衔接点18 气体摩尔体积-2022年高一化学预科班 含答案 解析

这是一份衔接点18 气体摩尔体积-2022年高一化学预科班 含答案 解析，共13页。试卷主要包含了构成物质的微粒间的距离的特点，气体摩尔体积，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
衔接点18 气体摩尔体积


影响物质体积的因素
（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

　1．构成物质的微粒间的距离的特点
　　a．固体或液体构成它们的微粒间的距离是很小的，这些微粒只在平衡位置振动或在一定范围内流动，它们的体积是由构成它们的微粒的多少决定的。
　　b．气体构成气体的分子在做无规则的热运动。分子自身的大小与分子间的距离甚至可以忽略不计（一般气体的分子直径约是4×m，而分子间的平均距离约是4×m）。气体的体积主要决定于微粒的多少和分子间的平均距离。在相同的温度和压强下气体分子间的平均距离是相同的，一定数目气体分子的体积也是相同的。）
　　2．气体摩尔体积
（1）定义：单位物质的量的物质所占的体积
（2）符号：Vm
单位：L·mol－1. m3·mol－1
（3） 物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)、气体体积(V)的关系：V＝n·Vm
①气体摩尔体积的数值与温度和压强有关
②温度和压强一定时，1mol任何气体的体积都约为一个定值
③说明了温度和压强以及气体的物质的量共同决定了气体的体积，而气体分子本身的大小对气体体积的影响很小
④气体摩尔体积比标准状况下气体摩尔体积的范围广
（4）标准状况数值：22.4 L·mol－1
即在标准状况（1.01×Pa， 273K），1 mol任何气体体积约为22.4L
　注意事项：
①该物质必须是气态的，而不是固态或液态的。
　　②不论是纯净气体，还是混合气体
　　③“约是”由于气体分子间的作用力即使是在相同条件下也有所不同，分子间的平均距离就会有所不同，1mol气体在相同状况下的体积当然会有所不同。
④标准状况下任何气体的气体摩尔体积为22.4 L·mol－1
⑤非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol－1，也可能不是22.4 L·mol－1。1 mol气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在273℃和202 kPa时，Vm为22.4 L·mol－1。
（5）阿伏加德罗定律
①阿伏加德罗定律： 同温同压下相同体积的任何气体都具有相同的分子数
②阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大小
③阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的关系：气体摩尔体积是阿佛加德罗定律的一种特殊情况
A.主要是应用于不同气体之间的比较，也可以同一种气体的比较；
B.被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气体。
④阿伏加德罗定律的重要的四个推论
1) 压强之比
A.算式推导：
B.语言表达：同温同体积时，任何气体的压强之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比
2) 体积之比
A.算式推导：
B.语言表达：同温同压时，任何气体的体积之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比
3) 质量之比
A.算式推导：
B.语言表达：同温同压同体积时，任何气体的质量之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比
4) 密度之比
A.算式推导：①；②
B.语言表达：
①A.相同质量的任何气体的密度之比都等于其体积的反比；
B.同温同压下等质量的任何气体的密度之比都等于其物质的量的反比，也就是其分子个数之比。
②A.同体积的任何气体的密度之比都等于其质量之比；
B.同温同压同体积时，任何气体的密度之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比。
（6）克拉珀珑方程
①克拉珀珑方程又称为理想气体的状态方程，它同样忽略了气体分子本身的大小
②克拉珀珑方程：
③克拉珀珑方程的变形：
④克拉珀珑方程比阿伏加得罗定律更准确的描述了气体的压强、体积、物质的量和温度之间的关系，其应用范围更广：A.可以做单一气体的计算；B.可以做不同气体的比较计算；C.计算以及比较计算的条件还可以不同

"实验探究
例．测定1 mol氧气在标准状况下所占体积的实验操作步骤如下：
①按下图装配实验装置

②洗净试管然后充分干燥
③向500 mL烧瓶里装满水，向500 mL烧杯里加入少量水，把连接烧瓶和烧杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也装满水，在中间不要留下气泡，然后用弹簧夹把橡皮管B夹紧
④称得试管的质量为14.45 g，往试管里加入KClO3和MnO2的混合物，再称其质量为15.95 g
⑤打开弹簧夹，把烧杯举起使烧瓶和烧杯中的水面一致，再关闭弹簧夹，然后把烧杯中的水倒掉
⑥打开弹簧夹，加热试管的混合物到不再产生气体，即水不再流向烧杯时为止
⑦反应完毕后把装置放置冷却到室温
⑧调节烧杯的高度使烧瓶和烧杯中的水面一致，然后再关闭弹簧夹
⑨用500 mL量筒测量烧杯里水的体积为285.0 mL，把它换算为标准状况下氧气的体积为279.7 mL
⑩再称量冷却后试管的质量为15.55 g
（1）在操作⑦中，装置冷却时，玻璃管C的出口一直要在烧杯的水中，不能离开水面，其理由是__________________________________________________________________________________________。
（2）简述操作⑧的必要性，即为什么要调节烧杯的高度，使烧瓶和烧杯中的水面一致？
___________________________________________ ___________。
（3）标准状况下，1 mol氧气所占的体积(保留小数点后两位)为________L；混合物中MnO2的质量分数为________。

"实验探究
【答案】
（1）温度降低时，少瓶内压强降低，烧杯内的水就会回流，从而可以准确地求出气体的体积。此时若玻璃管C出口在页面外，则会有一部分空气进入烧瓶，使得测量结果不准确。
（2）如果烧瓶中压强和外界压强不一致，就不能准确地求出气体体积。
（3）22.38 32%

求气体摩尔质量的常用方法
（1）根据标准状况下气体密度(r)　M=r×22.4
（2）根据气体的相对密度(D=r1/r2)　M1/M2=D
说明　气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即。
（3）根据物质的量(n)与物质的质量(m)　M=
（4）根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA)　M=NA.m/N
（5）根据化学方程式结合质量守恒定律
（6）混合气体平均摩尔质量
①仍然成立；
②还可以用下式计算：
=M1×a%+M2×b%+M3×c%…
M1. M2. M3……分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%……分别表示各组成成分所占混合气体的体积分数(即物质的量分数)。


思维的准确性训练(Accuracy of thinking training)
1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是 ( )
A．微粒大小不同 B．微粒质量不同 C．微粒间距离不同 D．微粒间作用力不同
2．决定一定物质的量的气体体积大小的主要因素是 ( )
A．气体分子的大小 B．气体分子的质量 C．气体分子间距离大小 D．气体分子的组成
3．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 ( )
A．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B．25 ℃、 1.01×105Pa下，64 g SO2 中含有的原子数为3NA
C．在常温常压下，11.2 LCl2 含有的分子数为0.5NA
D．标准状况下，11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
4．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值） ( )
A．在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为NA
B．标准状况下，18 g H2O所占的体积约是22.4 L
C．32 g O2 在标准状况下所占的体积约为22.4 L
D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
5．下列说法正确的是 (　　)
A．标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
B．0.5 mol H2所占的体积是11.2 L
C．标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
D．标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L

思维的敏捷性训练(Thinking agility training)
1．在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的 (　　)
A．质量为12 g B．物质的量为6 mol C．体积为22.4 L D．物质的量为12 mol
2．下列有关气体体积的叙述正确的是 (　　)
A．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定
B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定
C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同
D．气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积，约为22.4 L
3．下列说法正确的是 (　　)
A．1 mol任何气体的气体摩尔体积都约是22.4 L/mol
B．20℃，1.0×105 Pa，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．1 mol气态物质，当体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况
D．2 mol气体体积约为44.8 L
4．在标准状况下，将1 g H2、11 g CO2和4 g O2混合，该混合气体的体积约为 (　　)
A．16.8 L B．14 L C．19.6 L D．8.4 L
5．如果a g某气体中含有该气体的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(各选项中NA为阿伏加德罗常数) (　　)
A．22.4bc/(aNA)L　　 B．22.4ab/(cNA)L C．22.4ac/(bNA)L D．22.4/(acNA)L

思维的广阔性训练(Thinking of the broad training)
1．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氧气所含的原子数为NA B．1.8g的NH4＋离子中含有的电子数为NA
C．常温常压下，48g臭氧含有的氧原子数为NA D．2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为NA
2．在三个密闭容器中分别充入Ne、H2. O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是 ( )
A．p(Ne)>p(H2)>p(O2) B．p(O2)>p(Ne)>p(H2) C．p(H2)>p(O2)>p(Ne) D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)
3．同温同压下，已知O2的密度为ρg•L－1，则NH3的密度为 ( )
A． g•L－1 B． g•L－1 C． g•L－1 D． g•L－1
4．如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是(阿佛加德罗常数） ( )
　　A． B． C． D ．
5．下列叙述正确的是 ( )
A．1mol任何气体的体积都约为22.4L
B．1mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是22.4L
C．标准状况下，1mol水所占的体积是22.4L
D．标准状况下，22.4L的任何气体的物质的量都是1mol

思维的灵活性训练(Flexibility of thinking training)
1．两个体积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的 ( )
A．原子总数 B．质子总数 C．电子总数 D．质量
2．同温、同压下，某容器充满O2，重116 g，若充满CO2，重122 g，现充满某气体重114 g，则该气体的相对分子质量为 ( )
A．28 B．60 C．32 D．44
3．在0℃和1.01×105 Pa条件下，将0.1 g H2. 3.2 g SO2. 2.2 g CO2混合，该混合气的体积是 ( )
A．2.24 L　　　　　　 B．3.36 L C．4.48 L D．6.72 L
4．已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积，下列物理量中尚不能全部计算出其近似值的是( )
A．固体物质分子的大小和质量 B．液体物质分子的大小和质量
C．气体物质分子的大小和质量D．气体物质分子的质量
5．下列关于agH2和bgHe的说法正确的是 ( )
A．同温同压下，H2和He的体积比是a∶2b
B．同温同压下，若a=b，则H2与He的物质的量之比是1∶1
C．体积相同时，He的质量一定大于H2的质量
D．同温同压下，若二者的物质的量相等；其体积也相等

思维的准确性训练(Accuracy of thinking training)
1【答案】A
【解析】固体、液体物质体积的大小主要由微粒的数目和微粒的大小决定，而本题中所给各物质的物质的量相同，即微粒数相同，所以其体积由微粒大小决定。
2【答案】C
【解析】由于气体分子间的距离远大于分子本身的直径，所以对分子数目一定的气体来说，其体积主要由分子间距离决定。
3【答案】B
【解析】A项，He为单原子分子，NA个He在标准状况下的体积均为22.4 L；B项，64 g SO2的物质的量为1 mol，原子数为3NA，与气体所处状况无关，B项正确；C项条件应为标准状况；D项，标准状况下， H2O不是气体。
4【答案】C
【解析】A项，气体处于非标准状况，无法确定分子数；B项，H2O在标准状况下为液态；C项，32 g O2 的物质的量为1 mol，故标准状况下其体积约为22.4 L；D项，气体所含分子数相同，但原子数不一定相同。
5【答案】B
【解析】A选项6.02×1023个分子的物质的量是1 mol，但此分子不一定是气体，故在标准状况下的体积不一定是22.4 L，A项错误；B项中未指明气体所处的状况，所以此气体体积不一定是11.2 L，B项错误；C选项H2O在标准状况下不是气体，所以1 mol H2O的体积不是22.4 L，C项错误；D选项N2和CO的摩尔质量都是28 g·mol－1，所以28 g N2和CO的混合气体的物质的量是1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L，D项正确。

思维的敏捷性训练(Thinking agility training)
1【答案】B
【解析】12 g H2的物质的量为＝6 mol，标准状况下，V(H2)＝n·Vm＝6 mol×
22.4 L/mol＝134.4 L，故标准状况下与12 g H2体伿相等的N2的物质的量为6 mol，体积为134.4 L，质量为6 mol×28 g/mol＝168 g
2【答案】B
A项，相同条件下，气体的体积由气体的分子数决定；B项正确；C项，气体的体积不同时，所含的分子数可能相同；D项，气体的摩尔体积的单位是L/mol，且在标注状况下气体体积为22.4L/mol，其数值随温度和压强的改变而改变。
3【答案】B
【解析】A项，没有指明条件；B项，相同条件下，同体积的气体含有相同的分子数；C项，气体不一定处于标准状况；D项，没有指明条件，2 mol气体的体积不一定为44.8 L
4【答案】C
【解析】混合气体的总的物质的量为0.5 mol＋0.25 mol＋0.125 mol＝0.875 mol，标准状况下的体积为0.875 mol×22.4 L/mol＝19.6 L．气体的体积与其种类无关
5【答案】A
【解析】该气体的分子数为b，则物质的量为b/NA mol，摩尔质量M＝ g/mol＝ g/mol，c g该气体的物质的量为n＝ mol.c g该气体在标准状况下的体积V＝n×22.4 L/mol＝ L

思维的广阔性训练(Width of thinking training)
1【答案】B
【解析】A选项若是标准状况，11.2L氧气所含的原子数为NA；B选项一个NH4＋中含有10个电子，1.8g的NH4＋离子的物质的量为0.1 mol，所以含有的电子数为NA；C选项48g臭氧的物质的量为1 mol，则氧原子数为3NA；D选项1 mol金属镁变为镁离子时失去的电子数为2 NA，则2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.2NA。
2【答案】D
【解析】根据阿伏加德罗定律的推论pV＝nRT变形为pM＝ρRT，因为ρRT对应相等，所以p(Ne)M(Ne)＝p(H2)M(H2)＝p(O2)M(O2)，代入式量而得出选项D正确。
3【答案】A
【解析】根据阿伏加德罗定律的推论pV＝nRT变形为pM＝ρRT，因为ρRT对应相等，所以p(O2)M(O2)＝p(NH3)M(NH3)，代入式量而得出选项A正确。
4【答案】A
【解析】该题质量已知为cg，关键是确定物质的摩尔质量。物质的摩尔质量=物质质量/物质的量。b个分子对应的物质的量为b/NA(mol),所以该物质的摩尔质量为=aN/b(g·mol-1).cg物质的物质的量=bc/aN(mol)，由此推导出其体积为22.4bc/aN L。
5【答案】D
【解析】A选项没有指明该物质所处的状况，即温度和压强；B选项没有指明该物质所处的状态；C选项的水在标准状况下不是气体；D选项是对气体摩尔体积概念的应用，故A、B、C三项错误，正确的是D。
思维的灵活性训练(Flexibility of thinking training)
1【答案】A
【解析】根据pV＝nRT可知，同温同压体积相同，则气体分子的物质的量相等，若物质的量为1mol，盛有NO的容器中含有2 mol原子，另一个盛有N2和O2，由于两者都是双原子分子，不管两者以何种比例混合，也含有2 mol原子，但质子总数、电子总数和质量只有在两者1:1混合时与盛有NO的容器相同，但是比列不确定，质子总数、电子总数和质量就不一定与盛有NO的容器相同。
2【答案】A
【解析】方法一：设瓶重m g。某气体的相对分子质量为Mr，由＝，因为容器体积不变，所以有＝，得m＝100 g，然后由＝得M(某)＝28 g·mol－1，即相对分子质量为28。
方法二：(差量法)同温同压下，气体质量之差和摩尔质量差之间存在着正比关系，因此可以不计算容器的质量，直接由气体质量差和摩尔质量差的正比关系求得。即：＝，M(某)＝28 g·mol－1，即Mr＝28。
3【答案】B
【解析】标准状况下，气体的体积与气体的总的物质的量有关，与气体的种类无关，n(总)＝ mol＋ mol＋ mol＝0.15 mol，V＝n(总)×22.4 L·mol－1＝3.36 L。
4【答案】C
【解析】A．固体分子间隙很小，可以忽略不计，故固体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，固体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，所以可求出固体分子的大小和质量，故A正确；
B．液体分子间隙很小，可以忽略不计，故液体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，液体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，所以可求出液体分子的大小和质量，故B正确；
C．气体分子间隙很大，摩尔体积等于每个分子占据的体积与阿伏加德罗常数常数的乘积，故无法估算分子的体积，故C错误；
D．气体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值；气体物质分子占据空间的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，故可估算出气体分子的质量．故D正确．
故选C．
5【答案】D
【解析】H2、He相对分子质量分别为2和4，同温同压时，