第二章 第三节 第二课时 气体摩尔体积-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（人教版2019，单选版）

化学　必修 第一册 RJ 第二课时　气体摩尔体积 1．能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，理解气体摩尔体积的含义。2．能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、V之间计算的模型。3．理解阿伏加德罗定律及其推论。 1．物质体积大小的影响因素 2．气体摩尔体积 (1) (2)影响因素 气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。 3．阿伏加德罗定律 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粒子。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。(　　) (2)同温同压下，1 mol气体的体积均为22．4 L。(　　) (3)0．5 mol H2的体积约是11．2 L。(　　) (4)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22．4 L。(　　) (5)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。(　　) (6)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 启思研讨　教师独具内容 (1)感知22．4 L气体体积的大小： (2)对一定量气体体积的探究。 已知1 mol不同气体在不同条件下的体积： 化学式 条件 1 mol气体体积/L H2 0 ℃，101 kPa 22．4 O2 0 ℃，101 kPa 22．4 CO 0 ℃，101 kPa 22．4 H2 0 ℃，202 kPa 11．2 CO2 0 ℃，202 kPa 11．2 N2 273 ℃，202 kPa 22．4 NH3 273 ℃，202 kPa 22．4 [问题探究] 1．仔细分析表格中的数据，影响1 mol气体体积大小的因素有哪些？ 提示：温度和压强。 2．22．4 L气体的物质的量一定是1 mol吗？为什么？ 提示：不一定是1 mol；气体粒子之间的距离取决于温度和压强；若气体处于标准状况下，22．4 L气体的物质的量为1 mol；若气体处于其他温度和压强下，则22．4 L气体的物质的量不一定是1 mol。 3．标准状况下，1 mol水的体积是22．4 L吗？计算标准状况下，11．2 L H2和O2混合气体的物质的量是多少？所含的原子数是多少？ 提示：不是22．4 L，原因是在标准状况下，水不是气体；0．5 mol；约为6．02×1023。 知识点一　气体摩尔体积 1．气体摩尔体积的正确理解 (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标准状况下物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体，不能用22．4 L·mol－1进行计算。 (3)外界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可能不同。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。 2．有关计算(标准状况下)——“四公式” ①气体的物质的量n＝。 ②气体的摩尔质量M＝22．4 L/mol·ρ。 ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。 ④气体的质量m＝n·M＝·M。 [特别提示]　气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。 [练1]　下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是(　　) A．标准状况下，1 mol H2O的体积是22．4 L B．22 g CO2的物质的量是0．5 mol，其体积为11．2 L C．只有标准状况下的气体摩尔体积是22．4 L·mol－1，其他条件下一定不是该值 D．标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22．4 L 答案：D 解析：标准状况下水不是气态，1 mol H2O的体积小于22．4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体积，B错误；改变温度和压强，气体摩尔体积也可能是22．4 L·mol－1，C错误。 [练2]　(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。 (3)标准状况下，某气体的密度为1．43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为________。 (4)标准状况下，0．51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。 答案：(1)1．5　9．03×1023　 (2)24．5 L·mol－1　不是　 (3)32 g·mol－1　(4)17 g·mol－1 知识点二　阿伏加德罗定律及其推论 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：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 3．“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”，则必有第“四同”。 4．阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言叙述 同温同压 ＝＝ 同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，等于分子数之比 同温同容 ＝＝ 同温同容下，气体的压强比等于物质的量之比，等于分子数之比 同温同压 ＝＝ 同温同压下，气体的密度比等于摩尔质量之比，等于相对分子质量之比 [特别提示]　①阿伏加德罗定律中的“分子数”相同，“原子数”不一定相同。 ②标准状况下气体的m、N、V之间的换算关系：n＝＝＝。 ③可通过理想气体状态方程pV＝nRT(其中R为常数)来掌握阿伏加德罗定律及其推论。 [练3]　X、Y、Z三种气体的相对分子质量的关系为Mr(X)<Mr(Y)＝0．5Mr(Z)，下列说法正确的是(　　) A．同温同压下，三种气体中密度最小的是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，三种气体的体积均为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的体积相等，则Y、Z气体的压强比为1∶2 答案：A 解析：根据题意，X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z)。根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同压下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，＝，故三种气体中密度最小的是X，A正确；根据m＝n·M＝·Mr，分子数目相等的三种气体，相对分子质量越大，质量越大，故质量最大的是Z，B错误；一定条件下，三种气体的体积均为2．24 L，但Vm不一定等于22．4 L·mol－1，所以它们的物质的量不一定为0．1 mol，C错误；根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同容下，气体压强之比等于物质的量之比，故Y、Z气体的压强之比为2∶1，D错误。 [练4]　(1)在同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________，物质的量之比为________，原子总数之比为________，质量之比为________，密度之比为________。 (2)在标准状况下，4 g H2、11．2 L O2、1 mol H2O中，所含分子数最多的是________，含原子数最多的是________，质量最大的是________，体积最小的是________。 答案：(1)1∶1　1∶1　5∶3　4∶11　4∶11 (2)H2　H2　H2O　H2O 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1．下列有关气体体积的叙述中，正确的是 (　　) A．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定 B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同 D．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22．4 L 答案：B 解析：A项，一定温度和压强下，气态物质体积由构成气体的分子数的多少决定；C项，比较气体的体积，一定要在相同状况下比较；D项，未指明温度和压强，气体摩尔体积数值不确定。 2．下列说法中，正确的是(　　) A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22．4 L B．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22．4 L C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22．4 L D．在标准状况下，22．4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol 答案：D 3．(2024·衡水中学高一期末)同温、同压下，有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体，下列有关说法错误的是(　　) A．气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 B．所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 C．密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2 D．所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2 答案：D 4．下列说法正确的是(　　) A．同温同密度下，相同体积的O2、O3气体，O2比O3的质量小 B．同温同压下，相同质量的N2和C2H4，其原子数目一定相等 C．同温同压下，相同原子数目的N2和O2，其质量一定相等 D．同温同压下，相同物质的量的气体A和气体B，其体积一定相等 答案：D 5．(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，分子数之比为________；氧原子数之比为________；相同条件下的体积之比为________。 (2)某气体氧化物的化学式为RO2，标准状况下，1．28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。 (3)标准状况下，33．6 L Cl2的物质的量是________，16 g O2所占体积约为________。 (4)标准状况下，含有1．5 mol H2和0．5 mol O2的混合气体所占体积约为________。 (5)标准状况下，11．2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数为________。 答案：(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4　 (2)64 g·mol－1　32　(3)1．5 mol　11．2 L (4)44．8 L　(5)6．02×1023 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律及其推论 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 难度 ★ ★★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 气体摩尔体积相关计算 气体摩尔体积相关计算 阿伏加德罗常数 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 气体摩尔体积相关计算 气体摩尔体积相关计算 [学习·理解] 1．下列物质的体积一定是22．4 L的是(　　) A．1 mol氯气 B．17 g氨气 C．标准状况下44 g二氧化碳 D．0 ℃、2×105 Pa时2 g氢气 答案：C 解析：A项，1 mol氯气不一定是在标准状况下，所以体积不一定是22．4 L；B项，17 g氨气的物质的量为1 mol，温度、压强不确定，不能确定气体的体积；D项，2 g氢气的物质的量是1 mol，但0 ℃、2×105 Pa不是标准状况，所以2 g氢气的体积不是22．4 L。 2．下列有关阿伏加德罗定律及其推论的叙述错误的是(　　) A．同温同压下，相同体积的任何气体所含气体分子的物质的量一定相等 B．标准状况下，密度相等的两种气体，它们的摩尔质量也一定相等 C．同温同压下，含质子数相同的两种粒子，它们的电子数也一定相等 D．等温等体积情况下，气体的压强之比等于物质的量之比 答案：C 解析：同温同压下，相同体积的任何气体所含气体分子的物质的量相等，A正确；根据密度ρ＝＝可知，标准状况下，密度相等的两种气体，它们的摩尔质量也一定相等，B正确；同温同压下，含质子数相同的两种粒子，它们的物质的量相等，但微粒可能是原子，也可能是阳离子或阴离子，因此质子数相同的两种粒子，它们的电子数不一定相等，C错误；等温等体积情况下，气体的物质的量越大，压强越大，所以气体的压强之比等于物质的量之比，D正确。 3．下列说法正确的是(　　) A．32 g O2的体积为22．4 L B．22．4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子 C．气体摩尔体积为22．4 L·mol－1 D．在0 ℃、1．01×105 Pa下，22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22．4 L 答案：D 4．下列情况中，气体分子数不一定相同的是(　　) A．相同体积的CO和CO2 B．同温同压下1 L CO和1 L CO2 C．常温常压下1 g CO和1 g N2 D．在0 ℃时，同压下等体积的CO2和H2 答案：A 解析：没有指明温度和压强，只是体积相同，无法确定分子数。 5．同温同压下等质量的CO2气体和CO气体：①密度之比为11∶7；②分子个数之比为7∶11；③体积之比为11∶7；④压强之比为7∶11。其中正确的是(　　) A．①② B．①④ C．②③ D．②④ 答案：A 解析：CO2和CO的摩尔质量分别为44 g·mol－1、28 g·mol－1，假设二者的质量均为1 g，则其物质的量分别为 mol、 mol，故有n(CO2)∶n(CO)＝ mol∶ mol＝7∶11，从而推知N(CO2)∶N(CO)＝n(CO2)∶n(CO)＝7∶11，②正确；根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，则有V(CO2)∶V(CO)＝n(CO2)∶n(CO)＝7∶11，③错误；同温同压下等质量的CO2和CO，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则CO2和CO的密度之比为11∶7，①正确；同温同压下，CO2和CO的压强相等，则压强之比为1∶1，④错误。 6．在同温同压下，分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球，则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是(　　) A．质量之比为3∶1 B．原子总数之比为3∶1 C．分子总数之比为1∶2 D．碳原子数之比为1∶1 答案：B 解析：根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下体积相等的甲、乙两个气球中C2H4和CO的分子数相等，其物质的量相等，C错误；C2H4和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，二者的物质的量相等，则其质量相等，A错误；C2H4和CO的分子数相等，则原子总数之比为6∶2＝3∶1，碳原子数之比为2∶1，B正确，D错误。 7．同温同压下，下列关于氢气和氧气的叙述中正确的是 (　　) ①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等 ②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的　③氢分子与氧分子大小相同　④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计 A．①②③ B．①②④ C．①④ D．②③ 答案：B 解析：同温同压条件下，氢分子与氧分子大小不同，故③错误。 8．同温同压下，已知O2的密度为ρ g·L－1，则NH3的密度为(　　) A． g·L－1 B． g·L－1 C． g·L－1 D． g·L－1 答案：A 解析：同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，ρ(O2)∶ρ(NH3)＝32∶17，ρ(NH3)＝ g·L－1。 9．设阿伏加德罗常数的值为NA，在标准状况下，某O2和N2的混合气体m g中含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位为L)应是(　　) A． B． C． D． 答案：A 解析：标准状况下，m g O2和N2的混合气体中含有b个分子，则n g该混合气体含有的分子数为，所以在相同状况下所占的体积为×22．4＝。 10．(1)在标准状况下，1．7 g氨气所占的体积为________L，它与标准状况下________L硫化氢含有相同数目的氢原子。 (2)已知CO、CO2的混合气体质量共16．0 g，标准状况下体积为8．96 L，则可推知该混合气体中含CO________g，所含CO2在标准状况下的体积为________L。 (3)同温同压下，SO2与氦气的密度之比为________；若质量相同，两种气体的体积比为________。 答案：(1)2．24　3．36　(2)2．80　6．72　(3)16∶1　1∶16 解析：(1)1．7 g氨气的物质的量为＝0．1 mol，其体积为0．1 mol×22．4 L/mol＝2．24 L，设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子，则0．1 mol×3＝×2，解得V＝3．36。 (2)标准状况下体积为8．96 L，则混合气体的物质的量为＝0．4 mol，设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则解得x＝0．1，y＝0．3，CO的质量为0．1 mol×28 g/mol＝2．80 g，CO2在标准状况下的体积为0．3 mol×22．4 L/mol＝6．72 L。 (3)同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则SO2与氦气的密度之比为64 g/mol∶4 g/mol＝16∶1；相同质量时，体积与摩尔质量成反比，则质量相同的两种气体体积比为4 g/mol∶64 g/mol＝1∶16。 [应用·实践] 11．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．0．5 mol Zn与足量盐酸反应产生11．2 L H2 B．标准状况下，11．2 L CCl4所含分子数为0．5NA C．0．1 mol CH4所含氢原子数为0．4NA D．常温常压下，28 g N2中所含原子个数为NA 答案：C 12．a g气体A与b g气体B的分子数相同，下列说法中不正确的是(　　) A．A与B两种气体的相对分子质量之比为a∶b B．在同温同压下，A与B两种气体的密度之比为a∶b C．同质量的A、B两种气体的分子个数之比为b∶a D．相同条件下，同体积A气体与B气体的质量之比为b∶a 答案：D 解析：a g气体A与b g气体B的分子数相同，即物质的量相等，在同温同压的条件下，体积相等。A项，由n(A)＝，n(B)＝，n(A)＝n(B)可得M(A)∶M(B)＝a∶b，正确；B项，ρ(A)＝，ρ(B)＝，ρ(A)∶ρ(B )＝M(A)∶M(B)＝a∶b，正确；C项，a g气体A的分子数N1＝·NA，a g气体B的分子数N2＝·NA，N1∶N2＝M(B)∶M(A)＝b∶a，正确；D项，同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同，则m(A)＝n·M(A)，m(B)＝n·M(B)，m(A)∶m(B)＝M(A)∶M(B)＝a∶b，错误。 13．(2024·山东济南高一期末)某温度下，向a、b、c、d中分别充入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知：密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑动，且与容器内壁摩擦不计)。下列说法正确的是(　　) A．b中充入的是O2 B．a和d中气体物质的量之比为1∶4 C．a和c中气体所含原子数相等 D．c和d中气体密度之比为1∶2 答案：B 解析：设CH4、CO2、O2、SO2四种气体的质量为1 g，则它们的物质的量分别为＝ mol，＝ mol，＝ mol，＝ mol，相同温度压强下气体的物质的量之比等于体积之比等于分子数之比，密度之比等于相对分子质量之比。相同状况下气体的物质的量之比等于体积之比，a、b、c、d分别盛装的是SO2、CO2、O2、CH4，故A错误；a和d中气体分别为SO2和CH4，物质的量分别为 mol和 mol，物质的量之比为1∶4，故B正确；a和c中气体分别为SO2和O2，相同状况下气体的物质的量之比等于分子数之比，a和c中气体的分子数之比为 mol∶ mol＝1∶2，原子数之比为3∶4，故C错误；c和d中气体分别为O2和CH4，密度之比等于相对分子质量之比，即32∶16＝2∶1，故D错误。 14．已知同温同压下气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol－1)中可静止不动，那么在相同条件下该气球在下列气体中会下沉的是(　　) A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．CH4 答案：D 解析：一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol－1)中可静止不动，在相同条件下该气球放在密度比空气小的气体中就会下沉。甲烷的摩尔质量为16 g·mol－1，小于空气的，则密度比空气的小，该气球放在甲烷中会下沉。 15．(1)标准状况下，1．92 g气体A的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为________。 (2)在25 ℃、101 kPa下，相同质量的CH4和B气体的体积之比是15∶8，则B的摩尔质量为________。 (3)两个容积相同的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g C气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y的压强之比是4∶11，则C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的混合气体，其平均摩尔质量分别是____________和____________。 答案：(1)64　(2)30 g/mol　(3)44 g/mol　 (4) g/mol　 g/mol 解析：(4)体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量M1＝M(H2)×＋M(O2)×＝2 g/mol×＋32 g/mol×＝ g/mol；质量比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量M2＝＝ g/mol。 [创新·提高] 16．在“测定1 mol气体体积”的实验中，我们通常选择的测量气体是氢气，反应是镁和稀硫酸反应。下图中的A、B、C三部分能组成气体摩尔体积测定装置： (1)A、B、C装置接口的连续顺序是________(填序号)。 (2)加入硫酸后、加镁带之前，用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶导管内液体持平(B瓶内气体压强与外界大气压相等)，注意注射器拔出时要将针头拔出，此时进入测定起始状态；反应停止后，用注射器在A瓶加料口处抽气，使B瓶中液面持平，与起始状态相同，读出注射器中抽出气体的体积。 下表是某同学记录的实验数据：温度：25 ℃，气压：101．3 kPa。 实验次数 镁带质量(g) 硫酸体积(mL) C瓶读数(mL) 抽出气体的体积(mL) 1 0．115 10．0 124．8 7．0 2 0．110 10．0 120．7 6．2 计算两次实验1 mol氢气的体积的平均值＝________L(保留一位小数，镁的相对原子质量为24．3)。 (3)已知实验温度下，1 mol氢气的体积的理论值为24．5 L，实验误差＝________%(保留三位有效数字)。 答案：(1)1324　(2)25．8　(3)5．31 解析：(1)A为气体发生器用来制备氢气，B为储液瓶，用来盛放所排液体，C为液体量瓶，用来量取液体体积，要通过排液法测量氢气体积，应先产生气体，然后通过储液瓶，再利用液体量瓶量取液体体积，所以正确的顺序为1324。 (2)1中气体体积＝124．8 mL－10 mL＋7 mL＝121．8 mL；2中气体体积＝120．7 mL－10 mL＋6．2 mL＝116．9 mL；实验1测定体积为121．8 mL，计算得到1 mol氢气的体积＝×1 mol≈25．74 L；实验2测定氢气的体积＝116．9 mL，计算得到1 mol氢气的体积＝×1 mol≈25．82 L；两次测定的平均值＝ L≈25．8 L。 (3)实验误差＝×100%＝×100%≈5．31%。 13 学科网（北京）股份有限公司 $$