第2章 第3节 第2课时 气体摩尔体积（Word教参）-【优化指导】2026-2027学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选版）

第2课时　气体摩尔体积 课程标准 核心素养目标 1.了解气体摩尔体积的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 2．运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 　　宏观辨识与微观探析：了解气体摩尔体积的含义，体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义。从宏观体积和微观粒子角度认识气体的组成。 [对应学生用书P66] 一、影响物质体积大小的因素 1．影响物质体积大小的三个因素 2．具体分析 (1)1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的，均约为6.02×1023，因此，在粒子数目相同时，物质体积的大小主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。 (2)对于气体来说，粒子之间的距离(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径。当粒子数相同时，气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。 (3)在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的，因此，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。 二、气体摩尔体积 1．气体摩尔体积 2．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，这就是阿伏加德罗定律。 ◆名师点拨 (1)影响气体粒子之间距离的因素是温度和压强。 (2)其他条件相同时，升高温度，气体粒子之间的距离增大；增大压强，气体粒子之间的距离减小。 ◆特别提醒 气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体(不反应)。 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同 (　　×　　) (2)不同气体的体积不同，则它们所含分子数一定不同 (　　×　　) (3)一定温度和压强下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol (　　×　　) (4)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L (　　√　　) 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [对应学生用书P67] 探究一__气体摩尔体积及相关计算 (1)感知标准状况下22.4 L气体体积的大小。 (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，其体积基本相同。实验测得1 mol三种气体处于不同温度和压强下的体积如表： [问题设计] (1)分析表中数据，影响1 mol气体体积大小的因素有哪些？影响结果如何？ 提示：温度和压强；其他条件相同，温度升高，气体体积增大，压强增大，气体体积减小。 (2)结合表中信息分析，11.2 L CO2的物质的量是否一定为0.5 mol？为什么？ 提示：不一定；若CO2处于0 ℃、101 kPa下，11.2 L CO2为0.5 mol；若CO2处于0 ℃、202 kPa下，11.2 L CO2为1.0 mol。 (3)计算2 g H2和16 g O2组成混合气体的总物质的量是多少？标准状况下，该混合气体所占的体积是多少？ 提示：1.5 mol；33.6 L。 1．标准状况下气体摩尔体积的相关计算 (1)气体的物质的量：n＝； (2)气体的密度：ρ＝＝＝； (3)气体的分子数：N＝n·NA＝·NA； (4)气体的质量：m＝n·M＝·M。 2．计算气体摩尔质量的五种方法 (1)定义式法：M＝。 (2)标准状况下气体密度法：M＝Vmρ＝22.4 L/mol×ρ标(ρ标的单位是g/L)。 (3)气体相对密度法：M＝M1D相对(即＝＝D相对)。 (4)两种成分混合气体平均摩尔质量的计算法：＝M1·n%＋M2·(1－n%)(n%为物质的量分数)或＝。 (5)根据一定质量(m)的物质中粒子数(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝。 [例1] 一种气体的质量是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 B．71 C．28.4 g/mol D．71 g/mol D　解析：该气体在标准状况下的体积为4.48 L，则其物质的量为＝0.2 mol，又知气体的质量是14.2 g，根据摩尔质量的定义，则有M＝＝71 g/mol。 解答本题的思路如下： (1)标准状况下体积4.48 Ln(气体)； (2)气体的质量是14.2 g，依据“M＝”气体的摩尔质量。 1．如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为 (　　) A．22.0 L/mol 　　　B．22.4 L/mol C．22.8 L/mol 　　　D．23.2 L/mol C　解析：27.2 g H2S气体的物质的量n＝＝0.8 mol，则Vm＝＝22.8 L/mol。 探究二__阿伏加德罗定律及推论的应用 阿伏加德罗定律指出“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”。图中四个气球分别用等质量的H2、O2、CO2和N2充入其中(常温常压)，结合所学化学知识推测四个气球中分别充入哪种气体。 [问题设计] (1)判断四个气球中分别充入哪种气体？ 提示：甲：H2；乙：N2；丙：O2；丁：CO2。 (2)你的判断依据是什么？ 提示：摩尔质量大小为CO2>O2>N2>H2，则等质量时，四种气体的物质的量大小为H2>N2>O2>CO2，并且气体的物质的量越大，气球的体积越大。 1．阿伏加德罗定律的理解及应用 2．阿伏加德罗定律的重要推论 条件 结论(等式) 语言叙述 T、p相同 ＝ 同温同压下，气体的体积与气体的物质的量成正比 T、V相同 ＝ 同温同体积时，气体的压强与气体的物质的量成正比 T、p相同 ＝ 同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 [例2] (2025·河北示范性高中期中)某密闭容器中间有一可自由滑动的导热性隔板(厚度不计)，当左侧充入2 mol CO2，右侧充入一定量的H2时，隔板处于如图位置(左右两侧的体积比为2∶3)，则左右两侧的原子数之比为 (　　) A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶5 A　解析：同温同压下，气体体积之比等于气体物质的量之比，即＝＝，因n(CO2)＝2 mol，则n(H2)＝3 mol，再结合二氧化碳和氢气的分子式可知，左侧与右侧原子数之比为n(CO2)×3∶n(H2)×2＝(2 mol×3)∶(3 mol×2)＝1∶1。 2．(2024·广东广州三校期中)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)气体和一氧化碳(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 D　解析：根据阿伏加德罗定律，同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，但原子数不一定相等，A错误；等物质的量的甲烷(CH4)气体和一氧化碳(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，无法得知CO和O2的物质的量，不能比较1 L CO和1 L O2的质量，C错误；据阿伏加德罗定律，同温同压下，相同体积的CO气体和N2气体，CO和N2的物质的量相等，又因为两者的摩尔质量相等，故CO和N2的质量相等，D正确。 [对应学生用书P69] 1．据报道，科学家已经成功合成了少量N4气体分子，下列说法正确的是 (　　) A．N4是一种新型化合物 B．相同质量的N4和N2原子个数比为1∶2 C．同温同压下，N4和N2的密度之比为2∶1 D．N4与N2之间的转化属于物理变化 C　解析：N4是一种单质，不是化合物，A错误；N4和 N2都是氮元素的不同单质，分子均由氮原子构成，相同质量的 N4和 N2原子个数比为 1∶1，B错误；同温同压下气体的密度之比等于其相对分子质量之比，故同温同压下N4和N2的密度之比为2∶1，C正确； N4与 N2都是氮元素的不同单质，是不同物质，两者之间的转化属于化学变化，D错误。 2．下列有关气体的叙述错误的是 (　　) A．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同 B．在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol C．当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离 D．一定温度和压强下，气体分子的物质的量决定了它们的体积 A　解析：根据n＝，其中Vm与温度、压强有关，不同气体，若温度、压强不确定，则Vm有可能相同，即使体积不同，n也有可能相同，A错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积约为22.4 L，即其摩尔体积为22.4 L/mol，B正确；对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，故当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子间的距离，C正确；根据n＝，可得V＝nVm，一定温度和压强下，V与n成正比，D正确。 3．(2025·湖北新高考联考协作体期中)现有标准状况下4.48 L CO与CO2的混合气体，总质量为6.4 g，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A．混合气体对氢气的相对密度为16 B．混合气体中CO与CO2的物质的量之比为3∶1 C．混合气体中O原子数为0.25NA D．将其通过足量Na2O2，固体质量将增加2.2 g D　解析：标准状况下4.48 L气体的物质的量为0.2 mol，总质量为6.4 g，则混合气体的平均摩尔质量为32 g/mol，混合气体对氢气的相对密度为16，A正确；混合气体的平均摩尔质量为32 g/mol，设CO为x mol，CO2为y mol，则＝32，解得，x∶y＝3∶1，B正确；两种气体的物质的量之和为0.2 mol，根据B分析可知，设CO为x mol，CO2为y mol，x∶y＝3∶1，x＋y＝0.2，则x＝0.15，y＝0.05，则混合气体中氧原子数为0.25NA，C正确；根据化学方程式2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，二氧化碳和过氧化钠反应使过氧化钠增重相当于和二氧化碳物质的量相等的一氧化碳的质量，则将其通过足量Na2O2，固体质量将增加0.05 mol×28 g/mol＝1.4 g，D错误。 4．(2024·河北石家庄五校期中)一个密闭容器，中间有一个可以自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成左、右两室，左室充入1 mol CO2，右室充入一定量的CO和O2，隔板位置如图Ⅰ所示，并持续用电火花引燃右室气体，充分反应，恢复至起始温度，隔板位置如图Ⅱ所示。右室中生成的CO2的物质的量为 (　　) A． mol B． mol C． mol D． mol B　解析：左室充入1 mol CO2，右室充入一定量的CO和O2后，隔板处于中间位置如图Ⅰ，说明左右两侧压强相等，相同的条件下，体积之比等于物质的量之比，则右侧混合气体的总物质的量为1 mol；持续用电火花引燃右室气体，发生反应：2CO＋O22CO2，充分反应恢复至起始温度，隔板位置如图Ⅱ，说明反应后右侧气体的总物质的量为×1 mol＝ mol，由化学方程式可知，反应过程中消耗CO的物质的量等于生成CO2的物质的量，且容器内气体减少的物质的量为参与反应的CO的物质的量的一半，故右室中生成CO2的物质的量为(1 mol－ mol)×2＝ mol。 5．(教材改编题)现有CO和CO2混合气体18 g，将该混合气体通过灼热氧化铜，完全反应测得最终CO2的体积为11.2 L(标准状况)。 (1)该混合气体中CO的质量为________g。 (2)该混合气体中CO2的体积(标准状况)约为______L。 (3)该混合气体的平均摩尔质量为__________g/mol，在标准状况下的密度约为_______g/L(保留两位小数)。 答案：(1)7　(2)5.6　(3)36　1.61 解析：设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为n(CO)、n(CO2)，根据题意可得： ①28n(CO)＋44n(CO2)＝18 g， ②n(CO)＋n(CO2)＝， 联立①②解得：n(CO)＝0.25 mol，n(CO2)＝0.25 mol。 (1)n(CO)＝0.25 mol，则有m(CO)＝0.25 mol×28 g/mol＝7 g。 (2)n(CO2)＝0.25 mol，则CO2在标准状况下的体积约为0.25 mol×22.4 L/mol＝5.6 L。 (3)混合气体的质量为18 g，总物质的量为0.5 mol，则混合气体的平均摩尔质量为＝36 g/mol。在标准状况下的密度为≈1.61 g/L。 学科网（北京）股份有限公司 $$