第2章 第3节 物质的量 第2课时 气体摩尔体积 (Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学必修第一册学生用书（人教版）

本高中化学讲义聚焦气体摩尔体积及阿伏加德罗定律及推论核心知识点，先通过影响物质体积的因素构建气体摩尔体积概念，明确标准状况等关键要点，再延伸至阿伏加德罗定律及推论，形成从基础概念到规律应用的学习支架。 资料以情境问题驱动学习，如通过不同温度压强下气体体积表格分析培养科学思维，结合等质量气体充气球判断提升科学探究能力。课中辅助教师引导互动，课后练习题助力学生巩固知识，有效查漏补缺。

第2课时　气体摩尔体积 ◆ 学习任务一　气体摩尔体积 【课前自主预习】 1.影响物质体积的因素 (1)影响物质体积大小的三个因素 (2)具体分析 ①1 mol 任何物质中的粒子数目都是相同的,均约为　　　　　　　　,故在粒子数目相同时,物质体积的大小取决于构成物质的粒子的　　　　和粒子之间的　　　　。  ②对于气体来说,粒子之间的距离(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径。当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体　　　　　　　　　。  ③在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是　　　　的。同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。   2.气体摩尔体积 (1)概念 一定温度和压强下,单位　　　　　　的气体所占的体积叫作气体摩尔体积,符号为Vm。  (2)常用单位 L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。 (3)特例 在0 ℃和101 kPa(通常称为　　　　　　)下,气体摩尔体积约为　　　　　　。  (4)影响因素 气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的　　　　和　　　　。  [注意] ①气体摩尔体积的研究对象是气体。 ②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(不反应),与气体的种类无关。 ③标准状况下,任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1,但非标准状况下的气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。 【情境问题思考】 (1)感知标准状况下22.4 L气体体积的大小。 (2)在相同的温度和压强下,1 mol 任何气体含有的分子数都相同,分子之间的平均距离也近似相等,其体积基本相同。实验测得1 mol三种气体处于不同温度和压强下的体积如下表: 化学式 体积 0 ℃,101 kPa 20 ℃,101 kPa 0 ℃,202 kPa H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L O2 22.4 L 24.0 L 11.2 L CO2 22.4 L 24.0 L 11.2 L 问题一:分析表中数据,影响1 mol气体体积大小的因素有哪些?影响结果如何? 问题二:结合表中信息,分析11.2 L CO2气体的物质的量是否一定为0.5 mol?为什么? 问题三:计算2 g H2和16 g O2组成混合气体的总物质的量是多少?标准状况下,该混合气体所占的体积是多少? 【知识迁移应用】 例1 [2025·辽宁朝阳重点中学高一期中] 下列关于气体摩尔体积的说法中,正确的是 (　) A.1 mol由H2、N2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L B.若气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,则该气体一定处于标准状况 C.常温常压下,32 g O2所占的体积约为22.4 L D.在标准状况下,11.2 L N2中含有0.5 mol氮原子 例2 某O2和N2的混合气体,m g中含有b个分子,则n g该混合气体在标准状况下的体积是(设NA表示阿伏加德罗常数的值) (　) A. L B. L C. L D. L [归纳总结] 标准状况下气体摩尔体积的相关计算 (1)气体的物质的量:n=; (2)气体的分子数:N=n·NA=·NA; (3)气体的质量:m=n·M=·M; (4)气体的密度:ρ===。 ◆ 学习任务二　阿伏加德罗定律及推论 【课前自主预习】 1.阿伏加德罗定律 在同温同压下,相同体积的任何气体都含有　　　　　　　　　　。  2.阿伏加德罗定律的三条重要推论 条件 结论(等式) 语言叙述 T、p相同 = 同温同压下,气体的体积与气体的物质的量成正比 = 同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比 T、V相同 = 同温同体积时,气体的压强与气体的物质的量成正比 【情境问题思考】 　　阿伏加德罗定律指出“同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子”。图中四个气球分别用等质量的H2、O2、CO2和N2充入其中(常温常压),结合所学化学知识推测四个气球中分别充入哪种气体。 问题:判断四个气球中分别充入哪种气体?你的判断依据是什么? 【核心知识讲解】 1.对阿伏加德罗定律的理解 2.对阿伏加德罗定律推论的理解 (1)气体的物质的量相同,气体的体积与温度、压强有关。相同温度下,单位物质的量的气体压强越小,气体体积越大;相同压强下,单位物质的量的气体温度越高,气体体积越大。 (2)气体的体积相同,气体的压强与气体分子数、温度有关。相同分子数时,相同体积的气体温度越高,气体压强越大;相同温度下,相同体积的气体分子数越多,气体压强越大。 【知识迁移应用】 例3 [2026·山东部分学校高一质检] 汽车尾气处理装置主要包括三个部分:催化转化器、颗粒捕集器和氮氧化物还原催化器。核心部件催化转化器通常采用铂、钯和铑等贵金属作为催化剂,将尾气中的一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物转化为二氧化碳、氮气和水蒸气,其中反应之一为2CO+2NO2CO2+N2。下列有关说法正确的是 (　) A.同温同压下,等体积的CO和NO的质量之比为15∶14 B.同温同压下,不同体积的N2和CO2的密度之比为7∶11 C.同温同压下,等质量的CO和N2的体积之比为1∶2 D.同温同体积下,等原子数目的CO2和NO的压强之比为3∶2 例4 常温常压下,将等质量的氦气、甲烷、二氧化碳分别充入3个同样规格的气球中,下列各物理量的大小比较不正确的是 (　) A.气球体积:V(He)>V(CH4)>V(CO2) B.原子数目:N(He)>N(CH4)>N(CO2) C.气体密度:ρ(CO2)>ρ(CH4)>ρ(He) D.分子数目:N(He)>N(CH4)>N(CO2) 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约是22.4 L。　　 (　) (2)标准状况下,1 mol H2和N2的混合气体的体积约为22.4 L。 (　) (3)同温同压下,同体积的NH3、SO2、CH4三种气体中,质量最大的是SO2。 (　) (4)2 mol CO2与常温常压下44.8 L H2所含分子数相等。 (　) (5)标准状况下,1 g H2的体积大于10 g O2的体积。 (　) 2.[2025·湖南雅礼中学高一检测] 下列各组物质中,分子数近似相同的是 (　) A.原子数相同的NH3和CH4 B.3.2 g O2和0.2 mol HCl气体 C.3.01×1023个N2和标准状况下11.2 L CO气体 D.标准状况下1 mol O2和22.4 L H2O 3.[2026·天津河东区天铁二中高一期中] 下列说法正确的是 (　) A.标准状况下,11.2 L甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)的混合气体中含氢原子的物质的量为2 mol B.标准状况下,0.1 mol酒精所占的体积为2.24 L C.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等 D.常温常压下,1 mol任何气体所占的体积均约为22.4 L 4.[2025·浙江杭州二中高一检测] 下列说法不正确的是 (　) A.温度相同、体积相同的氧气和氮气分子数相同 B.等温等压下,二氧化硫气体与二氧化碳气体的密度之比等于16∶11 C.等温等体积下,5 mol O2和 2 mol N2的压强之比等于5∶2 D.等温等压下,32 g 氧气和2 g氢气的体积之比等于1∶1 5.同温同压下,将等质量的H2、CO、CO2、SO2四种气体分别充入四个气球,其中充入SO2的气球是 (　) A　　 　　B　　　　　C　 　　D 6.现有CO和CO2混合气体18 g,将该混合气体通过灼热氧化铜,完全反应测得最终CO2的体积为11.2 L(标准状况)。 (1)该混合气体中CO的质量为　　　　g。  (2)该混合气体中CO2的体积(标准状况)为　　　L。  (3)该混合气体的平均摩尔质量为　　　　　g·mol-1,在标准状况下的密度约为 　　　　g·L-1(保留两位小数)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　气体摩尔体积 【新课探究】 学习任务一 课前自主预习 1.(1)大小　数目　相等　 (2)①6.02×1023　大小　距离　②粒子之间的距离　③相等 2.(1)物质的量　(3)标准状况　22.4 L·mol-1　(4)温度　压强 情境问题思考 问题一:提示:温度和压强。其他条件相同,温度升高,气体体积增大;压强增大,气体体积减小。 问题二:提示:不一定;若CO2处于0 ℃、101 kPa下,11.2 L CO2为0.5 mol;若CO2处于0 ℃、202 kPa下,11.2 L CO2为1.0 mol。 问题三:提示:n(H2)==1 mol,n(O2)==0.5 mol,n(总)=n(H2)+n(O2)=1 mol+0.5 mol=1.5 mol;V(总)=n(总)×Vm=1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L。 知识迁移应用 例1　A　[解析] 在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,1 mol混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L,A正确;若气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,不一定处于标准状况,B错误;常温常压下,气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,C错误;在标准状况下,11.2 L N2的物质的量为0.5 mol,0.5 mol N2含有1 mol氮原子,D错误。 例2　A　[解析] 某O2和N2的混合气体,m g中含有b个分子,则n g 该混合气体含有气体分子数为,其总物质的量为 mol,故在标准状况下的体积为22.4 L·mol-1× mol= L。 学习任务二 课前自主预习 1.相同数目的粒子 情境问题思考 问题:提示:甲:H2;乙:N2;丙:O2;丁:CO2;摩尔质量:CO2>O2>N2>H2,则等质量时,四种气体的物质的量:H2>N2>O2>CO2,同温同压(即常温常压)下,气体的物质的量越大,气球的体积越大。 知识迁移应用 例3　B　[解析] 同温同压下,等体积的CO和NO物质的量相等,质量比等于摩尔质量之比,m(CO)∶m(NO)=28∶30=14∶15,A错误;同温同压下,密度与摩尔质量成正比,N2和CO2的摩尔质量之比为28∶44=7∶11,B正确;等质量的CO和N2的物质的量相等(摩尔质量均为28 g·mol-1),体积比为1∶1,C错误;等原子数目时,CO2和NO的分子数比为2∶3,同温同体积下,压强之比等于物质的量之比(2∶3),D错误。 例4　B　[解析] He、CH4、CO2的摩尔质量分别为4 g·mol-1、16 g·mol-1、44 g·mol-1,则等质量时,三者的物质的量:n(He)>n(CH4)>n(CO2),分子数目:N(He)>N(CH4)>N(CO2),D正确。根据阿伏加德罗定律的推论,相同温度和压强下,气体的体积与其物质的量成正比,故气球体积:V(He)>V(CH4)>V(CO2),A正确。根据阿伏加德罗定律的推论,同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比,故气体密度:ρ(CO2)>ρ(CH4)>ρ(He),C正确。等质量时,n(He)∶n(CH4)=4∶1,结合分子中原子的构成,则原子数:N(CH4)>N(He),B错误。 【课堂评价】 1.(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√ 2.C　[解析] 1个NH3中含有4个原子,1个CH4中含有5个原子,则原子数相同的NH3和CH4的分子数不同,A错误;3.2 g O2为0.1 mol,与0.2 mol HCl气体所含分子数不同,B错误;3.01×1023个N2约为0.5 mol,标准状况下11.2 L CO气体的物质的量为0.5 mol,分子数近似相同,C正确;标准状况下,水不是气体,则22.4 L H2O的物质的量不是1 mol,D错误。 3.A　[解析] 标准状况下,11.2 L混合气体的物质的量为0.5 mol,甲烷和乙烯每个分子均含4个H原子,所以总氢原子物质的量为(0.5×4)mol=2 mol,故A正确;标准状况下酒精为液体,0.1 mol酒精所占的体积不是2.24 L,故B错误;同温同压下,只有等体积的气体物质分子数才一定相等,故C错误;标准状况下,1 mol任何气体所占的体积均约为22.4 L,常温常压下,1 mol气体所占的体积均大于22.4 L,故D错误。 4.A　[解析] 温度相同、体积相同,氧气和氮气分子数与压强相关,A错误;根据阿伏加德罗定律的推论可知,等温等压下,==,B正确;根据阿伏加德罗定律的推论可知,等温等体积下,压强之比等于物质的量之比,则5 mol O2和2 mol N2的压强之比等于5∶2,C正确;根据阿伏加德罗定律的推论可知,等温等压下,气体的体积之比等于物质的量之比,故32 g 氧气和2 g氢气的体积之比等于∶= 1∶1,D正确。 5.D　[解析] 气体的物质的量n=,在同温同压下,气体摩尔体积相同,气体的体积V=n·Vm,即V=·Vm,可知气体的摩尔质量越大,气体的体积越小,H2、CO、CO2、SO2的摩尔质量分别为2 g·mol-1、28 g·mol-1、44 g·mol-1、64 g·mol-1,SO2的摩尔质量最大,其体积最小,故选D。 6.(1)7　(2)5.6　(3)36　1.61 [解析] 设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为n(CO)、n(CO2),根据题意可得①28 g·mol-1×n(CO)+44 g·mol-1×n(CO2)=18 g,②n(CO)+n(CO2)==0.5 mol,联立①②解得n(CO)=0.25 mol,n(CO2)=0.25 mol。 (1)n(CO)=0.25 mol,则有m(CO)=0.25 mol×28 g·mol-1=7 g。(2)n(CO2)=0.25 mol,则CO2在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。(3)混合气体的质量为18 g,总物质的量为0.5 mol,则混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1;在标准状况下的密度为≈1.61 g·L-1。 学科网（北京）股份有限公司 $