第2章 第3节 第2课时 气体摩尔体积-【金版教程】2025-2026学年高中化学必修第一册创新导学案Word（人教版 不定项版）

该高中化学导学案聚焦气体摩尔体积，引导学生理解影响物质体积的因素，掌握气体摩尔体积含义及阿伏加德罗定律。通过判断正误、数据表格分析等导入，建立n、m、V计算模型，衔接物质的量与气体体积关系，搭建学习支架。 资料以启思研讨驱动科学探究，结合宏观数据与微观分析培养科学思维，通过分层练习（例题、随堂提升、课时作业）强化模型认知。注重化学观念建构，助力学生形成证据推理能力，提升解决真实问题的实践素养，适合课堂教学与自主学习。

化学　必修　第一册　RJ 第二课时　气体摩尔体积 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。 1．物质体积大小的影响因素 2．气体摩尔体积 (1) (2)影响因素 气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。 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。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在相同条件下，气体体积由其分子大小和数目决定。(　　) (2)同温同压下，1 mol气体的体积均为22.4 L。(　　) (3)0.5 mol H2的体积约是11.2 L。(　　) (4)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(　　) (5)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。(　　) (6)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 启思研讨　教师独具内容 (1)感知22.4 L气体体积的大小： (2)对一定量气体体积的探究。 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 [问题探究] 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．标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L吗？计算标准状况下，11.2 L H2和O2混合气体的物质的量是多少？所含的原子数是多少？ 提示：不是22.4 L，原因是在标准状况下，水不是气体；0.5 mol；约为6.02×1023。 知识点一　气体摩尔体积 1．气体摩尔体积的正确理解 (1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念，使用时要避免混淆。如标准状况下，1 mol O2的体积是22.4 L，O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1。 (2)使用22.4 L·mol－1时应该注意的问题： ①条件必须是标准状况(0 ℃，101 kPa)。 ②标准状况下物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体，不能用22.4 L·mol－1进行计算。 (3)外界条件对气体摩尔体积的影响 温度与压强都影响气体的体积，不同温度和压强下，气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强，在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol－1。 2．有关计算(标准状况下)——“四公式” ①气体的物质的量n＝。 ②气体的摩尔质量M＝22.4 L/mol·ρ(ρ为标准状况下气体的密度，单位g/L)。 ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。 ④气体的质量m＝n·M＝·M。 [特别提示]　气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。 [练1]　下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是(　　) A．标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 L B．22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L C．只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1，其他条件下一定不是该值 D．标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L 答案：D 解析：标准状况下水不是气态，1 mol H2O的体积小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体积，B错误；改变温度和压强，气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol－1，C错误。 [练2]　(1)标准状况下，33.6 L N2的物质的量为________mol，其分子数为____________。 (2)0.4 mol某气体的体积为9.8 L，则该气体的气体摩尔体积为________________，气体所处的条件________(填“是”或“不是”)标准状况。 (3)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为________。 (4)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。 答案：(1)1.5　9.03×1023　 (2)24.5 L·mol－1　不是　 (3)32 g·mol－1　 (4)17 g·mol－1 知识点二　阿伏加德罗定律及其推论 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 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。 [练3]　X、Y、Z三种气体的相对分子质量的关系为Mr(X)<Mr(Y)＝0.5Mr(Z)，下列说法正确的是(　　) A．同温同压下，三种气体中密度最小的是X B．分子数目相等的三种气体，质量最大的是Y C．若一定条件下，三种气体的体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol D．20 ℃时，若2 mol Y与1 mol Z的体积相等，则Y、Z气体的压强比为1∶2 答案：A 解析：根据题意，X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z)。根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同压下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，＝，故三种气体中密度最小的是X，A正确；根据m＝n·M＝·Mr，分子数目相等的三种气体，相对分子质量越大，质量越大，故质量最大的是Z，B错误；一定条件下，三种气体的体积均为2.24 L，但Vm不一定等于22.4 L·mol－1，所以它们的物质的量不一定为0.1 mol，C错误；根据阿伏加德罗定律的推论可知，同温同容下，气体压强之比等于物质的量之比，故Y、Z气体的压强之比为2∶1，D错误。 [练4]　(1)在同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________，物质的量之比为________，原子总数之比为________，质量之比为________，密度之比为________。 (2)在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中，所含分子数最多的是________，含原子数最多的是________，质量最大的是________，体积最小的是________。 答案：(1)1∶1　1∶1　5∶3　4∶11　4∶11 (2)H2　H2　H2O　H2O 本课总结 随堂提升 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．下列说法中，正确的是(　　) A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L B．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol 答案：D 3．同温、同压下，有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体，下列有关说法错误的是(　　) A．气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 B．所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 C．密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2 D．所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2 答案：D 4．下列说法正确的是(　　) A．同温同密度下，相同体积的O2、O3气体，O2比O3的质量小 B．同温同压下，相同质量的N2和C2H4，其原子数目一定相等 C．同温同压下，相同原子数目的N2和O2，其质量一定相等 D．同温同压下，相同物质的量的气体A和气体B，其体积一定相等 答案：D 5．(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________。 (3)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是________，16 g O2所占体积约为________。 (4)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为________。 (5)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为________。 答案：(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4　 (2)64 g·mol－1　32　(3)1.5 mol　11.2 L (4)44.8 L　(5)6.02×1023 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．下列物质的体积一定是22.4 L的是(　　) A．1 mol氯气 B．17 g氨气 C．标准状况下44 g二氧化碳 D．0 ℃、2×105 Pa时2 g氢气 答案：C 解析：A项，1 mol氯气不一定是在标准状况下，所以体积不一定是22.4 L；B项，17 g氨气的物质的量为1 mol，温度、压强不确定，不能确定气体的体积；D项，2 g氢气的物质的量是1 mol，但0 ℃、2×105 Pa不是标准状况，所以2 g氢气的体积不是22.4 L。 2．下列说法正确的是(　　) A．32 g O2的体积为22.4 L B．22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子 C．气体摩尔体积为22.4 L·mol－1 D．在0 ℃、1.01×105 Pa下，22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22.4 L 答案：D 3．下列情况中，气体分子数不一定相同的是(　　) A．相同体积的CO和CO2 B．同温同压下1 L CO和1 L CO2 C．常温常压下1 g CO和1 g N2 D．在0 ℃时，同压下等体积的CO2和H2 答案：A 解析：没有指明温度和压强，只是体积相同，无法确定分子数。 4．同温同压下等质量的CO2气体和CO气体：①密度之比为11∶7；②分子个数之比为7∶11；③体积之比为11∶7；④压强之比为7∶11。其中正确的是(　　) A．①② B．①④ C．②③ D．②④ 答案：A 解析：CO2和CO的摩尔质量分别为44 g·mol－1、28 g·mol－1，假设二者的质量均为1 g，则其物质的量分别为 mol、 mol，故有n(CO2)∶n(CO)＝ mol∶ mol＝7∶11，从而推知N(CO2)∶N(CO)＝n(CO2)∶n(CO)＝7∶11，②正确；根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，则有V(CO2)∶V(CO)＝n(CO2)∶n(CO)＝7∶11，③错误；同温同压下等质量的CO2和CO，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则CO2和CO的密度之比为11∶7，①正确；同温同压下，CO2和CO的压强相等，则压强之比为1∶1，④错误。 5．在同温同压下，分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球，则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是(　　) A．质量之比为3∶1 B．原子总数之比为3∶1 C．分子总数之比为1∶2 D．碳原子数之比为1∶1 答案：B 解析：根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下体积相等的甲、乙两个气球中C2H4和CO的分子数相等，其物质的量相等，C错误；C2H4和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，二者的物质的量相等，则其质量相等，A错误；C2H4和CO的分子数相等，则原子总数之比为6∶2＝3∶1，碳原子数之比为2∶1，B正确，D错误。 6．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。 7．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 L＝ L。 8．已知同温同压下气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol－1)中可静止不动，那么在相同条件下该气球在下列气体中会下沉的是(　　) A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．CH4 答案：D 解析：一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol－1)中可静止不动，在相同条件下该气球放在密度比空气小的气体中就会下沉。甲烷的摩尔质量为16 g·mol－1，小于空气的，则密度比空气的小，该气球放在甲烷中会下沉。 9．同温同压下，下列关于氢气和氧气的叙述中不正确的是 (　　) A．等体积的氢气和氧气所含的分子数相等 B．氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的 C．氢分子与氧分子大小相同 D．氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计 答案：C 解析：同温同压条件下，氢分子与氧分子大小不同，故C错误。 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 10．下列有关阿伏加德罗定律及其推论的叙述错误的是(　　) A．同温同压下，相同体积的任何气体所含原子的物质的量一定相等 B．标准状况下，密度相等的两种气体，它们的摩尔质量也一定相等 C．同温同压下，含质子数相同的两种粒子，它们的电子数也一定相等 D．等温等体积情况下，气体的压强之比等于物质的量之比 答案：AC 解析：同温同压下，相同体积的任何气体所含气体分子的物质的量相等，但所含原子的物质的量不一定相等，A错误；根据密度ρ＝＝可知，标准状况下，密度相等的两种气体，它们的摩尔质量也一定相等，B正确；同温同压下，含质子数相同的两种粒子，它们的物质的量相等，但微粒可能是原子，也可能是阳离子或阴离子，因此质子数相同的两种粒子，它们的电子数不一定相等，C错误；等温等体积情况下，气体的物质的量越大，压强越大，所以气体的压强之比等于物质的量之比，D正确。 11．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．0.5 mol Zn与足量盐酸反应产生11.2 L H2 B．标准状况下，11.2 L CCl4所含分子数为0.5NA C．0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA D．常温常压下，28 g N2中所含原子个数为NA 答案：C 12．a g气体A与b g气体B的分子数相同，下列说法中不正确的是(　　) A．A与B两种气体的相对分子质量之比为a∶b B．在同温同压下，A与B两种气体的密度之比为b∶a C．同质量的A、B两种气体的分子个数之比为b∶a D．相同条件下，同体积A气体与B气体的质量之比为b∶a 答案：BD 解析：a g气体A与b g气体B的分子数相同，即物质的量相等，在同温同压的条件下，体积相等。A项，由n(A)＝，n(B)＝，n(A)＝n(B)可得M(A)∶M(B)＝a∶b，正确；B项，ρ(A)＝，ρ(B)＝，ρ(A)∶ρ(B )＝M(A)∶M(B)＝a∶b，错误；C项，a g气体A的分子数N1＝·NA，a g气体B的分子数N2＝·NA，N1∶N2＝M(B)∶M(A)＝b∶a，正确；D项，同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同，则m(A)＝n·M(A)，m(B)＝n·M(B)，m(A)∶m(B)＝M(A)∶M(B)＝a∶b，错误。 13．某温度下，向a、b、c、d中分别充入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知：密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑动，且与容器内壁摩擦不计)。下列说法正确的是(　　) A．b中充入的是O2 B．a和d中气体物质的量之比为1∶4 C．a和c中气体所含原子数相等 D．c和d中气体密度之比为1∶2 答案：B 解析：设CH4、CO2、O2、SO2四种气体的质量为1 g，则它们的物质的量分别为＝ mol，＝ mol，＝ mol，＝ mol，相同温度压强下气体的物质的量之比等于体积之比等于分子数之比，密度之比等于相对分子质量之比。相同状况下气体的物质的量之比等于体积之比，a、b、c、d分别盛装的是SO2、CO2、O2、CH4，故A错误；a和d中气体分别为SO2和CH4，物质的量分别为 mol和 mol，物质的量之比为1∶4，故B正确；a和c中气体分别为SO2和O2，相同状况下气体的物质的量之比等于分子数之比，a和c中气体的分子数之比为 mol∶ mol＝1∶2，原子数之比为3∶4，故C错误；c和d中气体分别为O2和CH4，密度之比等于相对分子质量之比，即32∶16＝2∶1，故D错误。 三、非选择题 14．(1)在标准状况下，1.7 g氨气所占的体积为________L，它与标准状况下________L硫化氢含有相同数目的氢原子。 (2)已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则可推知该混合气体中含CO________g，所含CO2在标准状况下的体积为________L。 (3)同温同压下，SO2与氦气的密度之比为________；若质量相同，两种气体的体积比为________。 答案：(1)2.24　3.36　(2)2.80　6.72　(3)16∶1　1∶16 解析：(1)1.7 g氨气的物质的量为＝0.1 mol，其体积为0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L，设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子，则0.1 mol×3＝×2，解得V＝3.36。 (2)标准状况下体积为8.96 L，则混合气体的物质的量为＝0.4 mol，设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则解得x＝0.1，y＝0.3，CO的质量为0.1 mol×28 g/mol＝2.80 g，CO2在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L/mol＝6.72 L。 (3)同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，则SO2与氦气的密度之比为64 g/mol∶4 g/mol＝16∶1；相同质量时，体积与摩尔质量成反比，则质量相同的两种气体体积比为4 g/mol∶64 g/mol＝1∶16。 15．(1)标准状况下，1.92 g气体A的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为________。 (2)在25 ℃、101 kPa下，相同质量的CH4和B气体的体积之比是15∶8，则B的摩尔质量为________。 (3)两个容积相同的密闭容器X、Y，在25 ℃下，X中充入a g C气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y的压强之比是4∶11，则C的摩尔质量为________。 (4)相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量分别是____________和____________。 (5)将一定量CO2和NH3混合，测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7，该混合气体中CO2与NH3的物质的量之比为________，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的________倍。 答案：(1)64　(2)30 g/mol　(3)44 g/mol　 (4) g/mol　 g/mol　 (5)1∶2　13 解析：(4)体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量1＝M(H2)×＋M(O2)×＝2 g/mol×＋32 g/mol×＝ g/mol；质量比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量2＝＝ g/mol。 (5)将一定量CO2和NH3混合，测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7，碳元素与氮元素的物质的量之比为∶＝1∶2，该混合气体中CO2与NH3的物质的量之比为1∶2；该混合气体的平均摩尔质量是 g·mol－1＝26 g·mol－1，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的＝13倍。 16．我国力争在2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。现有煤燃烧产生的14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下的体积为8.96 L。设NA为阿伏加德罗常数的值。请回答下列问题： (1)该混合气体的平均摩尔质量为________。 (2)该混合气体中碳原子的个数为________。 (3)将该混合气体通过如下图所示的装置，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摩尔质量为________。 ②气球中收集到的气体的电子总数为________。 ③标准状况下气球中收集到的气体的体积为________L。 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)36 g·mol－1　(2)0.4NA (3)①28 g·mol－1　②2.8NA　③4.48 ④0.2NA 解析：(1)该混合气体的物质的量为＝0.4 mol，平均摩尔质量＝＝36 g·mol－1。 (2)设混合气体中CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，依题意有x＋y＝0.4，28x＋44y＝14.4，联立两式可得，x＝0.2、y＝0.2，CO和CO2分子中均含1个碳原子，故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子，即碳原子的个数为0.4NA。 (3)将混合气体通过题图装置，CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO，摩尔质量为28 g·mol－1。②CO分子含有14个电子，故0.2 mol CO中所含电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA。③在标准状况下，CO的体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。④CO2与Na2O2发生反应：，则0.2 mol CO2完全反应转移0.2 mol e－，CO与Na2O2不反应。 14 学科网（北京）股份有限公司 $