内容正文:
第14讲 气体摩尔体积
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标,学习有方向
知识导图搭框架,轻松学习建逻辑
教材精讲精析,基础全面掌握
重点详解详析,难点提升突破
核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
1.了解决定固、液、气体体积的主要因素,能比较不同物质在相同条件下的体积。
2.知道气体摩尔体积的含义,记住标准状况下的气体摩尔体积,会进行相关的计算。
3.理解阿伏伽德罗定律,能推导出阿伏伽德罗定律的推论。
重难点
1.气体摩尔体积的计算
2.阿伏伽德罗定律及其推论
知识点1:物质的体积
1.决定物质体积大小的因素
决定物质体积大小的因素有三个:①物质的粒子 ;②粒子的 ;③粒子之间的 。
相同物质的量的同种物质在不同状态下所占体积的一般规律:气体 液体 固体。气体粒子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得 。
1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的,均约为6.02×1023。因此,在粒子数目相同的情况下,物质体积的大小主要取决于构成物质的粒子的 和粒子之间的 。
①固态或液态物质
a.在粒子数目相同的情况下,它们的体积主要取决于构成物质的粒子的 。
b.不同物质的粒子大小是不相同的,所以1mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
②气体物质
a.当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体粒子之间的 。
b.在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,因此粒子数相同的任何气体都具有相同的 。
图示
2.不同物质在相同条件下的体积比较
在相同条件下,1 mol气体的体积几乎完全 ,在标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)下,约为 L。
在相同条件下,1mol固体或液体的体积一般 。
知识点2:气体摩尔体积
1.气体摩尔体积的概念公式
含义
指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为 。
表达式
Vm=
常用单位
( )或m3/mol(m3·mol-1)
影响因素
气体的体积主要由粒子间的距离决定,而粒子间的距离又受 和 影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积 相同。
标况
在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约22.4 L,即Vm = L·mol-1(标准状况)。
2.标准状况下的气体摩尔体积
图示
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况。
1种状态
必须为气体。 、 、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体。
2个数据
“1 mol”“约22.4 L”
①可以是 气体,也可以是 气体,即与气体的种类 。
②标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4 L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积也可以是22.4 L·mol -1。如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm也为22.4 L·mol -1。
知识点3:阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
内容
解释
同温同压下,气体粒子间的平均距离 ,故体积相同时,气体粒子数 ,其物质的量也 。
①阿伏加德罗定律适用于 ,包括混合气体,但不适用于非气体。
②同温、同压、同体积和同分子数,“四同”共同存在,相互制约,即“三同定 ”。
2.阿伏加德罗定律的六大推论
阿伏加德罗定律及其推论和理想气体状态方程pV=nRT间的关系。
利用pV=nRT和万能恒等式之间的关系推导就可以得到阿伏加德罗定律及其推论(其中p 为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)。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:
①;②
由①和②可得,则
条件
结论
公式
语言表达
T、 p 相同
同温、同压下,气体的体积与物质的量成
T、 V 相同
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成
T、 p 相同
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成
T、 p 、V相同
同温、同压下,相同体积的气体,其质量与相对分子质量成
T、 p、 m相同
同温、同压下,等质量的气体, 其体积与相对分子质量成
T 、V、 m相同
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与相对分子质量成
重难点1:气体摩尔质量或相对分子质量的计算
1.气体摩尔体积的几种计算
物理量
①气体的物质的量
n = V/Vm
②气体的摩尔质量
M =Vm·ρ
③气体的粒子数
N =n·NA =
④气体的质量
m =n·M=
2.利用气体的摩尔体积和密度
在一定条件下,M = 。
3.利用相对密度
在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即=D、则,
4.利用摩尔质量的定义
5.混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数 该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
命题点1:决定物质体积大小的因素
【针对训练1】(25-26高一上·上海·期中)从微观角度看,在温度和压强一定的情况下,影响某气体体积大小的主要因素是
A.气体分子数 B.气体分子本身的大小
C.气体分子间的平均距离 D.气体分子的密度
【针对训练2】(25-26高一上·山西太原·期中)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行。大会尾声,8万只氦气球伴随着和平鸽飞向天空。对于一个氦气球来说,其体积的大小主要取决于
①He分子之间的距离 ②He分子本身的直径 ③He分子的数目
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
【针对训练3】(25-26高一上·上海·阶段检测)下列叙述正确的是
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由气体分子的物质的量多少决定
C.对于固体和液体,由于微粒间间距已经非常小,所以决定其体积大小的主要因素为微粒的多少
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
命题点2:气体摩尔体积的计算
【针对训练4】气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积。下列说法正确的是
A.1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
B.0.5 mol N2在标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L/mol
C.标准状况下,2 mol H2O的体积为44.8 L
D.标准状况下,1 mol O2、O3的混合气体所占的体积约为22.4 L/mol
【针对训练5】(23-24高一下·山西忻州·期末)下列叙述中,正确的是
A.1 mol H2的质量只有在标准状况下才约为2 g
B.在标准状况下,某物质的体积是22.4 L,则可认为该物质的物质的量约是1 mol
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约为22.4 L
【针对训练6】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数目为0.2 NA
B.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
C.将22.4LCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-的粒子数之和为2NA
D.10.44gMnO2与足量12 mol·L-1的浓盐酸反应生成Cl2的分子数为0.12NA
命题点3:阿伏加德罗定律及推论
【针对训练7】下列各组中,两种气体的分子数一定相等的是
A.温度相同,体积相同的O2和CO B.温度相等,压强相等的CO和N2
C.压强相同,质量相同的O2和O3 D.体积相同,密度相等的CO和N2
【针对训练8】(25-26高一下·山西运城·期中)同温同压下,将的气体均匀混合,下列关于该混合气体的说法错误的是
A.与的分子数目之比为
B.与的质量之比为
C.该混合气体与的密度之比为
D.混合气体的平均摩尔质量为
【针对训练9】(多选)(25-26高一下·河北唐山·期中)标准状况下,物质的量相同的CH4和NH3比较,下列结论正确的是
A.两种气体的体积之比是1:1 B.质量之比为17:16
C.电子个数之比为1:1 D.氢原子个数之比为4:3
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江·期中)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.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
C.相同条件下,分子数相同的任何气体都具有相同的体积
D.压强越小,温度越高,等质量的气体所占体积越大
2.(25-26高一上·山西太原·期中)山西煤层气(主要成分为)资源丰富,其高效利用对于实现“双碳”目标具有重要意义。设为阿伏加德罗常数的值,下列关于的说法错误的是
A.标准状况下的体积约为6.72L B.所含分子总数为
C.完全燃烧消耗的质量为19.2g D.所含氢原子数目为
3.下列叙述正确的是
①若1mol气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下
②标准状况下,0.2mol任何物质的体积均为4.48L
③标准状况下,22gCO和的原子数相同
④标准状况下,的体积约为22.4L
⑤标准状况下,和1LHe的物质的量之比为1:1
A.①⑤ B.④⑤ C.②③ D.③⑤
4.NA为阿伏加德罗常数,下列物质所含分子数最少的是
A.标准状况下4.48 L的二氧化碳 B.3.2 g氧气(氧气的摩尔质量为32 g/mol)
C.含0.4 NA个分子的氢气 D. 0.5 mol氮气
5.(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
6.(25-26高一上·广东广州·期中)标准状况下,现有① ②个HCl分子 ③ ④,下列关系正确的是
A.体积:②>③>①>④
B.质量:②>③>④>①
C.氢原子数:①>④>②>③
D.物质的量:②>①>③>④
7.(25-26高一上·山东枣庄·期中)下列叙述正确的是
①和混合气体中含有原子数为
②常温常压下,和的体积相同
③的分子数为
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
⑥同压下,气体的密度与气体的摩尔质量成正比
A.①③④⑥ B.②③⑤⑥ C.①②③⑤ D.①③④⑤
8.下列相关的计算正确的是
A.NO、、三种气体均含有1mol O,则三种气体的体积之比为6:3:2
B.标准状况下,n L中有m个Cl原子,则阿伏加德罗常数的数值可表示为
C.标准状况下,11.2L X气体的质量为16g,则X气体的摩尔质量是32g
D.在25℃和101kPa的条件下,28g CO和22.4L中含有的碳原子数一定相等
二、多选题
9.(25-26高一上·宁夏银川·期中)下列各组物质中所含原子数相同的是
A.16 g 和16 g B.11.2 L氮气(标准状况)和16 g
C.9 g 和0.75 mol D.224 mL (标准状况)和0.1 mol
10.(25-26高一上·山东德州·期中)下列有关气体的叙述错误的是
A.25℃,下,同体积的与含有相同的分子数
B.同温同容,等质量的和的压强比为
C.同温同压,CO和的密度比为
D.同温同压,等质量的和,体积大的是
三、非选择题
11.(25-26高一下·河北保定·期中)天然气的主要成分为,可能含有等杂质。请回答下列问题。
(1)中的氢原子数与标准状况下______中的氢原子数相同。
(2)实验测得,常温常压下的体积为,则该状况下的气体摩尔体积为______。已知溶液可用于吸收生成沉淀,则吸收上述气体需要溶液的体积为______L。
(3)和形成的某混合气体的密度是同温同压下的11倍,则该混合气体中和的物质的量之比为______,的质量分数为______(计算结果保留1位小数)。
12.(25-26高一上·陕西汉中·期中)回答下列问题:
(1)H2O的摩尔质量为_______,2molN2O5含_______mol氮原子。
(2)在标准状况下,0.5mol氨气所占的体积约为_______L,质量为_______g。
(3)某气态氧化物化学式为,在标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,则该氧化物中R的相对原子质量为_______。
(4)同温同压下,相同物质的量的与H2的体积之比为_______,若质量相同,两种气体的体积比为_______。
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第14讲 气体摩尔体积
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核心命题精准练,发散思维练方法
常考题型巩固练,针对训练稳提升
预习目标
1.了解决定固、液、气体体积的主要因素,能比较不同物质在相同条件下的体积。
2.知道气体摩尔体积的含义,记住标准状况下的气体摩尔体积,会进行相关的计算。
3.理解阿伏伽德罗定律,能推导出阿伏伽德罗定律的推论。
重难点
1.气体摩尔体积的计算
2.阿伏伽德罗定律及其推论
知识点1:物质的体积
1.决定物质体积大小的因素
决定物质体积大小的因素有三个:①物质的粒子数目;②粒子的大小;③粒子之间的距离。
相同物质的量的同种物质在不同状态下所占体积的一般规律:气体>液体>固体。气体粒子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。
1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的,均约为6.02×1023。因此,在粒子数目相同的情况下,物质体积的大小主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
①固态或液态物质
a.在粒子数目相同的情况下,它们的体积主要取决于构成物质的粒子的大小。
b.不同物质的粒子大小是不相同的,所以1mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
②气体物质
a.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。
b.在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,因此粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
图示
2.不同物质在相同条件下的体积比较
在相同条件下,1 mol气体的体积几乎完全相同,在标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)下,约为22.4 L。
在相同条件下,1mol固体或液体的体积一般不相同。
知识点2:气体摩尔体积
1.气体摩尔体积的概念公式
含义
指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
表达式
Vm=V/n
常用单位
L/mol(L·mol-1)或m3/mol(m3·mol-1)
影响因素
气体的体积主要由粒子间的距离决定,而粒子间的距离又受温度和压强影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积不一定相同。
标况
在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约22.4 L,即Vm = 22.4 L·mol-1(标准状况)。
2.标准状况下的气体摩尔体积
图示
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况。
1种状态
必须为气体。水、酒精、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体。
2个数据
“1 mol”“约22.4 L”
①可以是单一气体,也可以是混合气体,即与气体的种类无关。
②标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4 L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积也可以是22.4 L·mol -1。如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm也为22.4 L·mol -1。
知识点3:阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律
内容
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。
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,但不适用于非气体。
②同温、同压、同体积和同分子数,“四同”共同存在,相互制约,即“三同定一同”。
2.阿伏加德罗定律的六大推论
阿伏加德罗定律及其推论和理想气体状态方程pV=nRT间的关系。
利用pV=nRT和万能恒等式之间的关系推导就可以得到阿伏加德罗定律及其推论(其中p 为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)。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:
①;②
由①和②可得,则
条件
结论
公式
语言表达
T、 p 相同
同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、 V 相同
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比
T、 p 相同
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比
T、 p 、V相同
同温、同压下,相同体积的气体,其质量与相对分子质量成正比
T、 p、 m相同
同温、同压下,等质量的气体, 其体积与相对分子质量成反比
T 、V、 m相同
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与相对分子质量成反比
重难点1:气体摩尔质量或相对分子质量的计算
1.气体摩尔体积的几种计算
物理量
①气体的物质的量
n = V/Vm
②气体的摩尔质量
M =Vm·ρ
③气体的粒子数
N =n·NA =
④气体的质量
m =n·M=
2.利用气体的摩尔体积和密度
在一定条件下,M =Vm·ρ。
3.利用相对密度
在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即=D、则,
4.利用摩尔质量的定义
5.混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
命题点1:决定物质体积大小的因素
【针对训练1】(25-26高一上·上海·期中)从微观角度看,在温度和压强一定的情况下,影响某气体体积大小的主要因素是
A.气体分子数 B.气体分子本身的大小
C.气体分子间的平均距离 D.气体分子的密度
【答案】A
【详解】根据理想气体状态方程 ,当温度(T)和压强(P)一定时,体积(V)与物质的量(n)成正比,而物质的量直接对应气体分子数。所以在温度和压强一定的情况下,影响某气体体积大小的主要因素是气体分子数,选A。
【针对训练2】(25-26高一上·山西太原·期中)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行。大会尾声,8万只氦气球伴随着和平鸽飞向天空。对于一个氦气球来说,其体积的大小主要取决于
①He分子之间的距离 ②He分子本身的直径 ③He分子的数目
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
【答案】A
【详解】气体体积主要由分子间距离(受温度、压强影响)和分子数目(物质的量)决定。氦气分子本身的直径(②)远小于分子间距离,对体积影响可忽略。因此,氦气球体积主要取决于①(分子间距离)和③(分子数目);
故选A。
【针对训练3】(25-26高一上·上海·阶段检测)下列叙述正确的是
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由气体分子的物质的量多少决定
C.对于固体和液体,由于微粒间间距已经非常小,所以决定其体积大小的主要因素为微粒的多少
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
【答案】B
【详解】A.一定温度、压强下,气体分子间距相等、且远大于分子的大小,体积由气体分子物质的量决定,而非分子大小,A错误;
B.一定温度、压强下,气体分子间距相等,体积由物质的量(分子数目)决定,B正确;
C.固体和液体的体积主要取决于粒子本身的大小和微粒的多少,C错误;
D.气体体积受温度、压强影响,体积不等的气体可能含有相同分子数(如不同条件下的同物质的量气体),D错误;
故答案选B。
命题点2:气体摩尔体积的计算
【针对训练4】气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积。下列说法正确的是
A.1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
B.0.5 mol N2在标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L/mol
C.标准状况下,2 mol H2O的体积为44.8 L
D.标准状况下,1 mol O2、O3的混合气体所占的体积约为22.4 L/mol
【答案】B
【详解】A.未指明温度和压强,1mol气体的体积不一定为22.4 L,A不符合题意;
B.气体摩尔体积与物质的量无关,标准状况下任何气体的摩尔体积均约为22.4 L/mol,B符合题意;
C.标准状况下水为液态,不能用气体摩尔体积计算其体积,C不符合题意;
D.标准状况下1 mol气体的体积约为22.4 L,单位应为L而非L/mol,D不符合题意;
故选B。
【针对训练5】(23-24高一下·山西忻州·期末)下列叙述中,正确的是
A.1 mol H2的质量只有在标准状况下才约为2 g
B.在标准状况下,某物质的体积是22.4 L,则可认为该物质的物质的量约是1 mol
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约为22.4 L
【答案】D
【详解】A.1 mol 的质量由公式计算得,质量仅和物质的量、摩尔质量有关,与温度压强无关,不需要在标准状况下,A错误;
B.标准状况下气体摩尔体积约为,因此体积为的气体,物质的量,但未排除标准状况下为非气态的物质(如H2O、SO3等),B错误;
C.气体体积由温度、压强、物质的量共同决定,时压强不确定,1 mol气体的体积不一定比大,C错误;
D.标准状况下气体摩尔体积适用于任何不发生反应的气体(包括混合气体),1 mol该混合气体的体积约为,D正确;
因此答案选D;
【针对训练6】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数目为0.2 NA
B.过氧化钠与水反应时,生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
C.将22.4LCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-的粒子数之和为2NA
D.10.44gMnO2与足量12 mol·L-1的浓盐酸反应生成Cl2的分子数为0.12NA
【答案】C
【详解】A.O2和O3的混合气体中含有的原子只有O,3.2 gO的物质的量为0.2mol,氧原子数目为0.2NA,A正确;
B.过氧化钠与水反应方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,氧气是该反应的氧化产物(O化合价:-1→0)生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA,B正确;
C.未说明是否处于标准状况,所以22.4L氯气的物质的量不一定为1mol,且氯水中存在氯气分子,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和无法确定,C错误;
D.MnO2与足量浓盐酸反应,化学方程式为:,10.44g MnO2的物质的量为0.12mol,生成氯气的物质的量为0.12mol,分子数为0.12NA,D正确;
故答案选C。
命题点3:阿伏加德罗定律及推论
【针对训练7】下列各组中,两种气体的分子数一定相等的是
A.温度相同,体积相同的O2和CO B.温度相等,压强相等的CO和N2
C.压强相同,质量相同的O2和O3 D.体积相同,密度相等的CO和N2
【答案】D
【详解】A.根据N=n·NA知,分子数与物质的量成正比,所以只要O2和CO的物质的量相等其分子数就一定相等,但压强情况未知,分子数不一定相等,A错误;
B.体积未知,分子数不一定相等,B错误;
C.质量相同的O3和O2,二者摩尔质量不等,分子数不等,C错误;
D.体积相同,密度相等的CO和N2,其质量相等,二者摩尔质量相等,所以其物质的量相等,分子数相等,D正确;
故选D。
【针对训练8】(25-26高一下·山西运城·期中)同温同压下,将的气体均匀混合,下列关于该混合气体的说法错误的是
A.与的分子数目之比为
B.与的质量之比为
C.该混合气体与的密度之比为
D.混合气体的平均摩尔质量为
【答案】D
【分析】同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,则氢气与二氧化碳的物质的量之比为,可假设氢气的物质的量为3mol,二氧化碳的物质的量为2mol,据此解答。
【详解】A.同温同压下,气体体积之比等于分子数目之比,因此与的分子数目之比为,A正确;
B.由可知,与的质量之比为 ,B正确;
C.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比。混合气体平均摩尔质量 ,摩尔质量为,二者密度之比为 ,C正确;
D.由上述计算可知,混合气体的平均摩尔质量为,不是,D错误;
故选D。
【针对训练9】(多选)(25-26高一下·河北唐山·期中)标准状况下,物质的量相同的CH4和NH3比较,下列结论正确的是
A.两种气体的体积之比是1:1 B.质量之比为17:16
C.电子个数之比为1:1 D.氢原子个数之比为4:3
【答案】ACD
【详解】A.标准状况下气体摩尔体积相同,根据,物质的量相同的两种气体体积相等,体积之比为1:1,A正确;
B.根据,摩尔质量为16 g/mol,摩尔质量为17 g/mol,等物质的量时质量之比为16:17,B错误;
C.每个和分子均含有10个电子,物质的量相同则电子总个数相等,比值为1:1,C正确;
D.每个含4个氢原子,每个含3个氢原子,等物质的量时氢原子个数之比为4:3,D正确;
故选ACD。
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江·期中)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.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
C.相同条件下,分子数相同的任何气体都具有相同的体积
D.压强越小,温度越高,等质量的气体所占体积越大
【答案】B
【详解】A.物质的体积由粒子数目、粒子大小和间距共同决定,A正确;
B.同温同压下,1 mol气体体积相同,但固体或液体体积因粒子大小不同而不同,B错误;
C.相同条件下(同温同压),分子数相同的气体体积相同(阿伏加德罗定律),C正确;
D.等质量物质的量相同,由PV=nRT可知,压强减小或温度升高均使体积增大,D正确;
故答案选B。
2.(25-26高一上·山西太原·期中)山西煤层气(主要成分为)资源丰富,其高效利用对于实现“双碳”目标具有重要意义。设为阿伏加德罗常数的值,下列关于的说法错误的是
A.标准状况下的体积约为6.72L B.所含分子总数为
C.完全燃烧消耗的质量为19.2g D.所含氢原子数目为
【答案】D
【详解】A.4.8g CH4的物质的量为0.3 mol,标准状况下体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L,A正确;
B.分子总数为0.3 mol×NA mol-1=0.3 NA,B正确;
C.CH4燃烧反应为CH4+2O2CO2+2H2O,0.3 mol CH4消耗0.6 mol O2,质量为0.6 mol×32 g/mol=19.2 g,C正确;
D.0.3 mol CH4含氢原子数为0.3 mol×4×NA mol-1=1.2 NA ,D错误;
故选D。
3.下列叙述正确的是
①若1mol气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下
②标准状况下,0.2mol任何物质的体积均为4.48L
③标准状况下,22gCO和的原子数相同
④标准状况下,的体积约为22.4L
⑤标准状况下,和1LHe的物质的量之比为1:1
A.①⑤ B.④⑤ C.②③ D.③⑤
【答案】D
【详解】①若1mol气体的体积为22.4L,它不一定处于标准状况下,故①错误;
②标准状况下,0.2mol任何气体物质的体积均为4.48L,故②错误;
③标准状况下,22gCO的原子数为 ,的原子数为,故③正确;
④标准状况下水是非气体,的体积不是22.4L,故④错误;
⑤根据阿伏伽德罗定律,同温同压,同体积的气体物质的量一定相等,标准状况下,的物质的量为和1LHe的物质的量之比为1:1,故⑤正确;
正确的是③⑤,选D。
4.NA为阿伏加德罗常数,下列物质所含分子数最少的是
A.标准状况下4.48 L的二氧化碳 B.3.2 g氧气(氧气的摩尔质量为32 g/mol)
C.含0.4 NA个分子的氢气 D. 0.5 mol氮气
【答案】B
【详解】标准状况下4.48 L二氧化碳的物质的量为:=0.2 mol,3.2 g氧气的物质的量为:=0.1 mol,含0.4 NA个分子的氢气的物质的量为:=0.4 mol,分子的物质的量越大,含有的分子数越多,则含分子数最少的是3.2 g氧气,故选B。
5.(25-26高一上·广东广州·期中)如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入,甲室中充入,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是
A.甲室气体质量为28 g B.乙室气体体积11.2 L
C.原子数之比,甲:乙=2:1 D.甲室气体密度为1.25 g/L
【答案】A
【分析】同温、同压,气体体积比等于物质的量之比,根据图示,甲室气体的体积为乙室的2倍,所以甲室气体的物质的量为乙室的2倍,甲室气体的物质的量为,据此回答。
【详解】A.由分析知,甲室气体的物质的量为,故甲室气体质量为,A正确;
B.没有明确是否为标准状况,乙室中的体积不一定为11.2 L,B错误;
C.甲室为,乙室为,原子数之比为:,C错误;
D.没有明确是否为标准状况,气体的摩尔体积不一定是22.4L/mol,甲室气体密度不一定为1.25g/L,D错误;
故选A。
6.(25-26高一上·广东广州·期中)标准状况下,现有① ②个HCl分子 ③ ④,下列关系正确的是
A.体积:②>③>①>④
B.质量:②>③>④>①
C.氢原子数:①>④>②>③
D.物质的量:②>①>③>④
【答案】A
【分析】计算各物质的物质的量,①=0.3 mol(标准状况下),②=0.5 mol,③=0.4 mol,④0.2 mol。
【详解】A.标准状况下,气体体积由物质的量决定,由分析知,物质的量:②>③>①>④,则体积:②>③>①>④,A正确;
B.质量:①=4.8 g,②=18.25 g,③13.6 g,④=3.4 g,则质量:②>③>①>④,B错误;
C.氢原子的物质的量:①=1.2 mol,②=0.5 mol,③=0.8 mol,④=0.6 mol,由知,氢原子数:①>③>④>②,C错误;
D.由分析知,物质的量顺序为②>③>①>④,D错误;
故答案选A。
7.(25-26高一上·山东枣庄·期中)下列叙述正确的是
①和混合气体中含有原子数为
②常温常压下,和的体积相同
③的分子数为
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
⑥同压下,气体的密度与气体的摩尔质量成正比
A.①③④⑥ B.②③⑤⑥ C.①②③⑤ D.①③④⑤
【答案】C
【详解】①和的最简式均为,46 g混合气体中含有的单元个数,则混合气体原子数,①正确;
②常温常压下,1 g 的物质的量,14 g 的物质的量。对气体有,温度压强相同时,为定值,当时,,②正确;
③28 g CO的分子数,③正确;
④该选项未明确物质的状态,无法判断在标准状况下的体积,④错误;
⑤当温度和体积相同时,气体的压强比等于气体的摩尔比,⑤正确;
⑥根据阿伏伽德罗定律,对同温同压的气体有。但选项中未明确气体的温度,无法判断密度和摩尔质量的关系,⑥错误;
故答案选C。
8.下列相关的计算正确的是
A.NO、、三种气体均含有1mol O,则三种气体的体积之比为6:3:2
B.标准状况下,n L中有m个Cl原子,则阿伏加德罗常数的数值可表示为
C.标准状况下,11.2L X气体的质量为16g,则X气体的摩尔质量是32g
D.在25℃和101kPa的条件下,28g CO和22.4L中含有的碳原子数一定相等
【答案】B
【详解】A.含1mol O的NO、、的物质的量分别是1mol、、,三者物质的量之比为6:3:2,没有指明温度和压强,无法计算体积之比,A错误;
B.标准状况下,的物质的量为,含Cl原子数为,故,B正确;
C.摩尔质量的单位为,C错误;
D.在25℃和101kPa的条件下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,28g CO即1mol CO和22.4L中含有的碳原子数不相等,D错误;
故选B。
二、多选题
9.(25-26高一上·宁夏银川·期中)下列各组物质中所含原子数相同的是
A.16 g 和16 g B.11.2 L氮气(标准状况)和16 g
C.9 g 和0.75 mol D.224 mL (标准状况)和0.1 mol
【答案】BC
【详解】A.16 g 含原子的物质的量,16 g 含原子的物质的量为,则所含原子数不相等,A错误;
B.标准状况下,11.2 L 含原子的物质的量为,16 g 含原子的物质的量为,则所含原子数相等,B正确;
C.9 g 含原子的物质的量为,0.75 mol 含原子的物质的量为,则所含原子数相等,C正确;
D.224 mL含原子的物质的量为,0.1 mol 含原子的物质的量为,则所含原子数不相等,D错误;
故答案选BC。
10.(25-26高一上·山东德州·期中)下列有关气体的叙述错误的是
A.25℃,下,同体积的与含有相同的分子数
B.同温同容,等质量的和的压强比为
C.同温同压,CO和的密度比为
D.同温同压,等质量的和,体积大的是
【答案】CD
【详解】A.25℃,下,同体积的与物质的量相同,含有相同的分子数,A正确;
B.据PV=nRT可知,在同温同容条件下,气体的压强比等于物质的量之比,等质量的O2和SO2的压强比为2:1,B正确;
C.据PV=nRT有,,进一步变化有:,因此在同温、同压条件下,气体的密度比等于摩尔质量之比,CO和CO2的密度比为7:11,C错误;
D.据PV=nRT可知,在同温同压条件下,气体的体积比等于物质的量之比,等质量的CO和CO2的物质的量大的为CO,体积大的是CO,D错误;
故选CD。
三、非选择题
11.(25-26高一下·河北保定·期中)天然气的主要成分为,可能含有等杂质。请回答下列问题。
(1)中的氢原子数与标准状况下______中的氢原子数相同。
(2)实验测得,常温常压下的体积为,则该状况下的气体摩尔体积为______。已知溶液可用于吸收生成沉淀,则吸收上述气体需要溶液的体积为______L。
(3)和形成的某混合气体的密度是同温同压下的11倍,则该混合气体中和的物质的量之比为______,的质量分数为______(计算结果保留1位小数)。
【答案】(1)8.96
(2) 3
(3) 2:1 48.5
【详解】(1)的摩尔质量为16 g/mol,3.2 g的物质的量为,含氢原子的物质的量为0.8 mol,与其含等量氢原子的H2S的物质的量为0.4 mol,标准状况下体积为;
(2)的摩尔质量为34 g/mol,51 g的物质的量为 mol,其体积为36.75 L,则常温常压下气体摩尔体积为;由题意可知,则吸收需要1.5 mol ,所需溶液的体积为;
(3)和形成的某混合气体的密度是同温同压下的11倍,则该混合气体的平均摩尔质量为,设其中和的物质的量分别为和,则有,解得,假设这两种气体的物质的量分别为2 mol和1 mol,则该混合物中的质量分数为。
12.(25-26高一上·陕西汉中·期中)回答下列问题:
(1)H2O的摩尔质量为_______,2molN2O5含_______mol氮原子。
(2)在标准状况下,0.5mol氨气所占的体积约为_______L,质量为_______g。
(3)某气态氧化物化学式为,在标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,则该氧化物中R的相对原子质量为_______。
(4)同温同压下,相同物质的量的与H2的体积之比为_______,若质量相同,两种气体的体积比为_______。
【答案】(1) 18 4
(2) 11.2 8.5
(3)32
(4) 1:1 1:32
【详解】(1)H2O的摩尔质量为18,2molN2O5含 2×2mol=4mol氮原子。
(2)在标准状况下,0.5mol氨气所占的体积约为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,质量为17g/mol×0.5mol=8.5g。
(3)某气态氧化物化学式为,在标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,为,摩尔质量为,则该氧化物中R的相对原子质量为64-16×2=32;
(4)根据阿伏伽德罗定律,同温同压下,相同物质的量的与H2的体积之比为1:1,若质量相同,两种气体的体积比为;
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