2.3.2 气体摩尔体积 讲义- 2025-2026学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 气体摩尔体积 ( 钠及其化合物 ) 一、气体摩尔体积 1．决定物质体积大小的因素 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。 2．气体摩尔体积 气体摩尔体积 标准状况下的气体摩尔体积 【特别提醒】 ①n＝，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。 ②标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。 3．标准状况下气体体积的计算 计算关系 公式 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 ⑤混合气体的平均摩尔质量＝＝22.4ρ混 g·mol－1 【课堂小练1】 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 2．下列有关气体摩尔体积的描述中，正确的是(　　) A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B．气体摩尔体积一定是22.4 L·mol－1 C．1 mol气体体积为22.4 L，则一定是标准状况 D．相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同 3．1 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．28V L·mol－1 C． L·mol－1 D． L·mol－1 4．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是______，16 g O2所占体积约是________。 (2)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是____________。 (3)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是________。 二、阿伏加德罗定律及推论 1．阿伏加德罗定律的内容 内容 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。 注意点 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，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。 理想气体的状态方程：pV＝nRT 其中：p为气体压强，V为气体体积，n为物质的量，R为常数，T为温度(单位为开尔文，符号是K) 由理想气体的状态方程结合物质的量的相关公式可以推出： 2．阿伏加德罗定律的推论 语言叙述 公式 同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝ 同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝ 同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 ＝ 可通过pV＝nRT及n＝、ρ＝导出) 【课堂小练2】 5．质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是(　　) A．分子个数之比为17∶16 B．同温同压下两种气体的体积之比为17∶16 C．氢原子个数之比为17∶12 D．原子个数之比为17∶16 6．在下列示意图中，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(　　) 7．同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的： (1)物质的量之比为 ________ 。 (2)分子数之比为________。 (3)原子数之比为 ________。 (4)质量之比为________。 (5)摩尔质量之比为________。 (6)密度之比为________。 【课时对点练习】 题组一　气体摩尔体积 1．下列叙述正确的是 A．标准状况下，1mol乙醇的体积约为22.4L B．0℃、101kPa下，任何气体的摩尔体积都约为 C．气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积 D．若1mol气体体积约为22.4L，则它所处的条件一定是“标准状况” 2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．标准状况下，40 g SO3所占的体积为11.2 L B．1 mol OH－所含的电子数为10NA C．标准状况下，28 g CO和N2的混合气体的体积为44.8 L D．1 mol NaHSO4晶体中含H＋数目为NA 3．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 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个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L B．25 ℃，1.01×105 Pa，32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.5NA C．标准状况下，11.2 L H2O含有的原子数为1.5NA D．常温常压下，44 g CO2含有的原子数为3NA 5．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-1　　　　　B．22.4 L·mol-1 C．22.8 L·mol-1 D．23.2 L·mol-1 题组二　阿伏加德罗定律及推论 6．一定温度和压强下，用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球，下列说法错误的是 A．气球甲中装的是O2 B．气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1：2 C．气球甲和气球乙中原子数之比为2：5 D．气球甲和气球乙中气体体积之比为1：2 7．某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室，室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g，向乙中充入1mol空气，此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是 A．甲室混合气体的分子总数为3NA B．甲室H2、O2的物质的量之比为1：3 C．甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍 D．若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温，忽略生成水的体积，活塞最终停留在刻度2处 8．三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体，以下各种情况下排序正确的是(　　) A．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)>ρ(N2)>ρ(O2) B．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p(H2)>p(N2)>p(O2) C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积：V(O2)>V(N2)>V(H2) D．当它们的压强和体积、温度均相同时，三种气体的质量：m(H2)>m(N2)>m(O2) 9．同温同压下，下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是(　　) A．分子数之比为1∶1 B．密度之比为16∶11 C．密度之比为11∶16 D．体积之比为16∶11 10．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 11．图中两条曲线分别表示 1 g C3H6、1 g M 气体在相同体积的容器中压强和温度的关系图，试据图形判断 M 气体可能是(　　) A．CO B．SO2 C．C3H8 D．C12 12．现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积为 8.96 L。请回答下列问题： (1)该混合气体的平均摩尔质量为______________。 (2)混合气体中碳原子的个数为________________(用NA 表示阿伏加德罗常数的值)。 (3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。 ①气球中收集到的气体的质量为______________。 ②气球中收集到的气体中，电子总数为________(用NA 表示，假设气体全部进入气球中)。 ③气球的体积为________________L(忽略气球弹性的影响)。 ④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为________________ (用NA 表示)。 【参考答案】 【课堂小练1】 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。解析：A中没有指明该物质所处的温度、压强；B中没有指明该物质的状态；C中在非标准状况下，气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol－1；选项D正确。 2．下列有关气体摩尔体积的描述中，正确的是(　　) A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B．气体摩尔体积一定是22.4 L·mol－1 C．1 mol气体体积为22.4 L，则一定是标准状况 D．相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同 答案　A。解析：气体体积受温度、压强的影响，随着条件的不同，气体摩尔体积对应的数值有无数种，不一定是22.4 L·mol－1，B错误；非标准状况通过调节温度和压强也可以使1 mol气体体积达到22.4 L，C错误；气体摩尔体积与物质的量无关，当条件不同时气体的气体摩尔体积不一定相同，D错误。 3．1 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．28V L·mol－1 C． L·mol－1 D． L·mol－1 答案　B。解析：氮气的摩尔体积为V L÷(1 g÷28 g·mol－1)＝28V L·mol－1。 4．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是______，16 g O2所占体积约是________。 (2)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是____________。 (3)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是________。 答案　(1)1.5 mol　11.2 L　(2)44.8 L　(3)NA 【课堂小练2】 5．质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是(　　) A．分子个数之比为17∶16 B．同温同压下两种气体的体积之比为17∶16 C．氢原子个数之比为17∶12 D．原子个数之比为17∶16 答案　D 解析　质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为∶＝17∶16。分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16，故A正确；同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，为17∶16，故B正确；氢原子个数之比为(×4)∶(×3)＝17∶12，故C正确；原子个数之比为(×5)∶(×4)＝85∶64，故D错误。 6．在下列示意图中，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　H2的摩尔质量为2 g·mol－1，He的摩尔质量为4 g·mol－1。根据n＝，等质量的氢气和氦气的物质的量和摩尔质量成反比，所以物质的量之比为4∶2＝2∶1，根据n＝，物质的量和粒子个数成正比，所以氢气和氦气的分子个数比为2∶1。根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积和物质的量成正比，所以V(H2)∶V(He)＝2∶1。氢气是双原子分子，氦气是单原子分子。 7．同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的： (1)物质的量之比为 ________ 。 (2)分子数之比为________。 (3)原子数之比为 ________。 (4)质量之比为________。 (5)摩尔质量之比为________。 (6)密度之比为________。 答案　(1)1∶2　(2)1∶2　(3)3∶4　(4)11∶14　(5)11∶7　(6)11∶7 【课时对点练习】 题组一　气体摩尔体积 1．下列叙述正确的是 A．标准状况下，1mol乙醇的体积约为22.4L B．0℃、101kPa下，任何气体的摩尔体积都约为 C．气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积 D．若1mol气体体积约为22.4L，则它所处的条件一定是“标准状况” 【答案】B 【解析】A．标况下乙醇为液体，故1mol乙醇的体积小于22.4L，故A错误；B．0℃、101kPa下，1mol任何气体所占体积约为22.4L，任何气体的摩尔体积都约为，故B正确；C．气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，不一定在标准状况下，故C错误；D．决定气体的体积大小的主要因素为粒子数目和粒子间的距离，标况下1molN2O气体的体积约为22.4L，在其它温度和压强下其体积也可能为22.4L，故D错误；故选B。 2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．标准状况下，40 g SO3所占的体积为11.2 L B．1 mol OH－所含的电子数为10NA C．标准状况下，28 g CO和N2的混合气体的体积为44.8 L D．1 mol NaHSO4晶体中含H＋数目为NA 答案　B 解析　标准状况下，SO3为固体，故40 g SO3即0.5 mol SO3的体积小于11.2 L，A错误；1个OH－中含10个电子，故1 mol OH－中含10NA个电子，B正确；CO和氮气的摩尔质量均为28 g·mol－1，故28 g混合物的物质的量为1 mol，则标准状况下，气体的体积V＝nVm＝1 mol×22.4 L·mol－1＝22.4 L，C错误；NaHSO4晶体中不含H＋，D错误。 3．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 答案　C。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,相同条件下体积也相同, B正确;C项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。 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个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L B．25 ℃，1.01×105 Pa，32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.5NA C．标准状况下，11.2 L H2O含有的原子数为1.5NA D．常温常压下，44 g CO2含有的原子数为3NA 答案　D。解析：A项,氦为单原子分子,NA个氦原子在标准状况下的体积为22.4 L;B项,所含的氧原子数为2NA;C项,在标准状况下,水为液体。 5．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-1　　　　　B．22.4 L·mol-1 C．22.8 L·mol-1 D．23.2 L·mol-1 答案　C。27.2 g H2S的物质的量为0.8 mol,则0.8 mol×Vm=18.24 L,解得Vm=22.8 L·mol-1。 题组二　阿伏加德罗定律及推论 6．一定温度和压强下，用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球，下列说法错误的是 A．气球甲中装的是O2 B．气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1：2 C．气球甲和气球乙中原子数之比为2：5 D．气球甲和气球乙中气体体积之比为1：2 【答案】C 【解析】A．一定温度压强下，气体的Vm是相等的，用mg的CH4、O2分别吹出两个体积大小不同的气球，则根据，，得到体积和相对分子质量成反比，所以体积的大小顺序是：CH4>O2，甲中装的是O2，乙中装的是CH4，A正确；B．根据n=，质量相等的两种气体，物质的量之比与摩尔质量成反比，则气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1：2，B正确；C．由上述分析已知气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1：2，甲为氧气含2个原子，乙为甲烷含5个原子，则气球甲和气球乙中原子数之比为(1×2)：(2×5)=1：5，C错误；D．一定温度和压强下，气体体积之比等于气体物质的量之比，气球甲和气球乙中气体体积之比为1：2，D正确；故选C。 7．某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室，室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g，向乙中充入1mol空气，此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是 A．甲室混合气体的分子总数为3NA B．甲室H2、O2的物质的量之比为1：3 C．甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍 D．若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温，忽略生成水的体积，活塞最终停留在刻度2处 【答案】D 8．三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体，以下各种情况下排序正确的是(　　) A．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)>ρ(N2)>ρ(O2) B．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p(H2)>p(N2)>p(O2) C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积：V(O2)>V(N2)>V(H2) D．当它们的压强和体积、温度均相同时，三种气体的质量：m(H2)>m(N2)>m(O2) 答案　B。解析：氢气的摩尔质量是2 g/mol，氮气的摩尔质量是28 g/mol，氧气的摩尔质量是32 g/mol，当温度和压强相同时，气体摩尔体积相同，根据ρ＝知，气体密度与摩尔质量成正比，根据摩尔质量知，三种气体的密度大小顺序是ρ(H2)<ρ(N2)<ρ(O2)，A错误；根据pV＝nRT＝RT得pM＝RT＝ρRT，当温度和密度相同时，气体压强与摩尔质量成反比，所以三种气体的压强大小顺序是p(H2)>p(N2)>p(O2)，B正确；根据pV＝nRT＝RT得V＝，当它们的质量、温度和压强均相同时，气体体积与摩尔质量成反比，所以这三种气体体积大小顺序是V(O2)<V(N2)<V(H2)，C错误；根据pV＝nRT＝RT得m＝，当它们的压强、体积和温度均相同时，气体质量与摩尔质量成正比，所以三种气体的质量大小顺序是m(H2)<m(N2)<m(O2)，D错误。 9．同温同压下，下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是(　　) A．分子数之比为1∶1 B．密度之比为16∶11 C．密度之比为11∶16 D．体积之比为16∶11 答案　B。解析：同温同压下，等质量的SO2和CO2存在如下关系： ＝＝， ＝。 由＝＝， 故＝＝＝； ＝＝。 故只有B正确。 10．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 答案　D。解析：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，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，答案为D项。 11．图中两条曲线分别表示 1 g C3H6、1 g M 气体在相同体积的容器中压强和温度的关系图，试据图形判断 M 气体可能是(　　) A．CO B．SO2 C．C3H8 D．C12 答案　A。解析：在体积相等的容器中，气体的物质的量越大，则压强越大，1 g C3H6的物质的量为 mol，由图像可知在温度为50 ℃时，两种气体的压强之比为1.2∶0.8，则物质的量之比为1.2∶0.8，设气体M的相对分子质量为x，则∶＝0.8∶1.2，x＝28。 12．现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积为 8.96 L。请回答下列问题： (1)该混合气体的平均摩尔质量为______________。 (2)混合气体中碳原子的个数为________________(用NA 表示阿伏加德罗常数的值)。 (3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。 ①气球中收集到的气体的质量为______________。 ②气球中收集到的气体中，电子总数为________(用NA 表示，假设气体全部进入气球中)。 ③气球的体积为________________L(忽略气球弹性的影响)。 ④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为________________ (用NA 表示)。 答案　(1)40 g·mol－1　(2)0.4NA　(3)①2.8 g　②1.4NA　③2.24　④0.3NA 解析　16.0 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L，则混合气体的总物质的量是＝0.4 mol，设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol，根据C原子守恒可知x＋y＝0.4，根据质量守恒可得28x＋44y＝16，联立解得x＝0.1、y＝0.3。 (1)该混合气体的平均摩尔质量为＝40 g·mol－1。(2)CO和CO2分子中都只含1个碳原子，混合气体的总物质的量是0.4 mol，所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。(3)①二氧化碳被氢氧化钠吸收，气球中收集到的气体是CO，CO的摩尔质量为28 g·mol－1，其质量m＝0.1 mol×28 g·mol－1＝2.8 g。②1个CO分子中有14个电子，气球中收集到的气体是0.1 mol CO，电子总数为1.4NA。③气球中收集到的气体是0.1 mol CO，标准状况下，气球的体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。④若将混合气体通入足量的 Na2O2中，发生反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，该反应为过氧化钠的歧化反应，0.3 mol CO2参与反应，生成0.15 mol氧气，转移0.3NA个电子。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$