：C 3．体积相同的甲、乙两容器，同温同压下，一个充满CO气体，另一个充满C2H4气体。两容器内气体一定具有相同的(　　) A．原子总数 B．分子总数 C．电子总数 D．质子总数 答案：B 解析：体积相同的甲、乙两容器，同温同压下，两容器内气体的物质的量相等，所以分子总数相等。1 mol CO中含有2 mol原子、14 mol电子和14 mol质子。1 mol C2H4中含有6 mol原子、16 mol电子和16 mol质子。 4．下列叙述正确的是(　　) A．1.5 mol O2的体积是33.6 L B．在标准状况下，2 mol H2的体积是44.8 L C．等质量的CO和N2的体积相等 D．32 g O2的物质的量是1 mol，其体积是22.4 L 答案：B 解析：未明确是否为标准状况，不能用22.4 L/mol来计算气体的体积，A错误；因为CO和N2的摩尔质量相等，所以等质量的CO和N2的物质的量相等，但题目中没有明确两气体所处的温度和压强是否相同，所以无法判断二者的体积是否相等，C错误；未明确是否为标准状况，不能用22.4 L/mol来计算气体的体积，D错误。 5．1 mol Cl2和1 mol HCl气体相比较，二者的体积关系为(　　) A．前者大 B．后者大 C．相等 D．无法确定 答案：D 解析：气体体积受外界温度和压强的影响较大，题给Cl2和HCl的物质的量相等，但未说明二者所处的温度和压强是否相同，则二者的体积无法比较。 探究一　气体体积、气体摩尔体积与物质的量间的关系 1．影响物质体积的因素 决定物质体积大小的因素有粒子数目、粒子大小、粒子间距。 (1)固体物质、液体物质 固体物质、液体物质取决于 1 mol不同固体或液体物质的体积不同 (2)气体物质 气体物质取决于 同温同压下1 mol不同气体物质的体积大致相等 2．气体摩尔体积使用时注意的问题 (1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念，使用时要避免混淆。如标准状况下，1 mol O2的体积是22.4 L，O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1。 (2)使用22.4 L·mol－1时应该注意的问题 ①条件必须是标准状况(0 ℃、101 kPa)。 ②物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。 (3)条件对气体摩尔体积的影响 温度与压强都影响气体的体积，不同温度和压强下，气体摩尔体积的数值也可能相同，如改变温度和压强，在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol－1。 [特别提示]　①气体摩尔体积不仅适用于单一、纯净的气体，也适用于混合气体。 ②只有气体且在标准状况时，计算时才用Vm＝22.4 L·mol－1，在标准状况下的非气态物质或气体在非标准状况下，都不能用22.4 L·mol－1进行计算。 1．下列有关气体体积的叙述正确的是(　　) A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定 B．一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定 C．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等 答案：B 解析：在温度、压强一定时，气体的体积与物质的量成正比；气体的体积受温度和压强的影响，体积不等的气体，若温度、压强相同，分子数一定不同，若温度、压强不同，则分子数不确定是否相等，所以A、D错误，B正确；非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol－1，C错误。 2．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　) A．非标准状况下，1 mol NH3的体积不可能是22.4 L B．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积为11.2 L C．11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA D．标准状况下，11.2 L H2中含有的分子数为0.5NA 答案：D 解析：同时改变温度与压强，在非标准状况下，1 mol NH3的体积也可能是22.4 L，A错误。氦气为单原子分子，故含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1 mol，在标准状况下的体积为22.4 L，B错误。未指明气体所处状况，不能确定11.2 L Cl2的物质的量，C错误。标准状况下，11.2 L H2的物质的量为0.5 mol，D正确。 3．(1)标准状况下，33.6 L N2的物质的量为________mol，其分子数为________。 (2)0.4 mol某气体的体积为9.8 L，则该气体的气体摩尔体积为________，气体所处的条件________(填“是”或“不是”)标准状况。 答案：(1)1.5　9.03×1023　(2)24.5 L·mol－1　不是 解析：(1)n＝＝1.5 mol，N＝1.5 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1023。 (2)根据Vm＝可得，Vm＝＝24.5 L·mol－1。由于标准状况下的气体摩尔体积Vm为22.4 L·mol－1，故该气体所处的条件不是标准状况。 探究二　阿伏加德罗定律及推论 1．阿伏加德罗定律 (1)阿伏加德罗定律适合于任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 (2)阿伏加德罗定律的内容可归纳为“三同定一同”，即T、p、V、N中任意三个量相同，另一个量一定相同。 (3)阿伏加德罗定律中的“分子数”相同，原子数不一定相同。 2．阿伏加德罗定律的推论 (1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比：＝。 (2)同温同体积下，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，等于相对分子质量之比：＝。 (4)同温同压同体积下，气体的质量之比等于其摩尔质量之比：＝。 (5)同温同压下，相同质量的气体的体积与其摩尔质量成反比：＝。 4．下列说法中不正确的是(　　) A．常温常压下，1 L H2和1 L O2混合，体积等于2 L B．等温等压时，气体密度与其摩尔质量成正比 C．等温等物质的量时，气体压强与气体的体积成反比 D．等温等体积等质量时，气体压强与气体相对分子质量成正比 答案：D 解析：相同条件下，气体体积可以相加，所以常温常压下1 L H2和1 L O2混合，体积等于2 L，A正确；等温等压时，气体密度与其摩尔质量成正比，摩尔质量越大，密度越大，B正确；根据pV＝nRT，等温等物质的量时，气体压强与气体的体积成反比，C正确；等温等体积等质量时，气体压强与气体物质的量成正比，物质的量与摩尔质量成反比，D错误。 5．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正确的是(　　) A．同温、同压、同体积时，三种气体的密度关系：ρ(H2)>ρ(Ne)>ρ(O2) B．温度、密度相同时，三种气体的压强关系：p(H2)>p(Ne)>p(O2) C．质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积关系：V(O2)>V(Ne)>V(H2) D．温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量关系：m(H2)>m(Ne)>m(O2) 答案：B 解析：根据阿伏加德罗定律的推论，同温、同压时，气体的密度与摩尔质量成正比，A错误；温度、密度相同时，气体的压强与摩尔质量成反比，B正确；质量、温度、压强均相同时，气体的体积与摩尔质量成反比，C错误；温度、压强、体积均相同时，气体的质量与摩尔质量成正比，D错误。 本课小结 标准状况下气体的m、N、V之间的换算关系：n＝＝＝。 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ 对点 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律的推论 气体摩尔体积 气体摩尔体积与外界条件的关系 阿伏加德罗定律及其推论的应用 质量、体积与微粒数目的关系 气体体积与分子数的相互换算 阿伏加德罗定律的推论的应用 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★ ★★★ 对点 阿伏加德罗定律的推论的应用 质量、体积、摩尔体积与微粒数的关系 阿伏加德罗常数及其应用 阿伏加德罗定律及其推论的应用 阿伏加德罗定律及其推论的应用 质量、体积、密度、物质的量、微粒数的计算 阿伏加德罗定律的推论的应用 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列叙述正确的是(　　) A．同温同压下，相同体积的气体，其分子数一定相等，原子数也一定相等 B．任何条件下，等物质的量的甲烷(CH4)气体和CO气体所含有的原子数一定相等 C．1 L CO气体一定比1 L O2的质量小 D．同温同压下的CO和N2，若它们体积相同，那么它们的质量也一定相等 答案：D 解析：根据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的气体，其分子数一定相等，但原子数不一定相等，A错误；等物质的量的甲烷(CH4)气体和CO气体所含有的分子数一定相等，原子数一定不相等，B错误；不知气体的温度、压强，不能比较1 L CO和1 L O2的质量，C错误。 2．(2024·杭州高一质检)在一定温度和压强下，2体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应，生成2体积Z，则Z的化学式可能是(　　) A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3 答案：D 解析：同温同压下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，在化学反应中，参加反应的各物质的物质的量之比又等于各物质的化学计量数之比。由题意可得化学方程式：2X2＋3Y2===2Z，由质量守恒定律可得Z的化学式为X2Y3或Y3X2。 3．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是(　　) A．相同条件下，气体物质的量越大，气体摩尔体积越大 B．通常状况下的气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1 C．非标准状况下的气体摩尔体积不可能为22.4 L·mol－1 D．在标准状况下，混合气体的气体摩尔体积比22.4 L·mol－1大 答案：B 解析：气体摩尔体积的数值与气体的物质的量无关，A错误；标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，通常状况下，由于温度高于0 ℃，气体分子间间隔增大，故气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1，B正确；标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，但当气体摩尔体积为22.4 L·mol－1时，不一定是标准状况下的气体，因为温度和压强都可以影响气体的体积，C错误；气体摩尔体积的数值只受状态的影响，与气体的种类无关，D错误。 4．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　) A．含有NA个氮原子的氮气的体积约为11.2 L B．标准状况下，11.2 L H2O中含有的分子数为0.5NA C．常温常压下，11.2 L Cl2中含有的分子数为0.5NA D．常温常压下，64 g SO2中含有的原子数为3NA 答案：D 解析：A项，N2为0.5 mol，但没有给出气体所处的条件，无法确定气体的体积。B项，水在标准状况下不是气体。C项，该条件下11.2 L Cl2的物质的量不是0.5 mol。D项，64 g SO2为1 mol，含有3 mol原子，即原子数为3NA。 5．同温、同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述中正确的是(　　) A．体积之比1∶1 B．体积之比16∶11 C．密度之比16∶11 D．密度之比11∶16 答案：C 解析：在同温、同压下，气体体积之比等于物质的量之比，密度之比等于摩尔质量之比。 6．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　) A．质量相等、密度不等的N2和CO B．等压等体积的N2和CO2 C．等体积等密度的CO2和CO D．等温等体积的O2和N2 答案：A 解析：N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol，故两者质量相等时，物质的量相等，则分子数相等，故A正确；只是体积和压强相等，温度是否相等不明确，则气体摩尔体积的数值是否相等不明确，故物质的量是否相等、分子数是否相等无法确定，故B错误；等体积等密度的CO2和CO的质量相等，但由于CO2和CO的摩尔质量不相等，故两者的物质的量不相等，分子数不相等，故C错误；只是温度和体积相等，压强是否相等不明确，则气体摩尔体积的数值是否相等不明确，故物质的量是否相等、分子数是否相等无法确定，故D错误。 7．如果a g某气体中含有该气体的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(阿伏加德罗常数的值用NA表示)(　　) A. L B. L C. L D. L 答案：A 解析：V＝n·Vm＝·22.4 L＝ L。 8．下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下自由滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　) 答案：A 解析：氢气与氦气质量之比为1∶1，则二者的物质的量之比为2∶1，则同温同压下体积之比为2∶1。白球代表氢原子，黑球代表氦原子，符合物质的量之比为2∶1，体积之比为2∶1的是选项A。 9．(2024·泉州市四校高一期中联考)在相同容积的密闭容器中，1 g O2与1 g X气体的压强(p)与温度(T)的关系如图所示，则X气体可能是(　　) A．CO B．CO2 C．CH4 D．NO 答案：B 解析：由题图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，根据阿伏加德罗定律的推论，同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，则n(O2)>n(X)；又因两种气体的质量相同，根据M＝，可推断出X气体的相对分子质量大于32。 10．下列说法正确的是(　　) A．标准状况下，22 g CO和CH4的混合气体中所含的分子数约为6.02×1023 B．标准状况下，a L氧气和氮气的混合物含有的分子数约为×6.02×1023 C．常温常压下，48 g O3和O2的混合气体含有的分子数约为1.806×1024 D．2.24 L CO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023 答案：B 解析：22 g CO的物质的量为 mol，22 g CH4的物质的量为 mol，所以22 g CO和CH4的混合气体的物质的量在～ mol之间，不一定为1 mol，A错误；48 g O3和O2的混合气体中所含氧原子的物质的量为48 g÷16 g·mol－1＝3 mol，即48 g O3和O2的混合气体含有的氧原子数为3×6.02×1023，分子数不确定，C错误；没有指明气体所处的状况，所以2.24 L CO2的物质的量不确定，故原子数不确定，D错误。 11．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是(　　) A．常温常压下，14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA B．标准状况下，22.4 L N2和H2混合气体中含NA个原子 C．标准状况下，22.4 L盐酸含有NA个HCl分子 D．23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子 答案：A 解析：可设N2的质量为x g，则CO的质量为(14－x) g，则混合气体含原子的物质的量为×2＋×2＝1 mol，原子数目为NA，A正确；标准状况下，22.4 L N2和H2混合气体中含有2NA个原子，B错误；盐酸在标准状况下是液态，C错误；由化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑知，23 g Na与足量H2O反应生成0.5NA个H2分子，D错误。 12．同温、同压下，质量忽略不计的两气球A和B，分别充入X气体和Y气体，且充气后两气球的体积相同。若相同条件下，A气球放在CO中静止不动，B气球放在O2中上浮。则下列叙述正确的是(　　) A．X气体的摩尔质量比Y气体的摩尔质量大 B．X可能是N2，Y可能是CH4 C．X气体的密度小于Y气体的密度 D．充气后A气球的质量比B气球的质量大 答案：B 解析：同温、同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。A气球放在CO中静止不动，说明X气体与CO的密度相等，摩尔质量也相等，B气球放在O2中上浮，说明Y气体的密度小于O2的，摩尔质量也小于O2的。X气体与Y气体的摩尔质量无法比较，A错误。X气体与Y气体的密度无法比较，C错误。充气后A气球的质量与B气球的质量无法比较，D错误。 13．在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体。若两容器的温度和压强均相等，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是(　　) A．甲的分子数比乙的分子数多 B．甲的物质的量比乙的物质的量少 C．甲的气体摩尔体积比乙的气体摩尔体积小 D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 答案：B 解析：同温同压下，甲、乙质量相同，且甲的密度大于乙的密度，则甲的体积小于乙的体积，由阿伏加德罗定律可推知甲气体的物质的量小于乙，则甲的分子数小于乙的分子数，A错误，B正确；两容器的温度和压强均相同，则Vm相等，C错误；气体质量相同，甲的物质的量比乙的物质的量小，由M＝ 可知甲的相对分子质量大于乙的相对分子质量，D错误。 二、非选择题 14．某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M g·mol－1，该气体质量为m g，设阿伏加德罗常数的值为NA，则： (1)该气体的物质的量为________mol。 (2)该气体在标准状况下的体积为______L。 (3)该气体在标准状况下的密度为________g·L－1。 (4)该气体所含原子总数为________个。 (5)该气体的一个分子的质量为________g。 答案：(1)　(2)　(3) (4)　(5) 15．(1)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为________。 (2)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为________。 (3)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为________。 (4)相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的两种混合气体，其平均摩尔质量分别是________和________。 (5)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，其质量为61 g，则两种气体的物质的量之和为________ mol，CO的质量分数约为________。 (6)在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3，在恒温恒压的密闭容器中完全分解为两种气态单质，此时容器的体积变为原来的，则元素A单质的分子式为________。 答案：(1)64　(2)30 g/mol　(3)44 g/mol (4) g/mol　 g/mol (5)1.75　45.9%　(6)A4 解析：(2)在同温同压条件下，体积之比等于物质的量之比，设CH4、A气体的质量均为m g，则15∶8＝∶，计算得出M(A)＝30 g/mol。 (3)在同温同体积条件下，压强之比等于物质的量之比，即4∶11＝∶，计算得出M(A)＝44 g/mol。 (4)平均摩尔质量为M＝，相同条件下，氢气和氧气的体积比为a∶b，物质的量之比为a∶b，二者平均摩尔质量为 g/mol；质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，物质的量之比为∶＝16a∶b，平均摩尔质量为 g/mol＝ g/mol。 (5)标准状况下，39.2 L CO和CO2的混合气体的物质的量为＝1.75 mol，设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则，计算得出x＝1，y＝0.75，则混合气体中CO的质量为28 g/mol×1 mol＝28 g，混合气体中CO的质量分数为×100%≈45.9%。 (6)AH3分解完毕，容器的体积变为原来的，因为在恒温恒压条件下，体积与气体分子数成正比，所以气体分子数也为原来的，AH3完全分解为两种气态单质，其中一种必然为H2，另一种设为Am，则mAH3===Am＋H2，m×＝1＋，解得m＝4，则元素A单质的分子式为A4。 103 学科网（北京）股份有限公司 $$