第2章 第3节 第2课时 气体摩尔体积(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（人教版）

第2课时　气体摩尔体积 学习目标 核心素养 1．知道气体摩尔体积的含义，能够进行物质的量与物质的质量、标准状况下气体的体积之间的换算。 2．能利用物质的量及其相关的量定量地认识化学反应并能进行简单的计算。 1．宏观辨识与微观探析：理解气体摩尔体积的含义，能从宏观和微观相结合的角度认识m、V、n之间的关系。 2．变化观念：对于有气体参加或生成的反应，能从物质的量和气体体积的角度来重新认识化学反应中各量之间的关系，体会物质的量、物质的质量、物质的体积、微观粒子数之间的关系。 知识点一　气体摩尔体积 1．决定物质体积大小的因素 (1)物质体积大小的影响因素 (2)粒子数目相同的物质的体积关系 2．气体摩尔体积 (1)标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时一定是标准状况下吗？ __不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积(Vm)仍可能保持不变，如升高温度的同时增加压强。__ (2)标准状况下0.2 mol H2 与0.8 mol O2的混合气体的体积也是22.4 L吗？ __是，气体摩尔体积适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。__ 1．标准状况下的气体摩尔体积 (1)1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。 因此在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状态。 (2)1种状态：必须为气体。 如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。 (3)2个数据：“1 mol”“约22.4 L”。 2．气体摩尔体积的适用范围 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，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。 3．气体摩尔体积的计算 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。 【特别提醒】　(1)气体摩尔体积的描述对象是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。 (2)不同温度和压强下，气体摩尔体积不同，例如在25℃、101 kPa时，Vm＝24.5 L·mol－1”。因此，在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体所处的温度和压强。 　设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等 B．常温常压下，18 g H2O中含有的原子总数为3NA C．标准状况下，22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA D．常温常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子 【解析】　因为不知道11.2 L O2是否处于标准状况下，所以无法计算其物质的量，A选项错误；18 g水为1 mol，每个水分子中有3个原子，所以18 g水所含的原子总数为3NA，B正确；标准状况下四氯化碳为液态，故无法计算其物质的量，C错误；D项中已知气体的体积求物质的量，必须知道气体摩尔体积，所以条件错误，D错误。 【答案】　B [变式训练1]　下列有关气体所占体积的说法中正确的是(　　) A．1 mol任何气体的体积都约为22.4 L B．1 mol H2的质量是1 g，它所占的体积是22.4 L C．在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L·mol－1 D．在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L 【解析】　没有指明标准状况，A项错误；1 mol H2的质量是2 g，标准状况下的体积约为22.4 L，B项错误；标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L，注意体积单位是“L”，而不是“L·mol－1”，C项错误，D项正确。 【答案】　D 知识点二　阿伏加德罗定律 1．气体体积与物质的量关系的实验探究 (1)实验观察 电解水的实验装置如下图所示： 由图可知：A试管中收集到的气体是__氢气__，B试管中收集到的气体是__氧气__，二者的体积之比是__2∶1__。 (2)计算推理 若有1.8 g水电解，产生氢气的质量为__0.2__g，物质的量为__0.1__mol；产生氧气的质量为__1.6__g，物质的量为__0.05__mol；二者物质的量之比为__2∶1__。 (3)相关结论 ①同温同压下，气体的物质的量之比等于__体积__之比。 ②同温同压下，1 mol的不同气体，其体积__相同__。 2．阿伏加德罗定律 (1)定律内容：同温同压下，相同体积的任何气体都含有__相同的分子数__。 (2)特别提示： 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，共同存在，相互制约，且“三同定一同”； ③标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。 (3)有关推论： ①同温同压下，气体的体积之比等于其__物质的量__之比； ②同温同体积时，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； ④同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其__摩尔质量__之比。 (1)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子吗？ __不一定。同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，但分子中所含有的原子数不一定相同，如稀有气体He、Ne等是单原子分子，H2是双原子分子，O3是多原子分子。__ (2)结合气体体积的影响因素，思考分析“若两种气体体积相同，所含分子数也一定相同”的说法正确吗？ __不正确。因为气体体积受温度和压强的影响较大，当温度和压强不同时，体积相同的两气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。__ 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，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，压强比等于物质的量之比，等于分子数之比 同温同物质的量 ＝ 同温同物质的量下，压强比等于体积的反比 同温同压 ＝ 同温同压下，密度比等于摩尔质量之比 同温同压同体积 ＝ 同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比 　在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3，当这两个容器内温度和压强相等时，下列说法正确的是(　　) A．两种气体的物质的量不相等 B．两种气体的质量相等 C．两种气体所含的原子数目相等 D．两种气体所含的分子数目相等 【解析】　等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数，A错误，D正确；因其摩尔质量不相等，故其质量不相等，B错误；因分子的组成不相同，在分子数相同的前提下，其原子数是不相同的，C错误。 【答案】　D 1．下列叙述中，正确的是(　　) A．1 mol SO2的质量只有在标准状况下才约为64 g B．物质的体积大小取决于粒子数目的多少、粒子间的距离和粒子大小 C．在20 ℃时，1 mol任何气体的体积总比22.4 L大 D．1 mol H2和O2的混合气体，在标准状况下的体积大于22.4 L 【解析】　气体的质量与气体的温度、压强无关，A错误；物质的体积大小取决于粒子数目的多少、粒子间的距离和粒子大小，B正确；气体摩尔体积与气体的温度、压强有关，在20 ℃时，1 mol任何气体的体积可能比22.4 L大，也可能比22.4 L小，还可能等于22.4 L，C错误；在标准状况下，1 mol任何气体(可以是纯净气体，也可以是混合气体)的体积都约是22.4 L，D错误。 【答案】　B 2．设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，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA B．常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA C．标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NA D．标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA 【答案】　B 3．有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况下)，该气体的摩尔质量是(　　) A．28.4　　　　 B．28.4 g·mol－1 C．71 D．71 g·mol－1 【解析】　标准状况下4.48 L气体的物质的量为＝0.2 mol，其质量为14.2 g，则该气体的摩尔质量是＝71 g·mol－1。 【答案】　D 4．下列说法正确的是(　　) A．20℃、1.01×105 Pa时，同体积的氧气和氮气含有相同数目的分子 B．1 mol气态物质，当体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况 C．同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者 D．同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同 【答案】　A 5．同温同压下，1mol氢气与1 mol氧气，它们的(　　) A．质量相同，体积不同 B．分子数相同，质量不同 C．体积相同，分子数不同 D．体积相同，原子数不同 【解析】　同温同压下，物质的量相同的氢气和氧气，其分子数和体积都相同；它们都是双原子分子，含有的原子数也相同；它们的摩尔质量不同，其质量一定不同。 【答案】　B 6．标准状况下，若11.2 L氧气含有n个氧原子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为(　　) A．4n　　　　　　　 B．3n C．2n D．n 【解析】　NA＝＝n mol－1。 【答案】　D 课时作业(十二)　气体摩尔体积 1．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是(　　) A．气体的分子大小不同 B．气体的物质的量不同 C．气体分子的化学性质不同 D．气体分子间的平均距离不同 【解析】　同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。 【答案】　B 2．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　) 【解析】　将n＝代入V＝Vm·n＝，由此可知相同质量、相同温度和压强下，气体体积与摩尔质量成反比。该四种气体中CH4摩尔质量最小，故体积最大。 【答案】　D 3．设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，11.2 L氧气所含的原子数为NA B．标准状况下，22.4 L NH3所含的电子数为10NA C．常温常压下，22.4 L O3含有的氧原子数为3NA D．标准状况下，11.2 L H2O所含的分子数为0.5NA 【解析】　常温常压下，11.2 L氧气的物质的量不是0.5 mol，所含的原子数不为NA，A错误；标准状况下，22.4 L NH3的物质的量为1 mol,1 mol NH3中含有10 mol电子，含有的电子数为10NA，B正确；常温常压下，22.4 L O3的物质的量不是1 mol，氧原子数不为3NA，C错误；标准状况下水不是气体，11.2 L H2O的物质的量不是0.5 mol，所含的分子数不为0.5NA，D错误。 【答案】　B 4．在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的(　　) A．质量为12 g B．物质的量为6 mol C．体积为22.4 L D．物质的量为12 mol 【解析】　12 g H2的物质的量为6 mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6 mol，B正确，N2的质量为：28 g/mol×6 mol＝168 g，A错误；体积为22.4 L/mol×6 mol＝134.4 L，C错误。 【答案】　B 5．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 【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－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。 【答案】　D 6．同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述正确的是(　　) A．密度比为16∶11 B．分子个数比为16∶11 C．体积比为1∶1 D．氧原子个数比为1∶1 【解析】　设两种物质的质量都为1 g，则SO2和CO2的物质的量之比为∶＝11∶16。同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，则SO2和CO2的体积之比为11∶16，故密度之比为∶＝16∶11，A项正确，C项错误；根据N＝nNA可知，气体的物质的量之比等于分子数目之比，则比值为11∶16，B项错误；SO2和CO2的物质的量之比为11∶16，氧原子的个数比为(2×11)∶(2×16)＝11∶16，D项错误。 【答案】　A 7．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(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的H2与He的是(　　) A. B. C. D. 【解析】　H2是双原子分子，He是单原子分子，B不正确。He的相对分子质量是H2的2倍，所以等质量的H2和He，H2的物质的量是He的2倍，在相同条件下，气体的物质的量与体积成正比，A正确，C、D不正确。 【答案】　A 8．某气体在标准状况下的密度为1.25 g/L，该气体的相对分子质量为(　　) A．44 B．28 C．32 D．16 【解析】　该气体的摩尔质量M＝ρ(标准状况)·Vm＝1.25 g/L×22.4 L/mol＝28 g/mol，所以该气体的相对分子质量为28。 【答案】　B 9．1 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 【解析】　氮气的摩尔体积为V L÷(1 g÷28 g·mol－1)＝28V L·mol－1。 【答案】　B 10．设NA为阿伏加德罗常数的值，标准状况下O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积应是(　　) A.L B.L C.L D.L 【解析】　根据其组分及其含量相同，所以其质量与分子数成正比，设ng该混合气体含有的分子数为x个， 质量与分子数的比列式为：mg∶b＝ng∶x， x＝＝个； ng该混合气体含有的物质的量为： n＝＝mol＝mol， 其体积为： V＝n×Vm＝mol×Vm ＝mol×22.4 L/mol ＝L， 故选：A。 【答案】　A 11．在标准状况下，若1 L H2有n个分子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　) A．22.4n mol－1 B．44.8n mol－1 C. mol－1 D. mol－1 【解析】　标准状况下，1 L H2的物质的量为 mol，分子数为×NA＝，即n＝ mol，NA＝22.4n mol－1。 【答案】　A 12．CO和CO2的混合气体18 g，与过量的O2充分反应后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。 (1)原混合气体中CO的质量是________g; (2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L; (3)原混合气体在标准状况下的密度是________g·L－1; (4)原混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。 【解析】　CO发生反应：2CO＋O22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，与O2充分反应后CO2的总体积为11.2 L，故在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，其物质的量为0.5 mol，设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，则，解得x＝0.25，y＝0.25。 (1)原混合气体中CO的质量＝28 g·mol－1×0.25 mol＝7 g。 (2)原混合气体中，CO2在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。 (3)原混合气体的密度＝≈1.61 g·L－1。 (4)解法一：＝ρ(标准状况)·22.4 L·mol－1＝1.61 g·L－1×22.4 L·mol－1≈36 g·mol－1； 解法二：＝＝36 g·mol－1； 解法三：＝28 g·mol－1×50%＋44 g·mol－1×50%＝36 g·mol－1。 【答案】　(1)7　(2)5.6　(3)1.61　(4)36 13．(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，分子个数之比为______________；氧原子个数之比为____________；相同条件下的体积之比为__________。 (2)标准状况下，1.7 g NH3的体积为________L，它与标准状况下________L H2S含有相同数目的氢原子。 (3)某气体氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，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____________。 【解析】　(1)质量之比为16∶7∶6，说明其物质的量之比为∶∶＝5∶5∶4，所以其分子数之比为5∶5∶4，氧原子数之比为10∶5∶4，相同条件下的体积之比为5∶5∶4。 (2)1.7 g NH3的物质的量为1.7 g÷17 g·mol－1＝0.1 mol，在标准状况下的体积为 0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L，0.1 mol NH3含有0.3 mol H，与0.15 mol H2S含有相同数目的氢原子，则标准状况下0.15 mol H2S的体积为0.15 mol×22.4 L·mol－1＝3.36 L。 (3)在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，其物质的量为0.448 L÷22.4 L·mol－1＝0.02 mol，摩尔质量为1.28g÷0.02 mol＝64 g·mol－1，R的相对原子质量为64－16×2＝32。 【答案】　(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4 (2)2.24　3.36 (3)64 g·mol－1　32 学科网（北京）股份有限公司 $$