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 浙江专版）

本讲义聚焦气体摩尔体积核心知识点，从宏观数据对比1mol固、液、气体体积差异入手，微观分析粒子数、大小、间距对体积的影响，引出气体摩尔体积概念及标准状况下计算模型，进而过渡到阿伏加德罗定律及推论，构建完整学习支架。 该资料通过表格数据、思考问题引导学生基于证据推理（科学思维），设计判断、计算等多样化练习（科学探究与实践）。例如对比不同条件下气体体积数据归纳规律，课中助教师引导分析，课后通过题组巩固，帮助学生查漏补缺。

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.(2024·浙江 “南太湖”联盟联考)下列关于CO和CO2说法正确的是(　　) A.质量相等时，分子数之比为7∶11 B.同温同压下，密度之比为7∶11 C.物质的量相同时，体积之比为1∶1 D.原子数相同时，物质的量之比为2∶3 答案　B 解析　A项，质量相等时，分子数之比为11∶7，错误；C项，未指明温度和压强，错误；D项，原子数相同，物质的量之比为3∶2，错误。 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.(2024·浙大附中高一期中)下列有关说法不正确的是(　　) A.1 mol固态物质或液态物质的体积主要取决于粒子的大小 B.液体气化后体积膨胀主要原因是粒子之间的距离增大 C.粒子数相同的任何气体都具有相同的体积 D.当分子数目相同时，气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离 答案　C 解析　固态或液态物质粒子间距离很小，故1 mol固态物质或液态物质的体积主要取决于粒子本身的大小，A正确；液体气化是物理变化，气化后体积膨胀主要原因是粒子之间的距离增大，B正确；没有说明是否在相同状况下，则不能判断分子数相同的任何气体是否具有相同的体积，C错误。 2.如图是1 mol水由4 ℃转化成100 ℃水蒸气时体积的变化。 由图分析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离 B.相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积 C.同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同 D.等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大 答案　C 解析　从微观角度来说，物质体积由粒子数、粒子大小和粒子间距离共同决定，A正确；相同条件下，粒子数相同的气体的物质的量相同，体积也相同，B正确；该结论只适用于气态物质，C错误；等质量的H2，压强越小、温度越高，气体分子间距离越大，则气体体积越大，D正确。 题组二　气体摩尔体积 3.(2025·浙江星辰联盟高一期末)下列有关气体摩尔体积的描述正确的是(　　) A.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 B.通常状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1 C.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1 D.标准状况下，1 mol H2O的体积约为22.4 L 答案　C 解析　标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1，B不正确、C正确；标准状况下，H2O不为气态，1 mol H2O的体积远小于22.4 L，D不正确。 4.下列叙述正确的是(　　) A.标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L C.标准状况下，1 mol SO3所占的体积约为22.4 L D.1 mol任何气体的体积都为22.4 L 答案　A 解析　没有指明物质的状态及外界的温度、压强，无法计算体积，B错误；SO3在标准状况下不是气体，无法用标准状况下的气体摩尔体积计算，C错误；没有指明气体所处的温度、压强，无法计算体积，D错误。 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.若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.1 mol Fe与足量稀盐酸反应时，转移电子的数目为3NA B.标准状况下，22.4 L水中含有水分子的数目为NA C.标准状况下，11.2 L N2中含有电子的数目为7NA D.标准状况下，22.4 L一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4 答案　C 解析　1 mol Fe与足量稀盐酸反应时，生成亚铁离子，转移电子数为2NA，A错误；标准状况下，水是非气体，22.4 L水的物质的量不是1 mol，故B错误；标准状况下，11.2 L氮气的物质的量为0.5 mol，电子数为0.5 mol×14=7NA，C正确；标准状况下，22.4 L一氧化碳分子的物质的量为1 mol，质量为28 g，0.5 mol甲烷的质量为0.5 mol×16 g·mol-1=8 g，故质量比为7∶2，D错误。 题组三　阿伏加德罗定律及推论 7.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。 8.(2025·温州高一期末)一定温度和压强下，分别用m g气体X、气体Y、CO2三种气体分别吹出如图所示三个体积大小不同的气球，下列对气体X、气体Y的判断正确的是(　　) A.气体X可能是SO2，气体Y可能是O2 B.气体X可能是H2，气体Y可能是HCl C.气体X可能是N2，气体Y可能是O2 D.气体X可能是Cl2，气体Y可能是SO2 答案　A 解析　相同温度和压强下，气体的体积越大，气体的物质的量就越大，三种气体的质量相同，则M(X)>M(CO2)>M(Y)，故选A。 [9~12题，每小题7分] 9.(2025·杭州高一联考)在相同的温度和压强下，4个容器中分别装有4种气体。已知各容器中的气体和容器的容积分别是a.CO2：100 mL；b.O2：200 mL；c.N2：400 mL；d.CH4：600 mL。则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是(　　) A.c>d>b>a B.b>a>d>c C.a>b>c>d D.d>c>a>b 答案　A 解析　设在该温度和压强下，气体摩尔体积为Vm L·mol-1，a容器内气体的质量m(CO2)=×44 g·mol-1= g；b容器内气体的质量m(O2)=×32 g·mol-1= g；c容器内气体的质量为m(N2)=×28 g·mol-1= g；d容器内气体的质量为m(CH4)=×16 g·mol-1= g，则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是c>d>b>a。 10.(2024·台州高一期中)相同温度和压强下，3体积的X2气体与6体积的Y2气体化合生成6体积的气态化合物A，则生成物A的化学式为(　　) A.XY2 B.X3Y2 C.X2Y3 D.XY 答案　A 解析　根据题意知，三种气体的物质的量之比是1∶2∶2，即方程式中X2、Y2和A的化学计量数之比为1∶2∶2，即X2+2Y2===2A，根据原子守恒可知，A的化学式为XY2。 11.(2025·余姚高一期末)已知a g气体XY3含有b个原子，设阿伏加德罗常数的值为NA，气体摩尔体积为c L·mol-1 ，则该条件下11.2 L该气体的质量为(　　) A. g B. g C. g D. g 答案　A 解析　a g该气体的物质的量n= mol，该气体的摩尔质量M= g·mol-1，11.2 L该气体的物质的量n= mol，对应质量m=n·M= mol× g·mol-1= g。 12.同温同压下，1 g X气体和2 g Y气体的体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律及推论，下列叙述不正确的是(　　) A.常温常压下，X和Y的密度之比为1∶1 B.X与Y的相对分子质量之比为1∶1 C.同温同体积下，等质量的X和Y气体的压强之比为2∶1 D.等质量的X和Y的物质的量之比为1∶1 答案　C 13.(6分)(2024·绍兴高一期中)NaHCO3固体中含有部分Na2CO3·nH2O(n<10)。取该固体8.50 g充分加热，产生的气体依次通过浓硫酸(增重1.44 g)和碱石灰(增重1.76 g)。请计算： (1)加热分解产生的气体中CO2在标准状况下的体积为　　　　 L。  (2)固体中NaHCO3的质量为　　　　 g。  (3)固体中Na2CO3·nH2O的n值为　　　　。  答案　(1)0.896　(2)6.72　(3)4 解析　加热固体样品，NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3·nH2O受热失去结晶水，浓硫酸增重的为H2O的质量，碱石灰增重的为CO2的质量，据此进行分析。 (1)碱石灰增重质量为1.76 g，故生成CO2的质量为1.76 g，根据n==0.04 mol，标准状况下，V=n·Vm=0.04 mol×22.4 L·mol-1=0.896 L。 (2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，由于生成的CO2的物质的量为0.04 mol，故NaHCO3的物质的量为0.08 mol，根据n=可得，NaHCO3的质量为6.72 g。 (3)NaHCO3分解出的H2O为0.04 mol，即0.72 g，浓硫酸共吸水1.44 g，故有1.44 g-0.72 g=0.72 g H2O来自于Na2CO3·nH2O受热失去结晶水，即0.04 mol；又固体样品中NaHCO3的质量为6.72 g，则Na2CO3·nH2O的质量为8.50 g-6.72 g=1.78 g，其中结晶水为0.72 g，则Na2CO3的质量为1.06 g，即0.01 mol，故Na2CO3和H2O的物质的量之比为1∶4，因此固体中Na2CO3·nH2O的n值为4。 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 $