第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 江苏专版）

本讲义聚焦气体摩尔体积与阿伏加德罗定律核心知识点，从影响物质体积的因素切入，通过对比不同状态物质体积数据引导学生归纳规律，构建“宏观现象-微观解释-定量计算-定律应用”的学习支架，衔接物质的量与气体体积的转化关系。 资料通过“思考”问题链引导学生从数据中自主提炼结论，培养科学思维，结合判断正误、计算题强化n、m、Vₘ计算模型，落实化学观念。课时对点练覆盖多题型，课中助教师即时反馈，课后供学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第2课时　气体摩尔体积 [核心素养发展目标]　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，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。 一、气体摩尔体积 1.影响物质体积大小的因素 (1)物质的体积与聚集状态的关系 思考1　在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？ 气体 0 ℃、101 kPa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 结论：同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别较大。同温同压下，1 mol气体的体积近似相等。 (2)气体体积与温度、压强的关系 思考2　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 Ⅰ.从上表分析得出结论： ①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为　　　　。  ②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积　　　(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。  Ⅱ.理论依据：相同温度和压强下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是①　　　　，  ②　　　　，  ③　　　　。  提示　Ⅰ.①22.4 L　②不一定　Ⅱ.①气体的粒子数相同　②粒子间的距离相同　③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略 (3)物质体积的影响因素 结论：在相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。 2.气体摩尔体积 (1)气体摩尔体积 (2)标准状况下的气体摩尔体积 特别提醒　①n=，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。 思考3　完成下列问题。 (1)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　　　　。  (2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的相对分子质量为　　　　。  (3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的平均摩尔质量约为　　　　。  (4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1，则该混合气体的平均摩尔质量为　　　　。  答案　(1)32.03 g·mol-1　(2)17 (3)34.9 g·mol-1　(4)28 g·mol-1 解析　(1)气体的摩尔质量M=Vm·ρ，代入数据求得M≈32.03 g·mol-1。 (2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，该气体的物质的量为=0.03 mol，摩尔质量为=17 g·mol-1，则该气体的相对分子质量为17。(3)混合气体的==≈34.9 g·mol-1。 (4)=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。 标准状况下(0 ℃，101 kPa)，气体摩尔体积的有关计算 ①气体的物质的量n= mol； ②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1；混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。 ③气体的分子数N=n·NA=·NA。 ④气体的质量m=n·M=·M g。 1.判断正误 (1)一定温度、压强下，气体体积由其粒子的大小和数目决定(　　) (2)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA(　　) (3)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol-1(　　) (4)标准状况下的Vm=22.4 L·mol-1，那么Vm=22.4 L·mol-1时也一定是标准状况(　　) (5)1 mol空气在标准状况下的体积约为22.4 L(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5) √ 解析　(1)一定温度、压强下，气体体积由其粒子间距离和粒子数决定。(2) 常温常压下不能使用Vm=22.4 L·mol-1进行计算。(3) 气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，与其物质的量的多少无关。(4)标准状况下的Vm=22.4 L·mol-1，增压同时升温的条件下也可能Vm=22.4 L·mol-1。(5)1 mol任何气体在标准状况下的体积约为22.4 L，可以是单一气体，也可以是混合气体。 2.(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是　　　　，16 g O2所占体积约是　　　　。  (2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是　　　　　　。  (3)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是　　　　。  答案　(1)1.5 mol　11.2 L　(2)44.8 L　(3)NA 二、阿伏加德罗定律及推论 1.阿伏加德罗定律的内容 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。 特别提醒　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，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。 2.阿伏加德罗定律的推论 思考　在同温同压(以0 ℃，101 kPa即标准状况为例)下，完成下列问题。 (1)1 mol O2的体积是22.4 L，2 mol H2的体积是44.8 L，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。  (2)1 mol O2的质量是32 g，体积是22.4 L，ρ(O2)== g·L-1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是2 g，体积是22.4 L，ρ(H2)== g·L-1。由此可推知：  ①同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。 ②在标准状况下，气体的密度为 g·L-1。 阿伏加德罗定律的推论： 语言叙述 公式 同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 == 同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 == 同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 = 1.判断正误 (1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等(　　) (2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子(　　) (3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者(　　) (4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2.同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的： (1)物质的量之比为 　　　　。  (2)分子数之比为　　　　。  (3)原子数之比为 　　　　。  (4)质量之比为　　　　。  (5)摩尔质量之比为　　　　。  (6)密度之比为　　　　。  答案　(1)1∶2　(2)1∶2　(3)3∶4　(4)11∶14　(5)11∶7　(6)11∶7 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题5分] 题组一　影响物质体积大小的因素 1.(2025·宿迁月考)决定1 mol固态物质或液态物质体积的主要因素是(　　) A.微粒的数目 B.微粒的大小 C.微粒的间距 D.微粒的质量 答案　B 解析　决定1 mol固态物质或液态物质体积大小的主要因素为微粒的大小，故选B。 2.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，各种气态物质的体积大小由构成气体的粒子大小决定 B.一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小由构成气体的粒子数决定 C.不同的气体，若体积不同，则它们所含的粒子数也不同 D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L 答案　B 解析　对于气体物质，在一定温度和压强下，粒子间的距离远大于粒子本身的大小，因此其体积的大小主要由粒子数的多少来决定，A错误，B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化，体积不同的气体，在不同的条件下，其粒子数可能相同，也可能不同，C错误；气体摩尔体积会随着温度、压强的变化而变化，1 mol气体的体积不一定为22.4 L，D错误。 题组二　气体摩尔体积 3.下列关于气体摩尔体积的说法正确的是(　　) A.标准状况下，1 mol SO3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摩尔任何气体的体积都约是22.4 L 答案　D 解析　标准状况下，SO3是非气态，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；在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol-1，C错误。 4.(2025·淮安段考)有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是(　　) A.71 g B.142 mol C.71 g·mol-1 D.14.2 g·mol-1 答案　C 解析　该气体的物质的量为＝0.2 mol，则该气体的摩尔质量是M＝＝71 g·mol-1，故选C。 5.实验得出，无水氯化铝在常压条件下不同温度时的密度见下表： T/℃ 200 400 600 800 ρ/(g·L-1) 6.881 4.236 2.650 1.517 气体摩尔体积 /(L·mol-1) 38.8 55.2 71.6 88.0 可见，400 ℃时无水氯化铝存在形式的化学式为(　　) A.AlCl3 B.Al2Cl6 C.AlCl3和Al2Cl6 D.Al3Cl9和Al2Cl6 答案　C 解析　根据公式：气体的摩尔质量=气体摩尔体积×密度，可以求出400 ℃时无水氯化铝的摩尔质量为55.2 L·mol-1×4.236 g·L-1≈233.9 g·mol-1；设无水氯化铝的化学式为，则n=≈1.75，介于1、2之间， 所以该物质的分子式为Al2Cl6和AlCl3，故选C。 6.(2025·常州段考)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是(　　) A.10 L氢气比8 L氢气所含H2的物质的量多 B.标准状况下，某物质含有NA个粒子，则该物质的体积为22.4 L C.1 mol H2O中所含氧原子的质量为16 g D.常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数为NA 答案　C 解析　在不同温度和压强下，10 L氢气不一定比8 L氢气所含H2的物质的量多，A错误；标准状况下，只有NA个气体分子所占的体积约为22.4 L，B错误；常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4 L·mol-1，11.2 L氮气的物质的量小于0.5 mol，所含的原子数小于NA，D错误。 题组三　阿伏加德罗定律及推论 7.常温常压下，取四支完全一样的针筒，分别充入等质量的CH4、O2、CO2、SO2四种气体，其中充装CH4的是(　　) 答案　D 解析　依据m=n∙M可知，相同质量的气体，物质的量与摩尔质量成反比，CH4、O2、CO2、SO2四种气体，CH4摩尔质量最小，物质的量最大，依据同温同压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，可知CH4体积最大，故选D。 8.食品包装袋内填充氮气或氩气可以延长食品的保质期。同温、同压下，相同体积的氮气和氩气具有相同的(　　) A.质量 B.原子数 C.密度 D.分子数 答案　D 解析　由阿伏加德罗定律可知，同温、同压下，相同体积的氮气和氩气具有相同的物质的量，即二者的分子数相等。 [9~12题，每小题6分] 9.常温常压下，分别向三个气球(同一规格，忽略气球自身的重量)中充入两种按体积比1∶1混合的气体，得到体积相等的①②③三个气球(如图)。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物质的量相等 C.三个气球中气体分子间的平均距离相等 D.将三个气球放在空气中，只有一个往下沉 答案　D 解析　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分子，则气体的物质的量也相同，A、B正确；相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离都可以看成是相等的，C正确；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，②和③的平均摩尔质量分别是30 g·mol-1和54 g·mol-1，都大于空气的平均摩尔质量29 g·mol-1，故三个气球放在空气中，有两个往下沉，D错误。 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m g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应是(　　) A.L B. L C.L D. L 答案　A 解析　解法一：根据气体的质量与分子数成正比，设n g混合气体的分子数为x，即m g∶b=n g∶x，解得x=，混合气体的物质的量为 mol，在标准状况下的体积为 L。 解法二：设混合气体的摩尔质量为M g·mol-1，根据正比关系=，解得M=，则n g混合气体的物质的量为mol= mol，在标准状况下的体积为 L。 11.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是(　　) A.充入的CO分子数比CO2分子数少 B.甲容器的体积比乙容器的体积小 C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小 D.若将压强相同改为体积相同，则甲容器的压强比乙容器的压强大 答案　D 解析　由于M(CO)<M(CO2)，所以m相同时，n(CO)>n(CO2)，则充入的CO分子数比CO2分子数多，A不正确；两容器的温度和压强相同，则两容器内气体的体积与气体的总物质的量成正比，由于n(CO)>n(CO2)，所以甲容器的体积比乙容器的体积大，B不正确；温度、压强相同时，气体的摩尔体积相同，C不正确；根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同体积的条件下，压强与气体的总物质的量成正比，由于n(CO)>n(CO2)，所以甲容器的压强比乙容器的压强大，D正确。 12.(2024·常州段考)下列叙述正确的是(　　) ①46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA ②常温常压下，1 g H2和14 g N2的体积相同 ③28 g CO的体积为22.4 L 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同温同压下，气体的密度与气体的摩尔质量成正比 A.①③④⑥ B.②③⑤⑥ C.①②⑤⑥ D.①③④⑤ 答案　C 解析　①46 g NO2和N2O4混合气体可以看作1 mol NO2，原子数为3NA，正确；②1 g H2和14 g N2的物质的量相同，相同条件下体积相同，正确；③28 g CO在标准状况下的体积为22.4 L，错误；④两种气体物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同，错误；⑤在同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，气体的物质的量越大，则压强越大，正确；⑥同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比，正确；故选C。 13.(10分)(2025·苏州段考)回答下列问题： (1)标准状况下，2.24 L Cl2中约有　　　　　　个氯原子。  (2)32.0 g O2和2.0 g H2组成的混合气体在标准状况下体积约为　　　　　。  (3)标准状况下3.36 L某气体的质量为8.1 g，则该气体的摩尔质量为　　　　　。  (4)某气体在标准状况下的密度为1.25 g·L-1，则28 g该气体所含有的分子数约为　　　　　。  答案　(1)1.204×1023　(2)44.8 L　(3)54 g·mol-1　(4)6.02×1023 解析　(1)标准状况下，2.24 L Cl2的物质的量为＝0.1 mol，含有的氯原子数为1.204×1023。(2)n(O2)＝＝1 mol，n(H2)＝＝1 mol，32.0 g O2和2.0 g H2组成的混合气体在标准状况下体积约为(1＋1) mol×22.4 L·mol-1＝44.8 L。(3)该气体的物质的量为n＝＝0.15 mol，质量为8.1 g，则M＝＝54 g·mol-1。(4)该气体摩尔质量为1.25 g·L-1×22.4 L·mol-1＝28 g·mol-1，则28 g该气体物质的量为1 mol，所含有的分子数为6.02×1023。 14.(12分)现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积为 8.96 L。请回答下列问题： (1)该混合气体的平均摩尔质量为　　　　　　　。  (2)混合气体中碳原子的个数为　　　　　　　　(用NA 表示阿伏加德罗常数的值)。  (3)将混合气体依次通过如图所示装置，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质量为　　　　　　　。  ②气球中收集到的气体中，电子总数为　　　　(用NA 表示，假设气体全部进入气球中)。  ③气球的体积为　　　　　　　　L(忽略气球弹性的影响)。  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)40 g·mol-1　(2)0.4NA　(3)①2.8 g　②1.4NA　③2.24　④0.3NA 解析　16.0 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L，则混合气体的总物质的量是=0.4 mol，设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol，根据C原子守恒可知x+y=0.4，根据质量守恒可得28x+44y=16，联立解得x=0.1、y=0.3。 (1)该混合气体的平均摩尔质量为=40 g·mol-1。(2)CO和CO2分子中都只含1个碳原子，混合气体的总物质的量是0.4 mol，所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。(3)①二氧化碳被氢氧化钠吸收，气球中收集到的气体是CO，CO的质量为0.1 mol×28 g·mol-1=2.8 g。②1个CO分子中有14个电子，气球中收集到的气体是0.1 mol CO，电子总数为1.4NA。③气球中收集到的气体是0.1 mol CO，标准状况下，气球的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。④若将混合气体通入足量的 Na2O2中，发生反应：2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2，0.3 mol CO2参与反应，生成0.15 mol氧气，转移0.3NA个电子。 15.(14分)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献，该法利用的原理为NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。根据要求回答下列问题： (1)同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，前者与后者的分子数之比为　　　　　　，原子总数之比为　　　　　　，密度之比为　　　　　　。  (2)与标准状况下6.72 L CO2中所含的氧原子数相等的H2O的质量为　　　　　　g，与该质量的水中所含的氢原子数相等的NH3在标准状况下的体积为　　　　　　L。  (3)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，则该混合气体中CO2与NH3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)1∶1　3∶4　44∶17　(2)10.8　8.96　(3)1∶2　13 解析　(1)同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，分子数之比等于物质的量之比，前者与后者的分子数之比为1∶1，原子总数之比为3∶4，密度之比等于摩尔质量之比为44∶17。 (2)标准状况下6.72 L CO2的物质的量是=0.3 mol，所含的氧原子的物质的量是0.6 mol，则H2O的物质的量是0.6 mol，质量为0.6 mol×18 g·mol-1=10.8 g，该质量的水中含1.2 mol氢原子，则NH3物质的量为0.4 mol，在标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol-1=8.96 L。 (3)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，则该混合气体中CO2与NH3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，密度是同温同压下氢气密度的=13倍。 学科网（北京）股份有限公司 $