高中人教版 (2019)第三节 物质的量学案设计

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2.3.2气体摩尔体积和阿伏伽德罗定律-同步学习必备知识
气体摩尔体积和阿伏伽德罗定律



1．决定气体的体积的因素有
①气体分子数；②环境温度；③环境压强；④环境风力；⑤太阳光的照射。
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①③⑤
2．从微观角度看，影响一定质量某气体体积大小的决定因素是
A．气体分子数 B．气体分子的体积
C．气体分子间的平均距离 D．气体分子的质量
3．条件相同的理想气体，决定其所占体积大小的主要因素是
A．分子直径的大小 B．分子间距离的大小
C．组成分子的原子个数 D．分子数目的多少

4．维生素C是一种水溶性维生素，熔点为190℃，其分子式为C6H8O6。下列有关维生素C的说法不正确的是
A．维生素C的摩尔质量为176g.mol-1
B．标准状况下，维生素C的摩尔体积为22.4L.mol-1
C．维生素C中C、O两种元素的质量比为3:4
D．维生素C中C、H、O原子个数比为3:4:3
5．下列关于粒子数的判断正确的是
A．32 g O2和O3组成的混合气体中含有的氧原子数为2×6.02×1023
B．常温常压下，22.4 L乙醇含有的分子数为6.02×1023
C．1 mol Na变为Na＋时得到的电子数为6.02×1023
D．44 g 14C16O2含氧原子数为2×6.02×1023
6．下列叙述正确的是
A．的质量为
B．的摩尔质量为16g
C．个分子的质量为32g
D．标准状况下，任何物质的体积均约为
7．下列关于SO2的叙述中，正确的是
A．SO2的摩尔质量是64 g
B．1mol SO2中含氧原子数约为6.02×1023
C．常温常压下，1 mol SO2的体积为22.4L
D．常温常压下，64 g SO2的物质的量为1 mol
8．(1)0.5mol CO2质量为__________g，约含有________个CO2分子。
(2)1.204×1024个CH4分子是_______mol，标准状况下其气体体积约为_______L。
9．关于1molH2O的下列说法中，不正确的是（  ）
A．质量为18g B．含氧原子数约为6.02×1023
C．含电子数约为10×6.02×1023 D．标准状况下的体积约为22.4L
10．下列各组物质中分子数相同的是
A．2LCO和2LCO2
B．18gH2O和标准状况下22.4LCO2
C．标准状况下1molO2和22.4LH2O
D．0.2molH2和4.48LHCl气体
11．下列说法正确的是
A．1 mol O2所占体积约为22.4 L
B．40 g SO3中含有的分子数约为3.01×1023
C．1 mol NH3的质量为10 g
D．标准状况下，22.4 L H2中所含原子数约为6.02×1023
12．关于NH3的叙述中，正确的是
A．NH3的摩尔质量是17 g
B．17 g NH3的物质的量是1 mol
C．1mol NH3中含氢原子数约为6.02×1023
D．常温常压下，1 mol NH3的体积为22.4L
13．在标准状况下，42g氮气所占的体积约为
A．67.2L B．44.8L C．33.6L D．22.4L

14．甲烷和丙烷混和气的密度与同温同压下乙烷的密度相同，混和气中甲烷和丙烷的体积比是
A．2：1 B．3：1 C．1：3 D．1：1
15．下列关于同温同压下等体积的CO2和CO的叙述：①质量相等；②密度相等；③所含分子数相等；④所含碳原子数相等，其中正确的是
A．③ B．③④ C．②③④ D．①②③④
16．取五个相同的气球，同温同压下，分别充入CO和以下四种混合气体，吹出体积相等的状况，如图所示。A、B、C、D四个气球内，与CO所含原子数一定相等的是

A． B． C． D．
17．下列两种气体的分子数一定相等的是
A．质量相等、密度不等的N2和C2H4 B．等体积等密度的CO2和N2
C．等温度等体积的O2和N2 D．等压强等体积的N2和CO2
18．下列各组物质中，所含分子数相同的是
A．10g H2和10g O2 B．标况下5.6L N2和11g CO2
C．9g H2O和1mol O2 D．标况下224mL N2和0.1mol N2
19．现有同温同压下相同体积的C2H4和CO两种气体，不是1：1的是
A．分子数之比 B．原子数之比 C．质量比 D．密度比
20．下列有关阿伏伽德罗定律的说法不正确的是
A．同温同压下，相同质量的NO和C2H4（气体）体积相同
B．同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比
C．同温同压下，相同体积的H2和CO2的原子数之比为2:3
D．同温同体积的气体，若物质的量相同则压强相同

考答案：
1．A
【详解】影响气体的体积的因素有：温度，压强，分子大小，数目以及分子之间的距离，同温同压下，气体的分子之间距离相等，分子大小与分子之间的距离相比较可忽略，决定气体体积的主要因素是气体的分子数，当温度压强改变，气体体积随之发生改变，其他条件不变时，升高温度，气体体积增大，其他条件不变时，增大压强，气体体积减小，所以①气体分子数、②环境温度、③环境压强是决定气体体积的因素，而④环境风力、⑤太阳光的照射不是决定气体体积的因素；
故选A。
2．C
【详解】气体粒子间距离较大，远大于粒子的直径，所以粒子大小可以忽略不计，决定气体体积的因素主要为构成物质的粒子数和粒子间的距离。一定质量的气体，气体的分子数目一定，故一定温度下，影响一定质量气体体积大小的决定因素是气体分子间的平均距离；
故选C。
3．D
【详解】决定物质体积的因素有：分子数目的多少、分子直径的大小和分子间距离的大小。
A．气体分子间的距离远大于分子直径的大小，对于气体体积，分子直径的大小可以忽略不计，A不符合题意；
B．条件相同的理想气体分子间距离相同，不是决定其所占体积大小的主要因素，B不符合题意；
C．组成分子的原子个数，不影响气体的体积，C不符合题意；
D．条件相同的理想气体分子间距离相同，则决定其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少，D符合题意。
答案选D。
4．B
【详解】A.根据给出的维生素C的分子式C6H8O6可知其摩尔质量为176g⋅mol−1，故A正确；
B.维生素C的熔点为190℃，故在标准状况下维生素C是固体，故B错误；
C.根据给出的维生素C的分子式C6H8O6可知，维生素C中C、O两种元素的质量比为12×6：16×6=3：4，故C正确；
D.根据给出的维生素C的分子式C6H8O6可知，维生素C中C、H、O原子个数比为3:4:3，故D正确；
故答案为：B。
5．A
【详解】A. 氧气和臭氧均是氧元素形成的单质，32 g O2和O3组成的混合气体中含有的氧原子的物质的量是2mol，原子数为2×6.02×1023，A正确；B. 常温常压下乙醇是液态，不能利用气体摩尔体积计算22.4 L乙醇含有的分子数，B错误；C. 1 mol Na变为Na＋时失去的电子数为6.02×1023，C错误；D. 44 g 14C16O2的物质的量是44g÷46g/mol＜1mol，含氧原子数小于2×6.02×1023，D错误，答案选A。
6．C
【详解】A．单位错误，1mol水的质量为1mol×18g/mol=18g，故A错误；
B．摩尔质量的单位为g/mol，则甲烷的摩尔质量为16g/mol，故B错误；
C．3.01×1023个二氧化硫分子的质量为×64g/mol =32g，故C正确；
D．标准状况下，0.5mol任何气体的体积约为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故D错误；
故选C。
7．D
【详解】A．SO2的摩尔质量是64 g/mol，A错误；
B．１mol SO2中含氧原子2mol，约为1.204×1024，B错误；
C．1molSO2在标准状况下的体积为22.4L，C错误；
D．SO2的摩尔质量是64 g/mol，则64 g SO2的物质的量为1 mol，D正确；
答案选D。
8． 22 3.01´1023 2 44.8
【详解】(1)0.5mol CO2质量m=nM=0.5mol×44g/mol=22g；0.5mol CO2中含有0.5NA个CO2分子，数值约为0.5×6.02×1023=3.01´1023；
(2)1.204×1024个CH4分子的物质的量n==mol=2mol；其在标准状况下体积V=nVm=2mol×22.4L/mol=44.8L。
9．D
【详解】A. 1molH2O的质量为：，A正确；
B. 1molH2O中含氧原子数目为：，B正确；
C. 1molH2O中含电子数目为：，C正确；
D. 标准状况下，H2O是液体，不能用计算，D错误；
故答案为：D。
10．B
【详解】A．没有指出在相同条件下，无法比较2LCO和2LCO2的物质的量大小，故A错误；
B． 18g H2O的物质的量为：，标准状况下22.4LCO2的物质的量为：，根据N=nNA可知，二者含有的分子数相等，故B正确；
C．标准状况下水不是气体，在标准状况下22.4L水的物质的量大于1mol，二者含有的分子数不相等，故C错误；
D．没有指出标准状况下，不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算，故D错误；
故选B。
11．B
【详解】A. 在标准状况下，1 mol O2所占体积约为22.4 L，A错误；B. 40 g SO3的物质的量是40g÷80g/mol＝0.5mol，其中含有的分子数约为0.5×6.02×1023＝3.01×1023，B正确；C. 1 mol NH3的质量为17 g，C错误；D. 标准状况下，22.4 L H2的物质的量是1mol，其中所含原子数约为2×6.02×1023，D错误，答案选B。
点睛：A是解答的易错选项，错因在于忽略了气体摩尔体积的使用条件和适用范围，即气体摩尔体积只能适用于气体（包括混合气体），且只有在标准状况下气体的摩尔体积才是22.4L/mol。
12．B
【分析】A、摩尔质量的单位是g/mol；
B、根据n=m÷M来计算；
C、1mol NH3中含氢原子数是分子数的3倍；
D、根据V=nVm来计算体积即可。
【详解】A、NH3的摩尔质量是17 g/mol，故A错误；
B、17 g NH3的物质的量是17g÷17g/mol=1 mol，故B正确；
C、1mol NH3中含氢原子数约为3×6.02×1023，故C错误；
D、常温常压下，气体摩尔体积不是22.4L/mol，1 mol NH3的体积不是22.4L，故D错误。
故答案选B。
13．C
【详解】标准状况下，1mol气体体积约为22.4L。42g氮气的物质的量为=1.5mol，所以42g氮气的体积约为1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故选C。
14．D
【详解】甲烷和丙烷混合气的密度与同温同压下乙烷的密度相同，则甲烷与丙烷混合气体的平均相对分子质量与乙烷相等为30，设甲烷的体积分数为x，则丙烷的体积分数为1-x，则：16x+44(1-x)=30，解得x=0.5；故混合气中甲烷和丙烷的体积比为x：(1-x)=0.5：(1-0.5)=1：1，故答案选D。
【点晴】理解平均相对分子质量的计算是关键；甲烷和丙烷混合气的密度与同温同压下乙烷的密度相同，则甲烷与丙烷混合气体的平均相对分子质量与乙烷相等为30，设甲烷的体积分数为x，则丙烷的体积分数为1-x，根据平均相对分子质量列方程计算，据此解答。
15．B
【详解】根据阿伏加德罗定律可知同温同压下同体积的CO2气体和CO气体的物质的量相等，CO2和CO的相对分子质量不同，相同物质的量时，二者质量不同，①错误；密度等于质量除以体积，质量不同，体积相同，则密度不同，②错误；同温同压下等体积的CO2和CO的物质的量相同，则分子数相等，碳原子个数相等，③④正确，答案选B。
16．C
【详解】同温同压下体积之比等于物质的量之比，所以五个气球分子物质的量相等，设为n，CO是双原子分子，则CO气球中原子的个数是2nNA。
A．HCl和O3为双原子和三原子，所以原子的个数大于2nNA，A项错误；
B．H2和NH3是双原子和四原子，所以原子的个数大于2nNA，B项错误；÷
C．N2和O2都是双原子分子，所以原子的个数是2nNA，C项正确；
D．He是单原子分子、NO2是三原子分子，两者混合，原子个数可能大于2nNA、小于2nNA或等于2nNA，D项错误；答案选C。
17．A
【分析】气体分子数相等，即气体的物质的量相等。
【详解】A．氮气和C2H4的摩尔质量相同，当两者质量相同时，其物质的量相同，所以分子数相等，故A选；
B．体积和密度相等，即质量相等，而CO2和N2的摩尔质量不相等，所以两者的物质的量不相等，所以分子数不相等，故B不选；
C．等温度等体积，若压强也相等，则两者的分子数才相等，故C不选；
D．等压强等体积，若温度也相等，则两者的分子数才相等，故D不选；
故选A。
18．B
【详解】A．10g H2含分子数 ，10g O2含分子数，故不选A；
B．标况下5.6L N2含分子数，11g CO2含分子数，故选B；
C．9g H2O含分子数、1mol O2含分子数NA，故不选C；
D．标况下224mL N2含分子数，0.1mol N2含分子数0.1NA，故不选D；
选B。
19．B
【分析】根据阿伏加德罗定律，同温同压，相同体积的气体一定有相同的分子数。
【详解】A、同温同压下相同体积的C2H4和CO两种气体，C2H4和CO分子数一定相等，分子数比是1：1，故不选A；
B、同温同压下相同体积的C2H4和CO两种气体，C2H4和CO分子数一定相等，原子数比是6:2=3:1，故选B；
C、根据阿伏加德罗定律，同温同压，相同体积的气体一定有相同的物质的量，质量比等于28:28=1:1，故不选C；
D、同温同压下，气体的密度与摩尔质量成正比，密度比等于28n:28n=1:1，故不选D。
【点睛】本题考查阿伏加德罗定律及其推论，侧重考查分析计算能力，明确物质的量计算公式中各个物理量的关系及分子构成即可解答。
20．A
【详解】A、NO和C2H4的摩尔质量不相等，质量相同，但物质的量不相等，所以体积不相等，错误；
B、根据密度="M/" Vm,同温同压下，Vm相同，气体的密度之比等于它们的摩尔质量之比，正确；
C、同温同压下，相同体积的任何气体具有相同的分子数，分子数相同的H2和CO2的原子数之比为2:3，正确；
D、同温同体积的气体，物质的量与压强成正比，正确。
【点睛】阿伏加德罗定律同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿伏加德罗定律。气体的体积是指所含分子占据的空间，通常条件下，气体分子间的平均距离约为分子直径的10倍，因此，当气体所含分子数确定后，气体的体积主要决定于分子间的平均距离而不是分子本身的大小。
推论：
（1）同温同压下，V1/V2=n1/n2
（2）同温同体积时，p1/p2=n1/n2=N1/N2
（3）同温同压等质量时，V1/V2=M2/M1
（4）同温同压同体积时，M1/M2=ρ1/ρ2，熟练应用才能解答该题。