1.3 第2课时 气体摩尔体积(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册(鲁科版)
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
以气体摩尔体积为核心,通过概念辨析、定律应用、实验探究构建“概念-推论-计算-实践”四维训练体系,强化化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|1-3题|气体体积影响因素分析、标准状况判断|从分子间距离/数目→气体摩尔体积概念生成|
|定律应用|4-6题|阿伏加德罗定律推论(V-n、ρ-M关系)|定律推导→多参数比较(体积/密度/原子数)|
|混合计算|7-8、14-15题|方程组法、平均摩尔质量公式|物质的量桥梁连接质量-体积-分子数|
|实验探究|9-10、16题|气体吸附计算、实验误差分析|理论应用→真实情境问题解决|
内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
1.2025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
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.18 g H2O中所含电子数为10NA
B.标准状况下,11.2 L水中含有分子的数目为0.5NA
C.NA 个氧气分子与NA 个氢气分子的质量比为 16︰1
D.28 g 以任意比例组成的CO与N2的混合气体中含有的原子数为2NA
3.下列关于气体摩尔体积的说法正确的是( )
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.非标准状况下,1 mol任何气体不可能占有22.4 L体积
C.0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和 0.4 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶2
4.某非金属单质A和氧气发生化合反应生成B,B为气体,其体积是反应消耗氧气体积的两倍(同温同压)。下列关于B分子组成的推测一定正确的是( )
A.有2个氧原子 B.有1个氧原子
C.有1个A原子 D.有2个A原子
5.(2026·河南南阳高一期中)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等(初始温度:25 ℃,初始压强:101 kPa)。
下列说法正确的是( )
A.实验开始时,四种气体密度相同
B.若容器的容积为22.4 L,13:00时N2原子个数等于2NA
C.12:30—13:30时间范围内CO2压强最小
D.CO2是四种气体中温室效应最显著的
6.在标准状况下有①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3,下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是( )
a.体积:②>③>①>④
b.密度:②>③>④>①
c.质量:②>③>①>④
d.氢原子个数:①>③>④>②
A.abc B.bcd
C.cba D.abcd
7.如果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占有的体积应表示为(式中NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
8.回答下列问题:
(1)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共 39.2 L,质量为61 g,则两种气体的物质的量之和为 mol,其中CO2为 mol,CO占总体积的 ,混合气体的摩尔质量为 。
(2)同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳中,所含分子数之比为 ,物质的量之比为 ,原子数之比为 ,质量之比为 ,密度之比为 。
(3)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是 ,原子数最多的是 ,质量最大的是 ,体积最小的是 。
9.(2026·陕西西安高一期中)2025年诺贝尔化学奖授予了在金属有机框架(MOFs)领域做出开创性贡献的三位科学家。某MOF材料对CO2有良好的吸附性能,为实现CO2的捕获提供了新思路。在标准状况下,1 g该材料最多能吸附89.6 mL的CO2。其吸附作用主要是物理吸附,且每个孔穴可容纳一个CO2分子,则1 g该MOF材料所含孔穴数至少为(NA表示阿伏加德罗常数)( )
A. B.
C. D.
10.(2026·山东烟台高一期中)常温下测定气体摩尔体积的实验装置如图,Y形管中分别装有a g锌和足量的稀硫酸,充分反应后,恢复至室温后测得气体的体积为b mL。下列相关叙述错误的是( )
A.上提水准管,静置,若液面高于量气管且不下降,说明装置不漏气
B.读数时,应保持量气管与水准管两端凹液面相平
C.若量气管压入水准管的水过多而溢出,会导致测定失败
D.由题干数据可得常温下气体摩尔体积为 L·mol-1
11.在一定条件下,某化合物X受热分解:2XA↑+2B↑+4C↑,测得反应后生成的混合气体在标准状况下的密度为1.0 g·L-1。则在相同条件下,X的相对分子质量是( )
A.11.43 B.78.4
C.122.86 D.160.02
12.(2026·上海高一期中)在标准状况下,1体积的Pd粉末可以吸附896体积的氢气形成一种氢化物,已知Pd粉末的密度为10.6 g·cm-3,据此可知Pd的氢化物的化学式为( )
A.PdH0.4 B.PdH0.7
C.PdH0.8 D.PdH0.9
13.(2026·江西景德镇高一期中)NH4HCO3和(NH4)2CO3的混合物在加热条件下完全分解,产生NH3、H2O、CO2气体。若分解产物中的NH3、H2O、CO2的物质的质量之比为102∶90∶220,则反应混合物中NH4HCO3和(NH4)2CO3的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1 D.2∶3
14.利用相关知识填空:
(1)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为 。
(2)在标准状况下,22.4 L由氮气和氧气组成的混合气体,其质量为30 g,则其中氧气的质量为 g。
(3)某气体氧化物的化学式为RO2。在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。
(4)同温同压下,NH3和H2S气体的密度比是 ;同温同压同质量的NH3和H2S气体的体积比是 ;
同温同密度同体积的NH3和H2S气体中所含H原子的个数比是 ;
若两者所含H原子个数相等,它们的物质的量之比是 ;
同温同体积下,同质量的NH3和H2S气体的压强之比是 。
15.(1)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为 。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下,同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为 。
(3)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g A气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为 。
(4)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的两种混合气体,其平均摩尔质量分别是 和 。
(5)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,其质量为61 g,则两种气体的物质的量之和为 mol,CO的质量分数为 (保留1位小数)。
16.(2026·河北邯郸高一期中)现有1.12 L(标准状况)由CO和CO2组成的混合气体,测得其总质量为2.04 g。将混合气体缓慢通过如图所示装置,并用气球收集剩余气体。
请回答下列问题:
(1)该混合气体的总物质的量为 mol,碳原子的个数为 NA。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式:
。
装置B的作用是干燥气体,试剂a可以是 (填试剂名称)。
(3)气球中收集到的气体是 (写化学式),其质量为 g。
(4)该混合气体中CO的体积分数为 %,CO2的质量分数为 %(计算结果保留三位有效数字)。
答案
第2课时 气体摩尔体积
1.A 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。
2.B 1个H2O中含有10个电子,则18 g即1 mol H2O中所含电子数为10NA,A正确;标准状况下,水为液体,则 11.2 L水中分子的物质的量大于0.5 mol,含有分子的数目大于0.5NA,B错误;NA 个氧气分子与NA 个氢气分子的物质的量均为 1 mol,相同物质的量的氧气和氢气的质量比=32 g∶2 g=16∶1,C正确;CO与N2的摩尔质量均为 28 g·mol-1,则28 g以任意比例组成的CO与N2的混合气体的物质的量为1 mol,CO与N2均为双原子分子,故含有的原子数为2NA,D正确。
3.C 标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol,A错误;非标准状况下,1 mol任何气体的体积也可能是 22.4 L,B错误;0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和 0.4 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为(0.1 mol+0.2 mol+0.3 mol+0.4 mol)×22.4 L·mol-1=22.4 L,C正确;标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶1,D错误。
4.B 相同条件下,根据n=可知,气体的体积之比等于物质的量之比,B为气体,其体积是反应消耗氧气体积的两倍,这说明有1 mol O2消耗可生成2 mol B,则根据原子守恒可知B中应含有1个氧原子。
5.D 实验开始时,四种气体体积V相同,初始温度和压强相同,由pV=nRT可知物质的量n相同,但摩尔质量M不同(O2:32 g·mol-1,N2:28 g·mol-1,CO2:44 g·mol-1,空气≈29 g·mol-1),质量m=nM不同,密度ρ=不同,A错误;22.4 L·mol-1为标准状况(0 ℃)下的气体摩尔体积,初始温度25 ℃且13:00时温度更高,非标准状况,22.4 L N2的物质的量n≠1 mol,原子个数≠2NA,B错误;由pV=nRT,V、n、R一定时,压强p与温度T成正比。12:30—13:30内CO2温度最高(曲线显示其温度在四种气体中最高),则压强最大,C错误;温度曲线显示CO2在阳光照射下温度升高最显著,说明其吸收热量能力最强,温室效应最显著,D正确。
6.D a.根据阿伏加德罗定律及其推论,同温同压下,气体的体积与物质的量成正比,①6.72 L CH4的物质的量为 0.3 mol,②3.01×1023个HCl分子的物质的量为=0.5 mol,③n(H2S)==0.4 mol,④n(NH3)=0.2 mol,则体积由大到小的顺序是 ②③①④,故正确;b.根据阿伏加德罗定律及其推论,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,四种物质的相对分子质量分别是16、36.5、34、17,则密度由大到小的顺序是②③④①,故正确;c.①6.72 L CH4的质量为0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g,②m(HCl)=0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g,③m(H2S)=13.6 g,④m(NH3)=0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g,则质量由大到小的顺序是②③①④,故正确;d.①n(H)=0.3 mol×4=1.2 mol,②n(H)=0.5 mol×1=0.5 mol,③n(H)=0.4 mol×2=0.8 mol,④n(H)=0.2 mol×3=0.6 mol,则氢原子个数由大到小的顺序是①③④②,故正确。
7.A 根据n=、n=可知,同一种气体的质量与分子数呈正比,a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体含有的分子数为,其物质的量是 n== mol,则其在标准状况下占有的体积应表示为V=n·Vm=mol×22.4 L·mol-1= L,故选A。
8.(1)1.75 0.75 57.1% 34.9 g·mol-1
(2)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
(3)H2 H2 H2O H2O
解析:(1)混合气体物质的量==1.75 mol,则混合气体的摩尔质量M=≈34.9 g·mol-1;设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则有,解得x=1.0,y=0.75,V(CO)=1.0 mol×22.4 L·mol-1=22.4 L,故CO占总体积的分数为×100%≈57.1%。(2)同温同压下,同体积的CH4和CO2具有相同数目的分子,即分子个数比为 1∶1,两者物质的量也相等,即物质的量之比为1∶1,故原子个数之比为(1×5)∶(1×3)=5∶3,质量比等于摩尔质量之比为16∶44=4∶11,密度之比等于摩尔质量之比为4∶11。(3)三种物质的物质的量分别为 2 mol、0.5 mol、1 mol,物质的量最大的,分子数最多,故所含分子数最多的是H2;三种物质所含原子的物质的量分别为4 mol、1 mol、3 mol,故原子数最多的是H2;三种物质的质量分别为4 g、16 g、18 g,故质量最大的是H2O;因在标准状况下只有水不是气体,故体积最小的是H2O。
9.B 标准状况下,89.6 mL CO2的体积为0.089 6 L,物质的量为=0.004 mol,则CO2的分子数为0.004 mol×NA=,由题可知,每个孔穴容纳一个CO2分子,则孔穴数至少为。
10.C 上提水准管后,若装置不漏气,装置内气体压强增大,量气管液面会低于水准管,静置后液面差不变(即水准管液面高于量气管且不下降),说明气密性良好,A正确;读数时保持量气管与水准管两端凹液面相平,可确保量气管内气体压强等于外界大气压,使体积读数准确,B正确;水准管水溢出后,只要仍有部分水留存,通过调整可使两端液面相平并读数,不会导致测定失败,C错误;Zn与稀硫酸反应生成H2,n(H2)=n(Zn)= mol,V(H2)=b mL= L,则气体摩尔体积Vm==÷= L·mol-1,D正确。
11.B 反应后生成的混合气体的平均摩尔质量为=22.4 L·mol-1×ρ=22.4 L·mol-1×1.0 g·L-1=22.4 g·mol-1,由方程式可知X与反应后的混合气体的物质的量之比为 2∶7,根据质量守恒可知X的质量等于反应后混合气体的质量,故X的摩尔质量M(X)==78.4 g·mol-1,故X的相对分子质量为78.4。
12.C 设1体积Pd为1 cm3,其质量为10.6 g·cm-3×1 cm3=10.6 g;Pd的摩尔质量为106 g·mol-1,则其物质的量==0.1 mol;吸附的氢气体积为896 cm3=0.896 L,氢气物质的量==0.04 mol,H原子总物质的量=0.04 mol×2=0.08 mol,Pd与H的物质的量比=0.1∶0.08=1∶0.8,故化学式为PdH0.8。
13.C 若分解产物中的NH3、H2O、CO2的物质的质量之比为102∶90∶220,则物质的量之比为∶∶=6∶5∶5,根据:NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑,(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑,设NH4HCO3的物质的量为x,(NH4)2CO3的物质的量为y,则(x+2y)∶(x+y)∶(x+y)=6∶5∶5,则x:y=4∶1。
14.(1)NA (2)16 (3)64 g·mol-1 32
(4)1∶2 2∶1 3∶1 2∶3 2∶1
解析:(1)ρ==1.25 g·L-1,则M=1.25 g·L-1×22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,28 g该气体的物质的量 n==1 mol,所含有的分子数为NA。(2)标准状况下22.4 L混合气体的物质的量n===1 mol,设氮气的物质的量为x,氧气的物质的量为y,则x+y=1 mol①,28 g·mol-1x+32 g·mol-1 y=30 g②,解得y=0.5 mol,则氧气的质量m=nM=0.5 mol×32 g·mol-1=16 g。(3)在标准状况下,体积为448 mL的气体物质的量n==0.02 mol,质量为1.28 g,则摩尔质量M===64 g·mol-1,化学式为RO2,则R的相对原子质量为64-16×2=32。(4)同温同压下,气体密度之比等于相对分子质量之比,则NH3和H2S气体的密度比为17∶34=1∶2;同质量的NH3和H2S气体物质的量之比为∶=2∶1,则同温同压下体积比为 2∶1;同温同密度同体积的NH3和H2S气体质量必定相等,则气体物质的量之比为∶=2∶1,则所含H原子个数比是(2×3NA)∶2NA=3∶1;若两者所含H原子个数相等,=1∶1,则它们的物质的量之比=2∶3;同温同体积下,同质量的NH3和H2S气体的物质的量之比为∶=2∶1,同温同体积下压强之比与气体的物质的量之比相等,为2∶1。
15.(1)64 (2)30 g·mol-1 (3)44 g·mol-1
(4) g·mol-1 g·mol-1 (5)1.75 45.9%
解析:(1)标准状况下,672 mL气体的物质的量为0.03 mol,气体的摩尔质量为=64 g·mol-1,则该气体的相对分子质量为64。
(2)在同温同压时,气体体积之比等于其物质的量之比,即15∶8=∶,计算得出M(A)=30 g·mol-1。
(3)在T、V相同时,压强之比等于物质的量之比,即4∶11=∶,计算得出M(A)=44 g·mol-1。
(4)平均摩尔质量为=,相同条件下,氢气和氧气的体积比为a∶b,则二者的物质的量之比为a∶b,二者平均摩尔质量为 g·mol-1;质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,物质的量之比为∶=16a∶b,平均摩尔质量为 g·mol-1= g·mol-1。
(5)标准状况下39.2 L CO和CO2的混合气体的物质的量为=1.75 mol,设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x、y,则计算得出x=1 mol,y=0.75 mol,即混合气体中CO为1 mol,二氧化碳为0.75 mol,1 mol CO的质量为28 g·mol-1×1 mol=28 g,则混合气体中CO的质量分数为×100%≈45.9%。
16.(1)0.05 0.05 (2)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O 浓硫酸 (3)CO 0.28 (4)20 86.3
解析:(1)该混合气体在标准状况下的体积为1.12 L,则总物质的量为n==0.05 mol;1个CO或CO2分子均只含有1个C原子,则0.05 mol混合气体含有C原子数为0.05NA。
(2)装置A中发生的反应为CO2与过量的NaOH溶液生成碳酸钠和水,化学方程式为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O;装置B的作用是干燥气体,则试剂a可以选择浓硫酸。
(3)气球中收集到的气体是CO;设混合气体中CO的物质的量为x mol,则CO2的物质的量为(0.05-x)mol,而混合气体总质量为2.04 g,即28 g·mol-1×x mol+44 g·mol-1×(0.05-x)mol=2.04 g,解得x=0.01,即混合气体中CO的物质的量为0.01 mol,因此气球收集到的CO气体质量为0.01 mol×28 g·mol-1=0.28 g。
(4)相同状态下,气体的体积分数等于物质的量分数,则该混合气体中CO的体积分数为×100%=20%;混合气体中CO2的质量分数为×100%≈86.3%。
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