第2章 第3节 物质的量 课时2 气体摩尔体积 -【正禾一本通】2025-2026学年高一化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版 单选版）

本讲义聚焦气体摩尔体积与阿伏加德罗定律核心知识点，从物质体积影响因素切入，通过对比1mol不同状态物质体积（表1）及不同条件下气体体积（表2）数据，以问题链引导归纳规律，建立气体摩尔体积概念（定义、公式、标准状况22.4L/mol），进而延伸至阿伏加德罗定律及推论，形成“数据→规律→概念→应用”的学习支架。 该资料以科学思维为核心，通过数据证据推理（表1、表2分析）和情境探究（猜气球活动）建构概念，体现科学探究与实践；结合跨学科融合（理想气体状态方程推导）和高考真题例题，强化化学观念。课中助力教师引导学生深度思考，课后学生可通过判断正误、练习题及知识梳理查漏补缺。

课时2　气体摩尔体积　►对应学生用书P75 [学习目标] 1.通过对比、类比、归纳、演绎等多种思维活动，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。 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。 3.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化。知道从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问题的科学方法之一 「任务一」　认识气体摩尔体积 物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离这三个因素。研读表1、表 2 中数据信息，探寻决定物质体积大小的规律。 表1 1 mol不同物质的体积 气体 0℃、101kPa时的体积/L 液体 20℃时的体积/cm3 固体 20℃时的体积/cm3 H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12 O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0 表2 1 mol不同气体在不同条件下的体积 化学式 条件 1 mol气体的体积/L H2 0℃、101kPa 22.4 O2 0℃、101kPa 22.4 CO 0℃、101kPa 22.4 H2 0℃、202kPa 11.2 CO2 0℃、202kPa 11.2 N2 273℃、202kPa 22.4 NH3 273℃、202kPa 22.4 问题 1.分析表 1数据信息，1mol不同物质的体积的大小，与其状态的关系是怎样的?其本质原因是什么? 提示:分析表1数据可以获取如下信息:①0℃、101kPa,1 mol不同气体(H2、O2)的体积相同;②20℃时，l mol 不同的固态物质(Fe、Al)或液态物质(H2O、H2SO4)的体积不同，且差别较大。从决定物质体积的三个因素分析:对于气体而言,粒子之间的距离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，而相同的温度和压强，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。对于固体和液体而言,粒子之间的距离非常小,物质的体积大小主要取决于构成物质粒子的大小。 问题 2.分析表 2数据,能获取哪些信息? 提示:分析表2数据可以获取如下信息:①温度和压强相同时，1 mol任何气体的体积都相同;②1 mol 不同的气体，在不同的条件下，体积不一定相等。③在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。 问题 3.当1 mol气体的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况下吗? 提示:由表2数据可知,当lmol气体的体积为22.4L时，可能处于标准状况，也可能是非标准状况。 问题 4.气球在挤压下体积容易变小，而铅球在挤压下体积很难发生变化，为什么? 提示:气球中气体的体积主要由气体分子之间的距离决定,挤压下(增大压强)分子之间的距离变小，气球体积变小;铅球中原子之间距离很小，很难被压缩，在挤压下体积很难发生变化。 1.物质体积大小的影响因素 (1)在同温同压条件下，粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不同。 (2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。 2.气体摩尔体积 (1)气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积叫作气体摩尔体积，符号为Vm，常用的单位有L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。 (2)计算公式：Vm＝。 (3)不同温度和压强下，气体摩尔体积不同。在标准状况(0 ℃和101 kPa)时，Vm≈22.4_L·mol-1；在通常状况(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。 ◎鲁科版第一册P26,标准状况下1 mol气体体积与足球体积大小的比较。 1.标准状况下，11.2 L Cl2含有的分子数一定为0.5NA(√) 2.25 ℃、101 kPa时，气体摩尔体积为24.5 L·mol-1(√) 3.1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同，体积也相同(×) 4.固态物质和液态物质的体积主要取决于粒子大小和粒子数目(√) 5.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是气体分子间平均距离不同(×) 6.标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4 L(×) 突破　标准状况下气体摩尔体积的有关计算 ①气体的物质的量n＝\f(V,Vm)；,②气体的摩尔质量M＝ ＝＝Vm·ρ(ρ的单位是g·L-1)； ③气体的分子数N＝n·NA＝·NA； ④气体的质量m＝n·M＝·M。 【例1】 (2022·福建卷改编)常温常压下，电化学还原制氨气的总反应方程式：2N2＋6H2O4NH3＋3O2，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　 ) A．9 g水中含有的电子数为3.5NA B．每产生44.8 L NH3(已折算为标准状况)，N2失去的电子数为6NA C．0.01 mol N2和224 mL H2所含分子数相同 D．消耗11.2 L N2 (已折算为标准状况)时，产生的O2分子数为0.75NA 解析：选D。A.H2O中电子数为10，9 g H2O的物质的量为＝0.5 mol，含有的电子数为5NA，故A错误；B.该反应中N2中N元素化合价由0价下降到－3价，标准状况下，44.8 L NH3的物质的量为2 mol，每产生44.8 L NH3，N2得到6 mol电子，数目为6NA，故B错误；C.未指明温度和压强(如标准状况等)无法计算224 mL H2的物质的量，不能比较与0.01 mol N2的物质的量大小和所含分子数的大小关系，故C错误；D项，11.2 L N2的物质的量为0.5 mol，由方程式可知，消耗0.5 mol N2，产生0.75 mol O2，数目为0.75NA，故D正确。 1．标准状况下，下列物质所占体积最大的是(　　 ) A．36 g H2O B．1.5 mol H2 C．48 g O3 D．3.01×1023个N2 答案：B 2．(2025·天津南开中学期末)现有下列四种因素：①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离，其中对气体物质体积有显著影响的是(　　) A．②③④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 答案：B 3．(2025·安徽芜湖高一上期末)下列选项中与17 g NH3所含原子数相等的是(　　 ) A．64 g O2 B．2 mol CO2 C．22.4 L CO D．2 g H2 解析：选A。17 g NH3的物质的量为1 mol，所含原子数为4NA。A.64 g O2的物质的量为2 mol，所含原子数为4NA，故A符合题意；B.2 mol CO2中，所含原子数为6NA，故B不符合题意；C.22.4 L CO所处的温度和压强未知，无法求出其物质的量，也就无法求出其所含原子数，故C不符合题意；D.2 g H2的物质的量为1 mol，所含原子数为2NA，故D不符合题意。 4．(2025·湖南长沙二模改编)AlN是一种半导体材料，一种制备方法是Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO。已知水溶液中有Al3+＋3H2O⥫⥬Al(OH)3＋3H＋，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　 ) A．标准状况下，11.2 L N2含电子数目为7NA B．25 ℃，101 kPa下，28 L氮气中质子的数目为17.5NA C．每生成1 mol CO时转移电子数目为6NA D．0.1 mol Al2O3溶于足量盐酸，溶液中含Al3+数目为0.2NA 解析：选A。A.1个N2分子含14个电子，标准状况下，11.2 L N2的物质的量为0.5 mol，含电子数目为7NA，故A正确；B.25 ℃、101 kPa不是标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算氮气的物质的量，故B错误；C.根据反应式可知，生成1 mol CO时转移2 mol电子，转移电子数目为2NA，故C错误；D.Al3+会水解，0.1 mol Al2O3溶于足量盐酸，溶液中含Al3+数目小于0.2NA，故D错误。 「任务二」　认识阿伏加德罗定律 某同学在元旦晚会上表演的化学节目为猜气球——他在实验室中用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别充入四个气球中，在晚会现场让同学猜气球中充入的是哪种气体。 问题1.等质量的CH4、CO2、O2、SO2的物质的量大小顺序为__________________，含有的分子数大小顺序__________________。 提示：CH4＞O2＞CO2＞SO2　CH4＞O2＞CO2＞SO2 问题2.A、B、C、D四个气球中依次充入的气体是什么？为什么？ 提示：四个气球中依次充入的气体是：SO2、CO2、O2、CH4。在相同的温度和压强下，等质量的SO2、CO2、O2、CH4的物质的量SO2＜CO2＜O2＜CH4，故气球的体积SO2＜CO2＜O2＜CH4。 问题3.若物质的量相同的CH4、CO2、O2、SO2分别充入四个气球中，则四个气球的体积大小关系如何？为什么？ 提示：四个气球的体积大小相同，因为物质的量相同，气体的分子数相同，在相同条件下，体积相同。 1．阿伏加德罗定律的内容 2．解释：同温、同压下，气体粒子间的平均距离相等，故体积相同时，气体粒子数相等，其物质的量也相等。 3．阿伏加德罗定律的适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 【规律技巧】 “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”。 突破　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，气体的体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝ 同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比 同温同容 ＝＝ 同温同容下，气体的压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 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 【跨学科融合】 利用理想气体状态方程pV＝nRT(其中p为压强，V为气体的体积，R为常数，T为热力学温度)和等式n＝＝＝之间的关系可以推导阿伏加德罗定律及其推论。例如，同温同压下，两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比，推导如下： ①pV1＝n1RT＝RT； ②pV2＝n2RT＝RT； 由①和②可得＝，则＝＝。 【例1】 已知同温同压下﹐气体的物质的量之比＝气体分子数之比＝气体体积之比，一定温度和压强下，用质量相等的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，下列说法中错误的是(　　 ) A．气球③中装的是O2 B．气球①和气球④中气体的密度之比为1∶4 C．气球①和气球②中原子数之比为11∶16 D．气球③和气球④中气体体积之比为1∶2 解析：选B。质量相等的四种气体，相对分子质量越大，物质的量越小，则对应气球的体积越小。四种气体的物质的量大小顺序为n(CH4)>n(O2)>n(CO2)>n(SO2)，故气球①～④中气体分别为SO2、CO2、O2、CH4。A.气球③体积仅小于气球④，其中装的是O2，故A正确；B.同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，因此，气球①和气球④中气体的密度之比为64∶16＝4∶1，故B错误；C.气球①装的是SO2，气球②装的是CO2，质量相等的情况下，两者的物质的量之比为44∶64＝11∶16，两者分子中都含有3个原子，则原子数之比为11∶16，故C正确；D.气球③中为O2，气球④中为CH4，质量相同的情况下，两者气体的物质的量之比为16∶32＝1∶2，则气体体积之比为1∶2，故D正确。 1．同温同压下，某容器充满O2重116 g，充满CO2重122 g，现充满某气体重114 g，则该气体的相对分子质量为(　　 ) A．28 B．32 C．44 D．60 答案：A 2．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　 ) A．22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子 B．标准状况下，11.2 L Cl2通入水中，溶液中氯离子数为0.5NA C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子 D．1 L含1 mol NaCl的水溶液中含有28NA个电子 答案：C 3．在通常条件下，分别向三个气球(同一规格，忽略气球自身的重量)吹进两种按体积比1∶1混合的气体，吹出体积相等的①②③三个气球。下列判断不正确的是(　　 ) A．三个气球中所含气体的分子数相等 B．三个气球中所含气体的原子数不相等 C．三个气球中气体分子间的平均距离相等 D．三个气球放在空气中，只有一个往下沉 解析：选D。A.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，故A正确；B.三个气球中有单原子分子、双原子和多原子分子，分子数相同，但原子数不相等，故B正确；C.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，故C正确；D.三个等体积的气球含有的是两种按体积比1∶1混合的气体，M＝，②和③的平均摩尔质量分别是30 g·mol-1和36.5 g·mol-1，都大于空气的29 g·mol-1，三个气球放在空气中，②和③会往下沉，故D不正确。 1．在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　 ) A．两种气体的压强是p(C2H4)＜p(C3H6) B．C2H4比C3H6的质量小 C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氢原子数目相等 解析：选D。C2H4和C3H6的体积相同，密度相等，则C2H4和C3H6的质量相等；C2H4、C3H6的摩尔质量依次为28 g·mol-1、42 g·mol-1，等质量的C2H4和C3H6的物质的量之比为∶＝3∶2。A项，同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，p(C2H4)∶p(C3H6)＝3∶2，故p(C2H4)＞p(C3H6)，错误；B项，由上述分析得，两气体的质量相等，错误；C项，两气体的分子数之比为3∶2，分子数不相等，错误；D项，两气体的分子数目之比为3∶2，所含氢原子数之比为(3×4)∶(2×6)＝1∶1，即所含氢原子数目相等，正确。 2．(2025·安徽芜湖高一上期末)下列有关物质相关量的说法正确的是(　　 ) A．同温同压下，O2和CO2的密度相同 B．22.4 L氩气含有的质子数为18NA C．同温同压下，等质量的O2和O3的电子数相同 D.质量相同的H2O和D2O(重水)所含的质子数相同 解析：选C。A.由pV＝RT可知，同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，故A错误；B.未指明气体所处温度、压强，22.4 L氩气的物质的量不一定为1 mol，则含有的质子数不一定为18NA，故B错误；C.等质量的O2和O3中所含氧原子数目相同，因此二者所含电子数相同，故C正确；D.1 mol H2O和1 mol D2O均含有10个质子，M(H2O)＝18 g·mol-1，M(D2O)＝20 g·mol-1，质量相同的H2O和D2O的物质的量不同，则质子数不同，故D错误。 3．(2025·浙江杭州高一阶段练习)下列说法不正确的是(　　) A．同温同压下，相同质量的NO和C2H4(气体)体积相同 B．同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比 C．同温同压下，相同体积的H2和CO2的原子数之比为2∶3 D．同温同体积的气体，若物质的量相同则压强相同 解析：选A。NO和C2H4的摩尔质量不相等，质量相同时，物质的量不相等，所以同温同压下的体积不相等，A项错误。 用自己喜欢的方式梳理本节内容。 　答案略。 学科网（北京）股份有限公司 $