2.3.2 气体摩尔体积 讲义+分层练习 -2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册
2026-08-05
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摘要:
本讲义聚焦“气体摩尔体积”核心知识点,先梳理物质体积的影响因素(宏观温度、压强,微观微粒数目、大小、平均距离),再重点讲解气体摩尔体积的定义、表达式及标准状况下的应用,最后阐述阿伏伽德罗定律及推论,构建从影响因素到定律应用的学习支架。
资料亮点在于知识梳理突出重难点,易错提醒和解题技巧培养科学思维,分层精练(基础、强化、冲刺)适配不同学生,题组结合计算提升解决问题能力。课中辅助教师教学,课后帮助学生查漏补缺,体现化学观念和严谨的科学态度。
内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
目录
第一部分 知识梳理
知识点01 物质体积大小的影响因素
知识点02 气体摩尔体积【重难点】
知识点03 阿伏伽德罗定律及推论【难点】
第二部分 分层精练
基础过关 强化提升 冲刺突破
题组01 气体摩尔体积
题组02 阿伏伽德罗定律
第一部分 知识梳理
知识点01 物质体积大小的影响因素
1.宏观因素:温度、压强。
2.微观因素:微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离。
3.决定固体或液体体积的主要因素:微粒的数目、微粒的大小。
4.决定气体体积的主要因素:微粒的平均距离、温度、压强。
知识点02 气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量的物质所占的体积。符号Vm,单位:L·mol-1或L/mol
2.表达式:Vm=,则n=
3.标准状况下的气体摩尔体积
标准状况( 0 ℃,101kpa)下,气体摩尔体积Vm约为22.4L·mol—1,气体物质的量n=
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。
4.标准状况下气体的摩尔质量:M = Vm· ρ =22.4 ρ g·mol—1,其中ρ为标准状况下气体的密度,单位为g·mol—1。
5.标准状况下气体物质的量(n)、微粒数目(N)、阿伏加德罗常数(NA)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系:
n===
解题技巧
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;
(5)混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。
❗易错提醒
使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题
①条件必须是标准状况(0℃,101kPa)。
②标准状况下物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体,不能用n=进行计算。
知识点03 阿伏伽德罗定律及推论
1.阿伏伽德罗定律的内容
(1)定义: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。
(2)适用范围: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;
(3)规律:同温、同压、同体积、同分子数,“四同”,相互制约,只要有______则必有__________,即“三同定一同”。
2.阿伏伽德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、P相同
==
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
T、V相同
==
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
T、P相同
=
同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比
第二部分 分层精练
◆题组01 气体摩尔体积
1.下列叙述正确的是
A.摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B.氧化还原反应的本质是化合价升降
C.在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积约相等
D.在氧化还原反应中,有一种元素被氧化,一定有另一种元素被还原
【答案】C
【详解】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量才是衡量微观粒子多少的物理量,A错误;
B.氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移),化合价升降是氧化还原反应的外在特征,B错误;
C.气体摩尔体积由温度和压强决定,一定温度和压强下,不同气体分子间平均距离近似相等,因此各种气体的摩尔体积约相等,C正确;
D.氧化还原反应中可存在同种元素既被氧化又被还原的情况(如歧化反应中元素),并非一定有另一种元素被还原,D错误;
故选C。
2.下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.气体摩尔体积约为22.4 L
C.氢气的摩尔质量是2 g
D.同温同压下,相同体积的任何气体所含分子数相同
【答案】D
【详解】A.物质的量是国际基本物理量,摩尔是物质的量的单位,A错误;
B.标准状况下气体摩尔体积约为,B错误;
C.氢气的摩尔质量是,C错误;
D.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的任何气体物质的量相同,所含分子数也相同,D正确;
故选D。
3.下列对物质的量相关概念的理解错误的是
A.物质的量属于国际单位制的基本物理量之一
B.各种气体的气体摩尔体积都约为
C.摩尔质量的单位为
D.摩尔只适用于描述分子、原子、离子等微观粒子
【答案】B
【详解】A.物质的量是国际单位制规定的7个基本物理量之一,A正确;
B.气体摩尔体积的数值随温度、压强变化而变化,标准状况下,气体的摩尔体积才约为,选项未指明适用条件,B错误;
C.摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位为,C正确;
D.摩尔是物质的量的单位,仅适用于计量分子、原子、离子等微观粒子,不能用于描述宏观物质,D正确;
故选B。
4.关于气体摩尔体积,下列说法正确的是
A.气体摩尔体积的单位是mol/L
B.气体粒子数目相同时,气体体积的大小主要取决于气体分子的大小和分子间的距离
C.任意条件下,气体摩尔体积的数值是固定不变的
D.常温常压时,1 mol氢气的体积大于22.4 L
【答案】D
【详解】A.气体摩尔体积的单位应是L/mol,故A错误;
B.气体分子间距远大于分子本身大小,体积主要由分子间距、分子数目决定,故B错误;
C.气体摩尔体积会随温度和压强的改变而改变,故C错误;
D.标准状况下,1mol氢气体积等于22.4L,根据理想气体状态方程,体积随温度升高而增大,因此常温常压时,1mol氢气体积大于22.4L,故D正确;
选D。
5.下列叙述正确的是
A.14g N2含有的分子数约为3.01×1023
B.64g SO2含有的氧原子数约为6.02×1023
C.标准状况下,22.4L H2O含有的分子数约为6.02×1023
D.1mol Na+含有的电子数目为11
【答案】A
【详解】A.的摩尔质量为,的物质的量为,含有的分子数约为,A正确;
B.的摩尔质量为,的物质的量为,含有的氧原子物质的量为,数目约为,B错误;
C.标准状况下不是气体,不能用计算其物质的量,C错误;
D.个含有个电子,含有的电子数目为,D错误;
故选A。
6.设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是
A.常温常压下,11.2L CO2所含的原子数为1.5NA
B.常温常压下,48g O3含有的氧原子数为NA
C.标准状况下,22.4L水所含分子数为NA
D.常温常压下,32g O2与O3混合物含有的氧原子数为2NA
【答案】D
【详解】A.常温常压下气体摩尔体积不是,因此无法计算气体的物质的量,A错误;
B.的物质的量为,含有的氧原子物质的量为,氧原子数为,B错误;
C.标准状况下水不是气体,不能用计算其物质的量,无法计算水中分子数,C错误;
D.和均由氧原子构成,混合物中氧原子总质量为,氧原子物质的量为,氧原子数为,D正确;
故答案为D。
7.用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.28 g N2和N4组成的混合气体中含有的原子数目为
B.标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为
C.1 L Na2SO4溶液中含有的氧原子数目为
D.56 g Fe与足量稀硫酸反应,转移的电子数目为
【答案】A
【详解】A.N2和N4均由N原子组成,28 g该混合气体中所含N原子的物质的量为,所含N原子数为,A正确;
B.标准状况下,H2O不是气体,不能使用气体摩尔体积计算,故22.4 L H2O的物质的量不是1 mol,B错误;
C.1 L Na2SO4溶液中,,水分子中也含有氧原子,故含有的氧原子数目大于,C错误;
D.56 g Fe的物质的量是1 mol,1 mol Fe与足量稀硫酸反应,转移的电子数为,D错误;
故选A。
8.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25mol 在标准状况下的体积为___________L,0.25mol ,含有___________个氢原子。
(2)同温同压下,等体积的和所含原子个数比为___________,密度比为___________。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol ,金属元素的相对原子质量为___________。
(4)若a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是___________(设为阿伏加德罗常数的值)。
(5)16.4g 和的混合气体,标况下体积为8.96L,则的物质的量为___________mol。
【答案】(1)
5.6
(或)
(2)
(3)
24
(4)
(5)
0.1
【详解】(1)标准状况下气体摩尔体积,;1个含4个H原子,,故H原子数为(或);
(2)同温同压下等体积气体的物质的量相等,设均为1mol,含原子总物质的量为2mol,为3mol,原子个数比等于物质的量之比为;同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,即;
(3)二价金属氯化物的化学式为,含时,的物质的量为,其摩尔质量,金属相对原子质量为;
(4)气体的物质的量为,该气体摩尔质量;气体的物质的量为,标况下体积为;
(5)混合气体总物质的量,设的物质的量为,的物质的量为,由总质量列方程:,解得。
9.以物质的量为中心的计算在高中化学学习中很重要。请完成下列题目。
(1)标准状况下,6.72L CO2气体的物质的量为___________mol,质量为___________g。
(2)3.01×1023个CO2分子与16g O2,二者物质的量之比___________。
(3)标准状况下,等体积的三种气体:O2、CO2、H2,质量最大的是___________。
【答案】(1) 0.3 13.2
(2)1∶1
(3)CO2
【详解】(1)标准状况下,6.72L CO2气体的物质的量为,质量为;
(2)3.01×1023个CO2分子的物质的量为,16g O2物质的量为,二者物质的量之比1∶1;
(3)根据知,标准状况下,等体积的三种气体物质的量相等,质量与摩尔质量成正比,则质量最大的是CO2。
10.完成下面问题:
(1)等体积的和,在相同条件下的体积之比为_______________。
(2)同温同压下,相同体积的和的质量比为_______________。
(3)标准状况下,的物质的量为_______________mol,其分子数为_______________。
(4)0.25mol某气体的体积为8 L,则在此条件下气体摩尔体积为_______________。
(5)将0.6mol Na投入水中,标况下产生气体的体积为_______________L。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)题干明确给出和为等体积,相同条件下体积之比直接为
(2)根据阿伏加德罗定律,同温同压下相同体积的气体物质的量相等,质量之比等于摩尔质量之比,即;
(3)标准状况下气体摩尔体积为,根据公式,得;分子数;
(4) 根据气体摩尔体积公式,代入数据得;
(5) 与水反应方程式为,因此物质的量关系为,0.6mol 完全反应生成的物质的量为0.3mol,标况下体积。
◆题组02 阿伏伽德罗定律
11.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中含有的数目为
B.标况下与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同压强的条件下,等质量的和的体积之比为2:1
D.常温常压下,和的混合物中含有原子的数目为
【答案】D
【详解】A.只给出了溶液的浓度,未给出溶液体积,无法计算的物质的量及数目,A错误;
B.标况下的物质的量为,与氢氧化钠溶液反应为歧化反应,反应转移电子,故反应转移电子数为,B错误;
C.同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,等质量的和的物质的量之比为,故体积之比为,C错误;
D.和均由氧原子构成,混合物中氧原子的物质的量为,含有的氧原子数目为,D正确;
故选D。
12.下列说法错误的是
A.同温同压下,等体积的、质量之比:
B.同温同压下,等质量的、体积之比:
C.同温同压下,等体积的、密度之比:
D.同温同压下,等分子数的、体积之比:
【答案】C
【详解】A.同温同压下,等体积的和物质的量相等,质量之比等于摩尔质量之比,即,A正确;
B.等质量的和物质的量之比为,同温同压下气体体积之比等于物质的量之比,故体积比为,B正确;
C.同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,故,不是,C错误;
D.同温同压下气体体积之比等于分子数之比,等分子数的两种气体体积比为,D正确;
故选C。
13.下列有关叙述正确的是
A.现有CO2、O3两种气体,它们都含有1 mol O,则两种气体的物质的量之比为3:2
B.同温同压下,同体积、同密度的C2H4和N2,两种气体中的原子数一定相等
C.将1 L 18.4 mol/L的H2SO4溶液加入到1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol/L
D.同温同体积下,等原子数目的CO2和NO的压强之比为3:2
【答案】A
【详解】A.每个分子含2个原子,每个分子含3个原子,若均含有1 mol ,则,,二者物质的量之比为3:2,A正确;
B.同温同压下,同体积、同密度的和质量相等,二者摩尔质量均为,故物质的量相等、分子数相等;每个分子含6个原子,每个分子含2个原子,原子总数不相等,B错误;
C.将硫酸溶液加入水中,混合后溶液体积不等于2 L,无法计算所得溶液物质的量浓度,不一定为,C错误;
D.每个分子含3个原子,每个分子含2个原子,等原子数目的两种气体的物质的量之比为2:3;同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比,故压强比为2:3,D错误;
故答案选A。
14.室温下,向活塞可移动的密闭容器两侧分别充入和、的混合气体(已知的体积占容器总容积的),如图所示。将、的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复至室温过程中活塞向右滑动,最终两侧气体体积比为。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左侧气体与右侧气体总物质的量之比为
B.反应前,右侧和的分子数之比为
C.反应前后,容器内压强之比为
D.若反应前的体积占容器总容积的,则点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积可能相等
【答案】B
【详解】A.相同温度、压强下,气体的物质的量之比等于体积之比,故反应前活塞左侧气体的物质的量与右侧气体的总物质的量之比为,A正确;
B.假设反应前,容器内气体体积为8V,和、的混合气体体积各为4V;反应后体积不变,仍为4V,或的剩余体积为V;若过量,则和的分子数之比为;若过量,则和的分子数之比为,B错误;
C.假设反应前,容器内和、的混合气体各4 mol,反应后仍为4 mol,或剩余1 mol,则反应前后压强比等于气体的总物质的量比,即,C正确;
D.若反应前的体积占容器总容积的,当和的物质的量之比为或时,点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积相等,D正确;
故选B。
15.同温同压下,下列关于氢气和氧气的叙述中,正确的是
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等
②氧分子间的平均距离大于氢分子间的平均距离
③氢分子与氧分子半径几乎相同
④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计
A.①②③ B.①④ C.①②④ D.②③
【答案】B
【详解】①根据阿伏伽德罗定律,同温同压下,等体积的任何气体所含分子数都相等,因此等体积氢气和氧气分子数相等,①正确;
②同温同压下气体分子间平均距离仅由温度、压强决定,故和分子间平均距离几乎相等,②错误;
③与的构成原子大小不同,分子半径不相同,③错误;
④气体分子间距离远大于分子本身直径,分子本身大小对气体体积的影响可忽略不计,④正确;
综上只有①④正确,故选B。
16.某密闭刚性容器由可移动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由和组成的混合气体19 g,向乙中充入1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲室混合气体的分子总数为
B.甲室、的物质的量之比为
C.甲室混合气体的密度是同温同压时密度的4.75倍
D.若将甲室气体点燃并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度1处
【答案】C
【详解】A.同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,甲、乙体积比为,乙中空气物质的量为,故甲室混合气体总物质的量为,分子总数为,A错误;
B.设的物质的量为,的物质的量为,由总质量可得,解得,故、物质的量之比为,B错误;
C.甲室混合气体平均摩尔质量为,同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,故其密度是同温同压下密度的倍,C正确;
D.点燃发生反应,室温下水为液态,反应后剩余的物质的量为,此时甲、乙气体物质的量之比为,同温同压下体积比为,故活塞最终停留在刻度2处,D错误;
故选C。
17.一定温度和压强下,用质量相等的、、、四种气体吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中正确的是
A.气球③中装的是
B.气球①和气球②中原子数之比为11:16
C.气球①和气球④中分子数之比为1:2
D.各气球气体密度大小顺序是:④③②①
【答案】B
【分析】在质量相等、温度和压强相同的条件下,气体的体积与摩尔质量成反比,即摩尔质量越小,物质的量越大,体积越大;四种气体的摩尔质量分别为:
:16 g/mol;
:32 g/mol
:44 g/mol
:64 g/mol
因此体积从大到小的顺序为:(④)> (③)> (②)> (①)。
【详解】A.由分析可知,气球③中装的是,不是,A错误;
B.气球①为,气球②为,设质量为,则分子数之比等于物质的量之比,即;一个含3个原子,一个含3个原子,故原子数之比与分子数之比相同,为,B正确;
C.气球①为,气球④为,质量为,分子数之比即物质的量之比,即,不是,C错误;
D.同温同压下,气体密度与摩尔质量成正比,即摩尔质量越大,密度越大,则密度顺序应为:①()> ②()> ③()> ④(),D错误;
故答案选B。
18.在同温同压下,分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球,则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是
A.密度之比为1∶1 B.质量之比为3∶1
C.分子总数之比为1∶3 D.原子总数之比为2∶1
【答案】A
【详解】A.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,和的摩尔质量均为,故密度之比为,A正确;
B.同温同压等体积的气体物质的量相等,根据,二者、均相等,故质量之比为,B错误;
C.分子总数与物质的量成正比,二者物质的量相等,故分子总数之比为,C错误;
D.二者物质的量相等,含原子,含原子,故原子总数之比为,D错误;
答案选A。
19.如图所示,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定。100℃时向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,已知反应,则下列说法不正确的是
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为2:1
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为3:4
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2:1
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合,混合气体对氢气的相对密度为88/3
【答案】B
【分析】向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,,。
【详解】A.活塞自由移动,平衡时两侧压强相等。I内:SO2(1 mol)不反应;II内总物质的量始终0.5 mol。恒温恒压下,体积之比 = 气体物质的量之比 ,VⅠ:VII=1:0.5=2:1,A正确;
B.根据公式:可得:,B错误;
C.在恒温恒容下压强之比等于气体物质的量之比,pI:pII=1:0.5=2:1,C正确;
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合后总物质的量不变,总质量m=64 g +24 g=88 g,总物质的量n=1 mol+0.5 mol=1.5 mol,平均摩尔质量:,相对氢气密度:,D正确;
故选B。
20.按照要求回答下列问题:
Ⅰ.①CO2 ②Cl2 ③ ④ ⑤NaOH溶液 ⑥Na2CO3溶液 ⑦熔融NaCl
(1)上述物质中属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________。
(2)写出①与④反应的化学反应方程式________。
(3)将NaOH溶液与Na2CO3溶液相混合,则混合溶液中的物质的量浓度为________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
Ⅱ.已知:
(4)0.3 mol NH4Cl分子中所含氢原子数与________molNH3分子中所含氢原子数相等,这些在标准状况下的体积约为________L。
(5)反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(6)有0.8mol的NH3参与反应,转移的电子数为________。
(7)等质量的下列气体、、三种气体中,在同温同压条件下,体积最大的是________。
【答案】(1) ③④⑦ ①
(2)
(3)1.50mol/L
(4) 0.4 8.96
(5)3:2
(6)0.6NA
(7)NH3
【详解】(1)①自身不能发生电离属于非电解质;②Cl2是单质,不是化合物,既不属于电解质也不属于非电解质;③在熔融状态下能导电,属于电解质;④ 在熔融状态下能导电,属于电解质;⑤NaOH溶液是混合物,不是化合物,既不属于电解质也不属于非电解质;⑥溶液是混合物,不是化合物,既不属于电解质也不属于非电解质;⑦熔融氯化钠在水溶液和熔融状态下能导电属于电解质;故上述物质中,属于电解质的是③④⑦;属于非电解质的是①;
(2)二氧化碳和氧化钠反应生成碳酸钠,故化学反应方程式
(3)NaOH中,的物质的量为,Na2CO3溶液中,的物质的量为,则混合溶液中的物质的量浓度为;
(4)0.3 mol NH4Cl分子中所含氢原子数为,则含有1.2NA的氢原子数对应氨气的物质的量,这些在标准状况下的体积约为;
(5)根据题中所给方程式可知,有两个氨气中氮化合价由-30升高作还原剂,,3个氯气中氯化合价由0-1降低作氧化剂,个数之比等于物质的量之比,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2;
(6)根据上述分析,当有8mol 氨气参与反应共转移mol电子,故有0.8mol的NH3参与反应,转移的电子数为0.6NA
(7)根据PV=nRT,在同温同压条件下,体积之比等于物质的量之比,假设气体的质量均为1 g,的物质的量为1/17 mol,的物质的量为1/71 mol、的物质的量为1/28 mol,所以体积最大的是。
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
目录
第一部分 知识梳理
知识点01 物质体积大小的影响因素
知识点02 气体摩尔体积【重难点】
知识点03 阿伏伽德罗定律及推论【难点】
第二部分 分层精练
基础过关 强化提升 冲刺突破
题组01 气体摩尔体积
题组02 阿伏伽德罗定律
第一部分 知识梳理
知识点01 物质体积大小的影响因素
1.宏观因素:温度、_______。
2.微观因素:微粒的_______、微粒的______、微粒的平均距离。
3.决定固体或液体体积的主要因素:微粒的_______、微粒的大小。
4.决定气体体积的主要因素:微粒的平均距离、_______、_______。
知识点02 气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量的物质所占的_______。符号_______,单位:_______
2.表达式:Vm=,则n=
3.标准状况下的气体摩尔体积
标准状况(_______℃,101kpa)下,气体摩尔体积Vm约为_______L·mol—1,气体物质的量n=
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。
4.标准状况下气体的摩尔质量:M = Vm· ρ =22.4 ρ g·mol—1,其中ρ为标准状况下气体的密度,单位为g·mol—1。
5.标准状况下气体物质的量(n)、微粒数目(N)、阿伏加德罗常数(NA)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系:
n===
解题技巧
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;
(5)混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。
❗易错提醒
使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题
①条件必须是标准状况(0℃,101kPa)。
②标准状况下物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体,不能用n=进行计算。
知识点03 阿伏伽德罗定律及推论
1.阿伏伽德罗定律的内容
(1)定义:在______的温度和压强下,__________的任何气体都含有__________的粒子。
(2)适用范围:阿伏加德罗定律适用于任何______,包括______气体,不适用于________;
(3)规律:同温、同压、同体积、同分子数,“四同”,相互制约,只要有______则必有__________,即“三同定一同”。
2.阿伏伽德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、P相同
__________
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
T、V相同
__________
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
T、P相同
__________
同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比
第二部分 分层精练
◆题组01 气体摩尔体积
1.下列叙述正确的是
A.摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B.氧化还原反应的本质是化合价升降
C.在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积约相等
D.在氧化还原反应中,有一种元素被氧化,一定有另一种元素被还原
2.下列说法正确的是
A.摩尔是一种国际基本物理量
B.气体摩尔体积约为22.4 L
C.氢气的摩尔质量是2 g
D.同温同压下,相同体积的任何气体所含分子数相同
3.下列对物质的量相关概念的理解错误的是
A.物质的量属于国际单位制的基本物理量之一
B.各种气体的气体摩尔体积都约为
C.摩尔质量的单位为
D.摩尔只适用于描述分子、原子、离子等微观粒子
4.关于气体摩尔体积,下列说法正确的是
A.气体摩尔体积的单位是mol/L
B.气体粒子数目相同时,气体体积的大小主要取决于气体分子的大小和分子间的距离
C.任意条件下,气体摩尔体积的数值是固定不变的
D.常温常压时,1 mol氢气的体积大于22.4 L
5.下列叙述正确的是
A.14g N2含有的分子数约为3.01×1023
B.64g SO2含有的氧原子数约为6.02×1023
C.标准状况下,22.4L H2O含有的分子数约为6.02×1023
D.1mol Na+含有的电子数目为11
6.设表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是
A.常温常压下,11.2L CO2所含的原子数为1.5
B.常温常压下,48g O3含有的氧原子数为
C.标准状况下,22.4L水所含分子数为
D.常温常压下,32g O2与O3混合物含有的氧原子数为2
7.用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.28 g N2和N4组成的混合气体中含有的原子数目为2NA
B.标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为
C.1 L Na2SO4溶液中含有的氧原子数目为
D.56 g Fe与足量稀硫酸反应,转移的电子数目为3
8.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25mol 在标准状况下的体积为___________L,0.25mol ,含有___________个氢原子。
(2)同温同压下,等体积的和所含原子个数比为___________,密度比为___________。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol ,金属元素的相对原子质量为___________。
(4)若a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是___________(设为阿伏加德罗常数的值)。
(5)16.4g 和的混合气体,标况下体积为8.96L,则的物质的量为___________mol。
9.以物质的量为中心的计算在高中化学学习中很重要。请完成下列题目。
(1)标准状况下,6.72L CO2气体的物质的量为___________mol,质量为___________g。
(2)3.01×1023个CO2分子与16g O2,二者物质的量之比___________。
(3)标准状况下,等体积的三种气体:O2、CO2、H2,质量最大的是___________。
10.完成下面问题:
(1)等体积的和,在相同条件下的体积之比为_______________。
(2)同温同压下,相同体积的和的质量比为_______________。
(3)标准状况下,的物质的量为_______________mol,其分子数为_______________。
(4)0.25mol某气体的体积为8 L,则在此条件下气体摩尔体积为_______________。
(5)将0.6mol Na投入水中,标况下产生气体的体积为_______________L。
◆题组02 阿伏伽德罗定律
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中含有的数目为
B.标况下与氢氧化钠溶液完全反应,转移的电子数为
C.同温、同压强的条件下,等质量的和的体积之比为2:1
D.常温常压下,和的混合物中含有原子的数目为
12.下列说法错误的是
A.同温同压下,等体积的、质量之比:
B.同温同压下,等质量的、体积之比:
C.同温同压下,等体积的、密度之比:
D.同温同压下,等分子数的、体积之比:
13.下列有关叙述正确的是
A.现有CO2、O3两种气体,它们都含有1 mol O,则两种气体的物质的量之比为3:2
B.同温同压下,同体积、同密度的C2H4和N2,两种气体中的原子数一定相等
C.将1 L 18.4 mol/L的H2SO4溶液加入到1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为9.2 mol/L
D.同温同体积下,等原子数目的CO2和NO的压强之比为3:2
14.室温下,向活塞可移动的密闭容器两侧分别充入和、的混合气体(已知的体积占容器总容积的),如图所示。将、的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复至室温过程中活塞向右滑动,最终两侧气体体积比为。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左侧气体与右侧气体总物质的量之比为
B.反应前,右侧和的分子数之比为
C.反应前后,容器内压强之比为
D.若反应前的体积占容器总容积的,则点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积可能相等
15.同温同压下,下列关于氢气和氧气的叙述中,正确的是
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等
②氧分子间的平均距离大于氢分子间的平均距离
③氢分子与氧分子半径几乎相同
④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计
A.①②③ B.①④ C.①②④ D.②③
16.某密闭刚性容器由可移动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由和组成的混合气体19 g,向乙中充入1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲室混合气体的分子总数为
B.甲室、的物质的量之比为
C.甲室混合气体的密度是同温同压时密度的4.75倍
D.若将甲室气体点燃并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度1处
17.一定温度和压强下,用质量相等的、、、四种气体吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中正确的是
A.气球③中装的是
B.气球①和气球②中原子数之比为11:16
C.气球①和气球④中分子数之比为1:2
D.各气球气体密度大小顺序是:④③②①
18.在同温同压下,分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球,则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是
A.密度之比为1∶1 B.质量之比为3∶1
C.分子总数之比为1∶3 D.原子总数之比为2∶1
19.如图,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定。100℃时向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,已知反应,则下列说法不正确的是
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为2:1
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为3:4
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2:1
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合,混合气体对氢气的相对密度为88/3
20.按照要求回答下列问题:
Ⅰ.①CO2 ②Cl2 ③ ④ ⑤NaOH溶液 ⑥Na2CO3溶液 ⑦熔融NaCl
(1)上述物质中属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________。
(2)写出①与④反应的化学反应方程式________。
(3)将NaOH溶液与Na2CO3溶液相混合,则混合溶液中的物质的量浓度为________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
Ⅱ.已知:
(4)0.3 mol NH4Cl分子中所含氢原子数与________molNH3分子中所含氢原子数相等,这些在标准状况下的体积约为________L。
(5)反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(6)有0.8mol的NH3参与反应,转移的电子数为________。
(7)等质量的下列气体、、三种气体中,在同温同压条件下,体积最大的是________。
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