专题1 第2单元 第2课时 气体摩尔体积-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（苏教版）

第2课时　气体摩尔体积 [学习目标]　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。 任务一　气体摩尔体积 1.决定物质体积大小的因素 (1)宏观物质具有不同的聚集状态。从微观粒子的角度分析，影响物质体积大小的因素有： (2)相同条件下，1 mol固体、液体的体积差别较大。因为相同物质的量的固体或液体中　微粒数目　相同，　微粒大小　不同，其体积不同。 (3)同温同压下气体　微粒间的距离　相同，当气体　微粒数目　相同时，其体积相同。 2.气体摩尔体积 (1)定义：单位　物质的量　的气体所占有的　体积　称为气体摩尔体积。符号：Vm，单位：L·mol－1(或L/mol)和m3·mol－1(或m3/mol)。 (2)计算公式：Vm＝　　。 (3)影响气体摩尔体积的因素 ①单位物质的量的气体分子数都是NA，气体摩尔体积的数值取决于气体所处的　温度　和　压强　。 ②标准状况下(即273 K和101 kPa)，气体摩尔体积约为　22.4 L·mol－1　。 学生用书⬇第9页 [交流研讨]　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 回答下列问题： (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)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？ 提示：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，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体体积约为22.4 L。 1.同温同压下，两种气体的体积不相同，其主要原因是(　　) A.分子大小不同 B.分子间距离不同 C.性质不同 D.分子数不同 答案：D 解析：对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子的直径，同温同压下气体粒子间的距离相等，气体的体积取决于粒子数目，故选D。 2.(2024·三明一中高一月考)下列有关气体摩尔体积的说法中，错误的是(　　) A.一定温度和压强下，任何具有相同数目分子的气体都具有大致相同的体积 B.单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积 C.在标准状况下，1 mol乙醇的体积约为22.4 L D.在标准状况下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1 答案：C 解析：当温度和压强一定时，任何具有相同分子数的气体物质一定具有相同的体积，选项A正确；气体摩尔体积即为单位物质的量的气体所占的体积，选项B正确；乙醇在标准状况下不是气体，无法运用气体摩尔体积公式V＝nVm计算，选项C错误；在标准状况下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol，选项D正确。 3.(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是　　，16 g O2所占的体积约是　　。 (2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占的体积约是　　。 (3)标准状况下，34 g NH3的物质的量是　　，所占的体积约是　　，所含的NH3分子数约是　　。 (4)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约为　　。 答案：(1)1.5 mol　11.2 L　(2)44.8 L　(3)2 mol　44.8 L　2NA(或1.204×1024)　(4)NA(或6.02×1023) 气体摩尔体积的相关计算 ①气体的物质的量n＝ ②气体的摩尔质量M＝ ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA ④气体的质量m＝n·M＝·M 学生用书⬇第10页 任务二　阿伏加德罗定律 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 续表 相同条件 结论 公式 语言叙述 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。 [交流研讨]　用以下实验装置验证气体摩尔体积。 ①在托盘天平上准确称取6.5 g锌粒和10.6 g Na2CO3分别放入两个相同的气球中。 ②在两个锥形瓶中各加入稍过量的稀硫酸(已知此时反应生成的气体的物质的量相等)。 ③将气球口紧紧密封固定在锥形瓶口上，密封不漏气。 ④把气囊中的物质缓缓倒入锥形瓶中，让它们充分反应，直至完全。 回答下列问题： (1)当反应完全后，可以观察到什么现象？ 提示：两个气球几乎一样大。 (2)你能解释上述现象的原因吗？ 提示：因为两个反应生成的气体的物质的量相同，在相同条件下，占有的体积也相同。 1.(2024·福州四校联盟高一质检)同温同压下，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(　　) 答案：D 解析：在同温同压下，气体的物质的量越大，气体所占的体积越大；对于等质量的气体，摩尔质量越小，气体的物质的量越大(n＝)。四种气体中，CH4的摩尔质量最小为16 g·mol－1，质量相等的四种气体中，CH4的物质的量最大，故其体积最大，故选D。 2.(2024·河北武安一中高一月考)如图是两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　) A.气体质量相等 B.气体密度相等 C.所含原子数相等 D.摩尔质量相等 答案：C 解析：同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，两瓶气体体积相等，则两瓶气体的物质的量相等，结合分子的组成分析判断，左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时，相当于NO，与右瓶内NO的质量相等，但左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1，故质量不一定相等，A错误；左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时，相当于NO，与右瓶内NO的密度相等，但左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1，故密度不一定相等，B错误；都是双原子分子，物质的量相等的气体含有的原子数目相等，C正确；左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时，相当于NO，与右瓶内NO的摩尔质量相等，但左瓶中氮气和氧气物质的量之比不一定为1∶1，故摩尔质量不一定相等，D错误。 学生用书⬇第11页 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.(2024·江苏宿豫区实验高中高一月考)下列说法中正确的是(　　) A.标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L B.1 mol任何气体，体积均为22.4 L C.在标准状况下，0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L D.通常状况下，1 mol N2的体积约为22.4 L 答案：C 解析：标准状况下水为冰水混合物，不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算，故A错误；未指明气体所处状况，无法计算该气体体积，故B错误；N2、O2可共存，二者物质的量之和为1 mol，标准状况下总体积约为22.4 L，故C正确；通常状况下，1 mol N2体积不是22.4 L，故D错误。 3.同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是(　　) A.同温同压下，甲和乙的密度之比为1∶1 B.甲与乙的相对分子质量之比为1∶1 C.同温同体积下，等质量的甲和乙的压强之比为1∶1 D.等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1 答案：D 解析：同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据ρ＝知，二者密度相同，故A正确；根据m＝nM＝×M知，二者的相对分子质量之比为1∶1，故B正确；根据pV＝nRT＝RT知，同温同体积下，等质量的甲和乙的压强之比等于其摩尔质量的反比，因为二者摩尔质量相同，所以压强相同，故C正确；等质量的两种气体的物质的量相同，但二者分子中所含原子数未知，所以无法判断所含原子数是否相同，故D错误。 4.(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　　。 答案：(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4 (2)64 g·mol－1　32 课时测评3　气体摩尔体积 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－10题，每小题3分，共30分) 题点1　气体摩尔体积 1.下列说法正确的是(　　) A.1 mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定 B.1 mol气体的体积主要由微粒的大小决定 C.O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1 D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小 答案：D 解析：物质三态中气体微粒之间的距离最大，固体或液体中粒子间距离小，则1 mol固体或液体的体积主要由粒子的大小决定，1 mol气体的体积主要由微粒间距离决定，A、B错误；状况未知，气体摩尔体积不确定，C错误；物质三态中气体微粒之间的距离大，固体或液体中粒子间距离小，因此气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小，D正确。 2.下列有关气体摩尔体积的描述正确的是(　　) A.在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B.只有在0 ℃，101 kPa下的1 mol气体所占体积是22.4 L C.标准状况下，1 mol乙醇的体积约为22.4 L D.相同物质的量的两种气体，其体积也相同 答案：A 解析：单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积，在标准状况下，Vm＝22.4 L·mol－1，故A正确；在标准状况下，1 mol气体所占的体积约为22.4 L，但并非只有在标准状况下，1 mol气体所占体积才是22.4 L，故B错误；标准状况下，乙醇为液态，则1 mol乙醇的体积不为22.4 L，故C错误；相同温度、压强下，相同物质的量的两种气体，其体积相同，故D错误。 3.(2024·扬州高邮一中高一考试)在相同条件下，下列各组气体中，分子数一定相同的是(　　) A.14 g N2和32 g O2 B.34 g NH3和4 g H2 C.2 L CO2和2 L H2O D.11.2 L O2和0.5 mol O2 答案：B 解析：根据N＝n·NA可知，只要物质的物质的量相等，其分子数一定就是相等的。14 g N2和32 g O2的物质的量分别是0.5 mol和1 mol，分子数不相等，A错误；34 g NH3和4 g H2的物质的量都是2 mol，分子数相等，B正确；常温常压下，水是液态，不是气体，故两者分子数不相等，C错误；未说明气体所处状况，所以11.2 L氧气的物质的量不一定是0.5 mol，故两者分子数不一定是相等的，D错误。 4.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＝。 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 解析：27.2 g H2S的物质的量n＝＝0.8 mol，则Vm＝＝22.8 L·mol－1。 题点2　阿伏加德罗定律及其推论 6.(2024·河北唐山高一上段考)如图所示，同温同压下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢所含原子数一定相等的是(　　) 答案：C 解析：同温同压下，氯化氢和四种混合气体的体积相等，则它们的物质的量相等，HCl为双原子分子，则与HCl所含原子数相同的混合气体(以任意体积比混合)中，两种气体都必须为双原子分子，故选C。 7.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。 8.同温同压下，两容器分别充入等质量的C2H4和C3H6气体，有关两容器内的气体，下列说法正确的是(　　) A.两种气体的密度之比为1∶1 B.氢原子数之比为1∶1 C.两容器的体积之比为2∶3 D.分子数之比为2∶3 答案：B 解析：C2H4和C3H6的摩尔质量之比为28∶42＝2∶3，根据n＝，等质量的C2H4和C3H6气体物质的量之比为3∶2，分子数、体积之比均等于物质的量之比为3∶2，密度之比等于摩尔质量之比为2∶3，氢原子数之比均为(3×4)∶(2×6)＝1∶1。 9.在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是(　　) A.同质量、不同密度的N2和C2H4 B.同温度、同体积的O2和N2 C.同体积、同密度的C2H4和CO2 D.同压强、同体积的O2和N2 答案：A 解析：N2和C2H4的摩尔质量相同，二者质量相同，根据n＝可知，二者的物质的量相同，则二者含有分子数目相等，A正确；同温度、同体积的O2和N2，影响二者物质的量的因素有压强，二者的压强若相等，含有相同的分子数目，但二者压强不一定相同，含有分子数目不一定相等，B错误；同体积、同密度的CO2和C2H4，由m＝ρV可知，质量相同，但两者摩尔质量不同，根据n＝可知，二者的物质的量不同，则二者含有分子数目不相等，C错误；同压强、同体积的O2和N2，影响二者体积的因素还有温度，二者的温度若相等，含有相同的分子数目，但二者温度不一定相同，所以含有分子数目不一定相等，D错误。 10.在一定温度下有分解反应A(s)B(s)＋C(g)＋4D(g)，若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时，所得B的质量为30 g，A的摩尔质量为(　　) A.50 g·mol－1 B.120 g·mol－1 C.180 g·mol－1 D.250 g·mol－1 答案：D 解析：根据阿伏加德罗定律进行计算，生成的气体的物质的量可合并，设生成某气体，化学计量数为5。生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，说明生成的气体的摩尔质量是氢气的10倍，即20 g·mol－1，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L(即1 mol)时，生成气体的质量为1 mol×20 g·mol－1＝20 g，所得B的质量为30 g，根据质量守恒定律可知，A的质量为20 g＋30 g＝50 g，根据分解反应A(s)B(s)＋C(g)＋4D(g)，气体共1 mol，即A的物质的量为0.2 mol，A的摩尔质量为＝250 g·mol－1。 11.(8分)现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g/mol。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则： (1)该气体的物质的量为　　 mol。 (2)该气体所含原子总数为　　个。 (3)该气体在标准状况下的体积为　　 L。 (4)该气体在标准状况下的密度为　　 g/L。 答案：(1)　(2)　(3)　(4) 解析：(1)由n＝可求；(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数；(3)由V＝nVm可求得该气体在标准状况下的体积；(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度。 12.(22分)(2024·河北武安一中高一月考)某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2，实验装置如下。 实验步骤如下： ①连接好实验装置。 ②　　　　　　　。 ③把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95 g。 ④加热，开始反应，直到不再有气体产生为止。 ⑤读取量气管读数，测得氧气的体积为367.5 mL。 ⑥准确称量试管和残留物的质量为15.47 g。 回答下列问题。 (1)写出氯酸钾分解制O2的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (2)实验步骤的第②步是　　　　　　　。 (3)实验过程中产生氧气的物质的量是　　 mol；实验测得该条件下的气体摩尔体积是　　。 (4)为准确读出氧气的体积，需进行以下操作，正确的顺序为　　(填序号)。 ①调整量气管高度，使其液面高度与水准管液面高度相平； ②气体应恢复到室温下； ③视线与凹液面最低处相平。 (5)对比标准气体摩尔体积，根据以上实验得出结论，气体摩尔体积与　　相关。 答案：(1)2KClO32KCl＋3O2↑　(2)检验装置的气密性　(3)0.015　24.5 L/mol　(4)②①③　(5)温度 解析：制取气体时，需将装置连接好，然后检查装置的气密性；为测定气体的摩尔体积，固体KClO3完全分解时，需准确测定固体的质量变化及生成气体的体积。(1)利用二氧化锰的催化作用，将氯酸钾加热分解制O2，化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑；(2)实验步骤的第②步是进行实验前的最后准备，操作为检验装置的气密性；(3)生成的氧气的质量m＝15.95 g－15.47 g＝0.48 g，氧气的物质的量n＝＝0.015 mol；Vm＝＝24.5 L/mol；(4)测量气体体积时，待气体温度恢复到室温，使量气管内液面与水准管内液面相平，读数时，应平视凹液面最低处，故顺序为②①③；(5)该实验在常温常压(25 ℃ 101 kPa)下进行，对比标准状况下(0 ℃，101 kPa)气体摩尔体积可知，气体摩尔体积与温度有关。 学科网（北京）股份有限公司 $