第2课时 气体摩尔体积-【初高中·衔接直通车】2025年初升高化学衔接直通车

第2课时　气体摩尔体积 知识点一　阿伏加德罗定律 1.物质体积大小的决定因素：粒子的数目、粒子的大小、粒子之间的距离。 2.探究讨论 (1)分析数据 1 mol气体 0 ℃、101 kPa 时的体积/L 1 mol液体 20 ℃时体 积/cm3 1 mol固体 20 ℃时 体积/cm3 H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12 O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0 (2)结论 ①温度和压强一定，1 mol不同的固体或液体所含粒子数目相同，而粒子之间的距离很小，但不同物质的粒子大小不相同，所以1 mol不同的固体或液体的体积往往不相同。 ②对气体来说，通常情况下粒子之间的距离要比粒子本身的直径大很多倍，因此，当粒子数相同时，气体的体积主要取决于气体粒子间的距离。 ③温度和压强会较大程度地影响气体体积。压强一定，升高温度，粒子之间的距离变大，气体体积增大；反之，气体体积缩小。温度一定，增大压强，粒子之间的距离减小，气体体积缩小；反之，气体体积增大。 ④温度和压强一定，任何气体粒子间的距离近似相等，因此，在相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。 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。 归纳总结 1.准确理解决定气体体积因素的两个思维模型 (1)对于气体来说，在常温、常压下，分子之间的平均距离比分子直径大得多，因此一定量的气体体积的大小主要取决于气体分子之间的平均距离。 (2)在相同的温度和压强下，1 mol任何气体含有的分子数都相同，分子之间的平均距离也近似相等，所以它们的体积基本相同。 2.准确理解阿伏加德罗定律 (1)阿伏加德罗定律只适用于气体，且既适用于单一气体，也适用于混合气体。 (2)气体都是由分子组成的，因此气体的物质的量指代的是气体分子的物质的量，而不是其组成原子的物质的量。注意分析分子的组成。如Ar是单原子分子，O2是双原子分子，O3是三原子分子。 (3)同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，第四“同”必定成立。 [典题例析] 【例1】　下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　) A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距 B.相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积 C.同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同 D.等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大 【解析】　从微观角度来说，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定，A正确；粒子数相同的气体的物质的量相同，则相同条件下体积也相同，B正确；该结论只适用于气态物质，C错误；等质量的H2，压强越小、温度越高，气体体积越大，D正确。 【答案】　C 【例2】　两个相同的容器中，一个盛有NO气体，另一个盛有N2和O3的混合气体，同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的(　　) A.原子数　　　　　B.分子数 C.质量 D.密度 【解析】　两个相同的容器中，一个盛有NO气体，另一个盛有N2和O3的混合气体，两个容器中气体的体积相等，同温同压下，气体的Vm相同，则两个容器中气体的物质的量相同、分子数相同，由于N2和O3物质的量分数未知，无法确定混合气体的密度大小，从而无法比较两个容器中气体的质量大小，NO和N2是双原子分子，O3是三原子分子，所以原子数不同，故选B。 【答案】　B [对点练习] 1.关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述： ①质量相同　②所含碳原子数与氮原子数相等　③所含分子数相等 其中正确的是(　　) A.①②③　 B.②③ C.①② D.①③ 知识点二　气体摩尔体积 1.定义：单位物质的量的气体所占的体积。 2.单位和符号：单位为L/mol和m3/mol，符号为Vm。 3.表达式：Vm＝。 4.特例：标准状况下(即0 ℃和101 kPa)，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。 5.使用气体摩尔体积四注意 归纳总结 气体摩尔体积的适用条件 (1)标准状况(0 ℃、1.01×105Pa)。 (2)物质在标准状况下为气体，若在标准状况下不是气体，如SO3、H2O、CCl4等物质，不能适用气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。 (3)气体可以是单一气体，也可以是混合气体。 [典题例析] 【例3】　下列物质的体积约为22.4 L的是(　　) A.标准状况下1 mol H2O B.20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl C.常温常压下17 g NH3 D.0 ℃、101 kPa时0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体 【解析】　A.标准状况下H2O为液态；B.20 ℃、101 kPa 不是标准状况，温度比标准状况高，故1 mol气体在该状况下体积大于22.4 L；C.常温常压下1 mol NH3的体积不是22.4 L。 【答案】　D 【例4】　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.在标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体的体积约为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】　A、D未指明标准状况；C.物质不一定是气体。 【答案】　B [对点练习] 2.标准状况下，下列物质所占体积最大的是(　　) A.196 g H2SO4 B.1 mol CO2 C.44.8 L HCl D.6 g H2 1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是(　　) A.一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L D.相同物质的量的气体，摩尔体积也相同 2.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　) A.两种气体的压强相等 B.O2比O3的质量小 C.两种气体的分子数目相等 D.两种气体的氧原子数目相等 3.在标准状况下相同体积的下列气体，其质量最大的是(　　) A.N2 B.SO2 C.CO2 D.CH4 4.1 g 氮气所占有的体积为V L，则氮气的摩尔体积为(　　) A.22.4 L·mol－1 B.28 V L·mol－1 C. L·mol－1 D. L·mol－1 5.下列各组物质中，所含分子数一定相同的是(　　) A.1 g H2和8 g O2 B.0.1 mol HCl和2.24 L He C.150 ℃、1.01×105Pa时，18 L H2O和18 L CO2 D.常温常压下，28 g CO和6.02×1022个CO分子 6.下列说法正确的是(　　) A.同温、同压下，相同质量的气体都占有相同的体积 B.在标准状况下，1 mol任何物质的体积均约是22.4 L C.同温、同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子数 D.1 mol某气体的体积约为22.4 L，该气体所处的状况一定是标准状况 7.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.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 8.在标准状况下，0.56 g某气体的体积为448 mL，则该气体的摩尔质量是(　　) A.56 B.56 g/mol C.28 g/mol D.28 9.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，1 mol任意物质的体积均约为22.4 L B.只有在标准状况下，1 mol气体的体积才约为22.4 L C.常温常压下，1 mol空气的体积大于22.4 L D.0.5 mol氧气与0.5 mol氯气的混合气体所占体积约为22.4 L 10.在一定温度、压强下，1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成2体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为(　　) A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3 11.如果a g某气体中所含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) A. B. C. D. 12.如图所示，120 ℃时向密闭容器内可自由滑动隔板的两侧分别充入NH3、H2和O2的混合气体，隔板处于容器的中央，将H2和O2的混合气体点燃引爆，假设气体充分反应。隔板先左弹，最后停留在容器右侧处。下列说法正确的是(　　) A.反应前，隔板左右两侧气体的原子总数相等 B.隔板移动情况说明右侧气体的物质的量先增加后减少 C.反应前H2和O2的体积之比为2∶1 D.反应后，隔板右侧气体质量大于左侧气体质量 13.下列说法错误的是(　　) A.同温同压下，气体体积的大小取决于分子数目 B.常温常压下，22 g氧气和26 g臭氧所含氧原子总数为3NA C.常温常压下，22.4 L CO2和SO2的混合气体中氧原子数目小于4NA D.同温同体积时，O2和CO的原子数一定相等 14.下列说法不正确的是(　　) A.温度相同、体积相同的氧气和氮气的分子数相同 B.等温等压下，二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比等于16∶11 C.等温等容下，5 mol氧气和2 mol氮气的压强之比等于5∶2 D.等温等压下，32 g氧气和2 g氢气的体积之比等于1∶1 15.(1)下列有关物质的量的计算中的几个字母所代表的意义： n：________，m：________，NA：________，M：________，N：________，V：________Vm：________ (2)用上面的字母写出有关物质的量计算的三个公式。 n＝________＝________＝________ 16.回答下列问题。 (1)含有6.02×1023个氢原子的CH4的物质的量是________。 (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的相对分子质量为________。 (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∶7，则A的摩尔质量为________。 (4)相同条件下，体积比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量是________，若标准状况下，3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L。则该混合气体中O2的质量为________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2课时　气体摩尔体积 新课知识学习 对点练习 1.解析：选D。同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g·mol－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误。 2.解析：选D。标准状况下，气体的物质的量最多时，体积最大。A为液体，体积最小；B中CO2气体的物质的量为1 mol；C中HCl气体的物质的量为2 mol；D中H2的物质的量为3 mol，所占体积最大。 课时达标演练 1.解析：选A。气体摩尔体积在标准状况下约为22.4 L·mol－1，B、C均不正确；气体摩尔体积与温度、压强有关，故D不正确。 2.解析：选D。氧气和臭氧等温度、等体积、等密度时，其质量一定相等，B错误；因二者的摩尔质量不相等，其物质的量一定不相等，压强不相等，分子数目不相等，但含有的氧原子数目相等，A、C错误；D正确。 3.解析：选B。在标准状况下相同体积的气体，含有相同数目的分子，则根据n＝＝可知，在分子数相同的条件下，气体的摩尔质量越大，气体的质量越大。N2、SO2、CO2、CH4的摩尔质量分别是28 g·mol－1、64 g·mol－1、44 g·mol－1、16 g·mol－1，所以质量最大的是SO2，选B。 4.解析：选B。氮气的摩尔体积为V L÷(1 g÷28 g·mol－1)＝28V L·mol－1。 5.解析：选C。根据N＝n·NA知，若N相同，则n相同。A.1 g H2为0.5 mol,8 g O2为0.25 mol，故分子数不相同，不正确；B.2.24 L He在标准状况下为＝0.1 mol，但此处未指明是标准状况，因此B不正确；C.温度相同，压强相同，体积相同，分子数一定相同，正确；D.28 g CO的物质的量为1 mol，而6.02×1022个CO的物质的量为0.1 mol，因此D不正确。 6.解析：选C。质量相同的不同气体的物质的量不一定相同，所占体积不一定相同，故A错误；在标准状况下，1 mol任何气体体积均约是22.4 L，若为非气态物质，则1 mol体积不约为22.4 L，故B错误；根据阿伏加德罗定律可知，同温、同压、同体积的任何气体都具有相同的分子数，故C正确；1 mol某气体若处于高温、高压或低温、低压的情况下，气体体积也可能约为22.4 L，故D错误。 7.解析：选B。两容器的温度和压强均相同，则气体的Vm相等，两容器气体质量相等，且甲的密度大于乙的密度，可以知道甲体积小于乙体积，由n＝可以知道甲气体的物质的量小于乙，以此解答该题。A.由以上分析可以知道甲气体的物质的量小于乙，则甲的分子数小于乙的分子数，故A错误；B.由以上分析可以知道甲气体的物质的量小于乙，所以B是正确的；C.两容器的温度和压强均相同，则气体的Vm相等，故C错误；D.气体质量相同，甲的物质的量比乙的物质的量小，由M＝可以知道甲的相对分子质量大于乙的相对分子质量，故D错误。所以B是正确的。 8.解析：选C。在标准状况下，448 mL气体的物质的量为＝0.02 mol，故该气体的摩尔质量为M＝＝＝28 g·mol－1。 9.解析：选C。根据气体摩尔体积的定义，标准状况下，1 mol任意气态物质的体积均约为22.4 L，A错误；在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，在非标准状况下，1 mol气体的体积可能约为22.4 L，也可能不是约为22.4 L，B错误；标准状况下，1 mol空气的体积约为22.4 L，升高温度，气体体积增大，故常温常压下，1 mol空气的体积大于22.4 L，C正确；题干未告知气体所处的状态，故无法计算0.5 mol氧气与0.5 mol氯气的混合气体所占的体积，D错误。 10.解析：选A。在一定温度、压强下，1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成2体积的气体化合物，则根据阿伏加德罗定律可知三种气体的物质的量之比是1∶3∶2，再由原子守恒可知该气体化合物的化学式为XY3或Y3X。 11.解析：选A。a g某气体中所含有的分子数为b，利用n＝＝，推出该气体的摩尔质量为g·mol－1，c g该气体的物质的量为mol，则c g该气体在标准状况下的体积为L，故A正确。 12.解析：选C。据分析，反应前隔板左右两侧气体的分子总数相等、原子总数不相等，A错误；2H2＋O22H2O是分子总数缩小的反应，故右侧气体的物质的量随着反应始终在减少，H2和O2混合气体点燃引爆时大量放热，温度升高，导致体积增大，随着温度逐步回落并恢复到120 ℃，体积会缩小导致隔板最后停留在容器右侧处，B错误；同温同压下气体体积之比等于物质的量之比，根据分析可知，反应前H2和O2的体积之比为2∶1，C正确；反应后，隔板左侧气体质量与右侧气体质量之比为(17 g·mol－1×1 mol)∶(18 g·mol－1× mol)＝17∶12，则隔板右侧气体质量小于左侧气体质量，D错误。 13.解析：选D。影响气体体积的主要因素有粒子间的距离以及数目，同温同压下，气体的分子间距离相等，则决定气体体积大小的因素为分子数目的多少，A正确；氧气和臭氧均只含有氧原子，常温常压下，22 g氧气和26 g臭氧中氧原子共48 g，所含氧原子的物质的量为＝3 mol，则含氧原子的总数为3NA，B正确；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L/mol,22.4 L CO2和SO2的混合气体的物质的量小于1 mol，故氧原子数目小于4NA，C正确；O2和CO都是双原子分子，同温同体积下，影响二者气体分子数目的因素有压强，若二者所处压强相同，则含有相同的分子数目，若二者所处压强不同，则含有的原子数目一定不相同，D错误。 14.解析：选A。根据阿伏加德罗定律可知，温度相同、体积相同、物质的量相同的任何气体的分子数都相同，但选项中氧气和氮气没有具体量的多少，所以分子数不一定相同，A错误；根据阿伏加德罗定律推论可知，等温等压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比＝＝16∶11，B正确；根据阿伏加德罗定律推论可知，等温等容下，压强之比等于物质的量之比，所以5 mol氧气和2 mol氮气的压强之比等于5∶2，C正确；根据阿伏加德罗定律推论可知，等温等压下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以32 g氧气和2 g氢气的体积之比等于∶＝1∶1，D正确。 15.解析：(1)n代表物质的量；m代表质量；NA代表阿伏加德罗常数；M代表摩尔质量；N代表微粒数目；V代表气体体积；Vm代表气体摩尔体积；(2)n＝＝＝。 答案：(1)物质的量　质量　阿伏加德罗常数　摩尔质量　微粒数目　气体体积　气体摩尔体积 (2)　　 16.解析：(1)6.02×1023个氢原子物质的量是1 mol，CH4的物质的量为0.25 mol；(2)温度、压强相同时，气体体积之比等于其物质的量之比，则15∶8＝∶，M(A)＝30 g/mol；(3)温度、体积相同时，气体压强之比等于其物质的量之比，4∶1＝∶，解得M(A)＝44 g/mol；(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；3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L，则关系式为m(H2)＋m(O2)＝3.2，＋＝，解得m(O2)＝2.56 g。 答案：(1)0.25 mol　(2)30　(3)44 g·mol－1 (4) g/mol　2.56 g 学科网（北京）股份有限公司 $$