专题1 第二单元 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（苏教版 江苏专版）

本讲义聚焦气体摩尔体积核心知识点，先通过对比固、液、气三态物质的微观结构与宏观性质，分析影响体积的因素，再结合1 mol不同物质体积的计算数据引出气体摩尔体积概念，最终关联阿伏加德罗定律及其推论，构建从微观到宏观、从定性到定量的知识支架。 该资料通过表格对比、数据推理、思考问题等设计，培养学生科学思维中的证据推理与模型建构能力，实验探究环节（如氯酸钾分解测定气体摩尔体积）体现科学探究与实践，提升实验操作与数据分析能力。课中辅助教师引导学生理解微观与宏观联系，课后通过练习题和对点练帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第2课时　气体摩尔体积 [核心素养发展目标]　1.知道不同聚集状态物质的一些特性，根据物质的存在状态进行分类。2.了解影响气体体积的主要因素，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单的计算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律及其推论解决简单问题。 一、决定物质体积大小的因素 1.不同聚集状态物质的微观结构与宏观性质 聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质 固态 微粒排列紧密，微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 有固定的形状，几乎不能被压缩 液态 微粒排列较紧密，微粒间的空隙较小 可以自由移动 没有固定的形状，不易被压缩 气态 微粒间的距离较大 可以自由移动 没有固定的形状，容易被压缩 思考　讨论不同宏观物质的物理性质可能存在哪些差异？可能的原因是什么？ 提示　固体具有固定的形状，液体、气体没有固定的形状；气体容易被压缩，而固体、液体不易被压缩。在固态、液态、气态物质中，微粒的运动方式、微粒之间的距离是不同的。不同聚集状态的物质微观结构上的差异导致了物质性质的不同。 2.分析不同聚集状态物质的体积 已知下列物质的密度，试计算1 mol这些物质的体积，将结果填入下表(说明：固体、液体密度均为293 K时的测定值，气体密度为1.01×105 Pa、273 K时的测定值)。 1 mol不同物质的体积 物质 摩尔质量/(g·mol-1) 密度 1 mol物质的体积 Al 26.98 2.70 g·cm-3 9.99 cm3 Fe 55.85 7.86g·cm-3 7.11 cm3 H2O 18.02 0.998g·cm-3 18.06 cm3 C2H5OH 46.07 0.789g·cm-3 58.39 cm3 H2 2.016 0.089 9g·L-1 22.42 L N2 28.02 1.25 g·L-1 22.42 L CO 28.01 1.25 g·L-1 22.41 L 结论：(1)相同条件下1 mol固体、液体的体积差别较大(或不相同)。 (2)同温同压下，1 mol气体的体积近似相等。 3.影响物质体积大小的因素 气态物质中微粒间的距离与外界温度、压强有关。因此，当温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。 1.判断正误 (1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定(　　) (2)当压强一定时，温度越高，气体分子间的距离越大；温度一定时，压强越大，气体分子间的距离越大(　　) (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(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 2.在同温同压下，下列与气体体积大小有关的主要因素是(　　) A.气体的种类 B.分子间的平均距离 C.分子本身的大小 D.气体的分子数 答案　D 解析　在同温同压下，气体分子间的平均距离相等，与气体的种类无关，A、B错误；对于气体来说，气体分子间的距离远大于分子本身的大小，分子本身可以忽略不计，C错误；在同温同压下，影响气体体积的主要因素是气体的分子数，D正确。 二、气体摩尔体积 思考1　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 (1)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22.4 L。  ②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积可能(填“一定”“一定不”或“可能”)相等。 (2)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是①气体的微粒数相同，②微粒间的距离相同。 1.气体摩尔体积 2.标准状况下的气体摩尔体积 即在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。  思考2　(1)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 L吗？ (2)当1 mol气体的体积为22.4 L时，能否说明该气体一定处于标准状况下？ (3)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？ 提示　(1)不是。物质的状态有气体、固体或液体，在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。 (2)不能。标准状况下，1 mol气体的体积均约为22.4 L，但1 mol气体的体积为22.4 L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体)，也能使1 mol气体的体积变为22.4 L。 (3)气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体体积约为22.4 L。 1. (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。 2.(1)标准状况下，34 g NH3的物质的量是　　　　，所占的体积约是　　　　，所含的NH3分子数约是　　　　。  (2)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约为　　　　。  (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)2 mol　44.8 L　1.204×1024　(2)6.02×1023　(3)32 g·mol-1　(4)17 g·mol-1 解析　(3)气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1，代入数据求得M≈32 g·mol-1。 (4)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，该气体的摩尔质量为=17 g·mol-1。 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= mol； ②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ 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。 三、阿伏加德罗定律的推论及应用 1.阿伏加德罗定律 同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。 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，共同存在，相互制约，且“三同定一同”。 2.阿伏加德罗定律的常用推论 推论 公式 同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比 = 同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比 = 同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比 = 思考　(1)同温同压下，1 L H2和1 L O2所含的分子数　　　　(填“相同”或“不相同”)。  答案　相同 (2)同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积　　　　(填“相同”或“不相同”)，其体积比是　　　　。  答案　不相同　16∶1 (3)相同温度下，向相同容积的密闭容器中分别充入1 mol H2和2 mol O2，容器中气体的压强之比是　　　　　。  答案　1∶2 1.判断正误 (1)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子(　　) (2)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者(　　) (3)同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气的分子数相同，质量不同(　　) (4)同温同压下，CO与CO2的密度之比为7∶11(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 2.下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以左右自由滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示相同温度时，等质量的氢气与氦气的是(　　) 答案　A 解析　隔板能自由滑动，说明容器两侧的气体压强相等，相同温度时，H2与He的体积之比等于其物质的量之比，He为单原子分子，He的摩尔质量为4 g·mol-1，H2的摩尔质量为2 g·mol-1，所以等质量的氢气与氦气的分子数之比为2∶1，体积比也为2∶1；故选A。 3. (2024·扬州期中)同温同压下，等质量的O2和O3相比较，下列叙述正确的是(　　) A.体积之比为1∶1 B.分子个数之比为2∶3 C.物质的量之比为3∶2 D.原子个数之比为2∶3 答案　C 解析　根据n=，等质量的O2和O3物质的量之比为3∶2，分子个数之比为3∶2，B错误，C正确；同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，故等质量的O2和O3的体积之比为3∶2，A错误；等质量的O2和O3的含有原子个数之比为(3×2)∶(2×3)=1∶1，D错误。 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题6分] 题组一　决定物质体积大小的因素 1.同温同压下，两种气体的体积不相同，其主要原因是(　　) A.分子大小不同 B.分子间距离不同 C.性质不同 D.分子数不同 答案　D 解析　对于气体来说，分子之间的距离远远大于分子的直径，同温同压下气体分子间的距离相等，气体摩尔体积相同，所以气体的体积取决于分子的数目，故选D。 2.(2025·福建泉州段考)下列是某同学整理的课堂笔记，其中正确的是(　　) A.1 mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定 B.1 mol气体的体积主要由微粒的大小决定 C.同温同压下，原子数相同的两种气体的体积相同 D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小 答案　D 解析　固体或液体的体积主要由微粒大小决定，A错误；原子数相同，分子数不一定相同，其物质的量不一定相同，则同温同压下，体积不同，C错误；影响物质体积的因素有：距离、大小、数目，且气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液态微粒间的距离受温度、压强影响小，D正确。 题组二　气体摩尔体积 3.下列叙述正确的是(　　) ①若1 mol气体的体积约为22.4 L，则它一定处于标准状况下 ②标准状况下，0.2 mol任何物质的体积均约为4.48 L ③标准状况下，22 g CO和22 g N2的原子数相同 ④标准状况下，18 g H2O的体积约为22.4 L ⑤标准状况下，1 L CH4和1 L He的物质的量之比为1∶1 A.①⑤ B.④⑤ C.②③ D.③⑤ 答案　D 解析　①若1 mol气体的体积约为22.4 L，则它不一定处于标准状况下，如较高温度，较大压强条件下也可能为22.4 L，错误；②标准状况下，0.2 mol任何气体物质的体积均约为4.48 L，错误；④标准状况下，水是液体，18 g H2O的体积不是22.4 L，错误。 4.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为(　　) A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1 C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1 答案　C 解析　27.2 g H2S的物质的量n==0.8 mol，则Vm==22.8 L·mol-1。 5.实验得出，无水氯化铝在常压条件下不同温度时的密度和气体摩尔体积如下表所示： 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=55.2 L·mol-1×4.236 g·L-1≈233.8 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·江苏段考)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　) A.常温常压下，4.4 g CO2中含有的CO2的分子数为0.1NA B.常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5 NA C.标准状况下，4.48 L CO2和O2组成的混合气体中含有的氧原子数为0.4NA D.4.8 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数为0.3NA 答案　B 解析　n(CO2)==0.1 mol，则其中含有的CO2分子数为0.1NA，A正确；常温常压下，Vm>22.4 mol·L-1，则11.2 L Cl2含有的分子数小于0.5 NA，B错误；混合气体的物质的量是n==0.2 mol，由于CO2、O2分子中都含有2个O原子，因此0.2 mol CO2和O2组成的混合气体中含有的氧原子数为0.4NA，C正确；n(O)==0.3 mol，故其中所含的氧原子数是0.3NA，D正确。 题组三　阿伏加德罗定律及其推论 7.科学家已发现一种新型氢分子(H3)，则相同条件下，等质量的H3和H2相同的是(　　) A.分子数 B.原子数 C.摩尔质量 D.体积 答案　B 解析　等质量的H3和H2，n(H3)= mol，n(H2)= mol，可知分子数不相同，原子数相同，A错误、B正确；H3和H2摩尔质量分别为3 g·mol-1、2 g·mol-1，C错误；根据体积之比等于物质的量之比可知，二者的体积也不相同，D错误。 8.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则X气体可能是(　　) A.C2H4 B.H2S C.NH3 D.NO 答案　B 解析　由阿伏加德罗定律推论可知，在温度、体积和质量相同时，压强与摩尔质量成反比，由图可知，温度相同时，氧气的压强大于X气体的压强，则X气体的摩尔质量大于氧气的摩尔质量，C2H4、NH3、NO的摩尔质量均小于32 g·mol-1，H2S的摩尔质量大于32 g·mol-1，所以X气体可能是H2S，故选B。 9.某密闭容器中间有一可自由滑动的导热性隔板(厚度不计)，当左侧充入2 mol CO2，右侧充入一定量的H2时，隔板处于如图位置(左右两侧的体积比为2∶3)，则左右两侧的原子数之比为(　　) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶5 答案　A 解析　同温同压下，气体体积之比等于气体物质的量之比，即==，因n(CO2)=2 mol，则n(H2)=3 mol，再结合CO2和H2的分子式可知，左侧与右侧的原子数之比为[n(CO2)×3]∶[n(H2)×2]=(2 mol×3)∶(3 mol×2)=1∶1，故选A。 [10~11题，每小题8分] 10.下列叙述中正确的是(　　) ①标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同 ②标准状况下，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，压强越大 A.①③④ B.②⑤ C.④⑤ D.①⑤ 答案　B 解析　①标准状况下，HCl呈气态，H2O呈液态，二者体积相同时，物质的量不相同，错误；③28 g CO的物质的量为1 mol，但此时气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1，所以体积不一定为22.4 L，错误；④两种物质的物质的量虽然相同，但二者不一定都呈气态，所以它们在标准状况下的体积不一定相同，错误。 11.如图所示，两集气瓶体积相等，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　) A.所含原子数相等 B.气体质量相等 C.气体密度相等 D.气体摩尔质量相等 答案　A 解析　同温同压下，等体积的两集气瓶中装着等物质的量的气体，即n(H2)+n(Cl2)=n(HCl)，三种气体都是双原子气体，故所含原子数相等，A正确；由m=nM可知混合气体的质量m1=2 g·mol-1×n(H2)+71 g·mol-1×n(Cl2)；m2=36.5 g·mol-1×n(HCl)，气体质量不一定相等，与混合气体的比例有关，B错误；ρ=，体积相等，质量不一定相等，密度不一定相等，C错误；混合气体的平均摩尔质量与气体的比例有关，D错误。 12.(8分)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。 13.(10分)(2025·苏州段考)计算下列题目。 (1)标准状况下，17 g NH3与标准状况下　　　 L H2S含有相同数目的氢原子。  (2)氢气是一种清洁能源，甲烷制取氢气的化学方程式为CH4+O2===CO2+2H2(反应条件略)。在标准状况下，CH4在一定量的O2中恰好完全反应，反应后测得生成物的体积是672 mL，则生成　　　 mol H2，消耗O2的体积是　　　。  (3)标准状况下6.72 L CO与一定量的Fe2O3恰好完全反应，计算生成Fe的质量(写出计算过程)。 答案　(1)33.6　(2)0.02　0.224 L (3)标准状况下6.72 L CO的物质的量为=0.3 mol，根据反应的化学方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知，生成Fe的质量为0.2 mol×56 g·mol-1=11.2 g。 解析　(1)17 g NH3的物质的量为=1 mol，含有3 mol H原子，每个H2S分子含有2个H原子，因此1.5 mol H2S含有3 mol H原子，标准状况下的体积为1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L。(2)生成物的体积是672 mL，物质的量是=0.03 mol，根据化学方程式可判断CO2、H2的体积之比是1∶2，所以生成H2的物质的量为0.02 mol，消耗O2的体积是0.01 mol×22.4 L·mol-1=0.224 L。 14.(12分)某同学设计了测定室温下气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制取O2，实验装置如图。 实验步骤如下： ①连接好实验装置。 ②　　　　　　　　　　。  ③把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95 g。 ④加热，开始反应，直到不再有气体产生为止。⑤读取量气管读数，测得氧气的体积为367.5 mL。 ⑥准确称量试管和残留物的质量为15.47 g。 回答下列问题。 (1)写出氯酸钾分解制取O2的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验步骤的第②步是　　　　　。  (3)实验过程中产生氧气的物质的量是　　　　 mol；实验测得氧气的气体摩尔体积是　　　　。  (4)为准确读出氧气的体积，需进行以下操作，正确的顺序为　　　　(填序号)。  ①调整量气管高度，使其液面高度与水准管液面高度相平； ②体系温度恢复到室温； ③视线与凹液面最低处相平。 (5)对比标准状况下的气体摩尔体积，根据以上实验得出结论，气体摩尔体积与　　　　　　相关。  答案　(1)2KClO32KCl+3O2↑　(2)检查装置的气密性　(3)0.015　24.5 L·mol-1　(4)②①③　(5)温度 解析　(1)在MnO2的催化作用下氯酸钾加热分解制取O2，化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。 (3)生成m(O2)=15.95 g-15.47 g=0.48 g，n(O2)==0.015 mol；Vm==24.5 L·mol-1。(4)测量气体体积时，待体系温度恢复到室温，使量气管内液面与水准管内液面相平，读数时，应平视凹液面最低处，故正确的顺序为②①③。(5)该实验是室温下进行的实验，在其他条件不变时，气体温度越高，其体积越大，对气体摩尔体积而言，温度越高，气体摩尔体积越大。 学科网（北京）股份有限公司 $