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高中化学新教材同步必修第一册 第二章 第三节 第二课时 气体摩尔体积(同步讲义)
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第2课时 气体摩尔体积[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。一、决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律1．决定物质体积大小的因素(1)物质体积大小的影响因素(2)粒子数目相同物质的体积关系2．阿伏加德罗定律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相等的，这是理解气体体积的理论基础。(1)阿伏加德罗定律的内容相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积，也可以说，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)特别提示①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；②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”。(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定( )(2)固态物质和液态物质的体积决定于粒子大小和粒子数目( )(3)同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是气体分子间平均距离不同( )(4)1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同，体积也相同( )(5)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )(6)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×对一定量气体体积的探究。已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：(1)从上表分析得出结论：①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为 。②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积 (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。(2)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是① ，② 。答案 (1)①22.4 L ②不一定 (2)①气体的微粒数相同 ②粒子间的距离相同二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积2．标准状况下的气体摩尔体积所以标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。3．理解气体摩尔体积应注意的几个问题(1)适用范围：气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol－1进行计算。(3)1 mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。(1)1 mol任何气体的体积都为22.4 L( )(2)1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L( )(3)标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L( )(4)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA( )(5)在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为NA( )(6)标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4 L( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×理解感悟 考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题如下：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1 mol H2的体积不是22.4 L。(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·mol－1。1．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是 ，16 g O2所占体积约是 。(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。(3)标准状况下，34 g NH3的物质的量是 ，所占体积约是 ，所含的NH3分子数是 。答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)2 mol 44.8 L 1.204×10242．某常见气体在标准状况下的密度为1.25 g·L－1。(1)该气体的相对分子质量为 。(2)若该气体的分子式为A2型，其名称为 ；若该气体的分子式为AB型，其名称为 。答案 (1)28 (2)氮气 一氧化碳标准状况下，气体摩尔体积的有关计算①气体的物质的量n＝eq \f(V,22.4) 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＝eq \f(V,22.4)·NA；④气体的质量m＝n·M＝eq \f(V,22.4)·M g。三、阿伏加德罗定律的推论及应用在同温同压(以0 ℃，1.01×105Pa即标准状况为例)下，完成下列问题。(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L，eq \f(VO2,VH2)＝eq \f(1,2)，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。(2)44.8 L O2的物质的量是2 mol，质量是64 g,44.8 L H2的物质的量是2 mol，质量是4 g，eq \f(mO2,mH2)＝eq \f(16,1)，由此可推知：同温同压下，同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。(3)1 mol O2的质量是32 g，体积是22.4 L，ρ(O2)＝eq \f(m,V)＝eq \f(32,22.4) g·L－1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是2 g，体积是22.4 L，ρ(H2)＝eq \f(m,V)＝eq \f(2,22.4) g·L－1。eq \f(ρO2,ρH2)＝eq \f(16,1)，由此可推知：①同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。②在标准状况下，气体的密度＝eq \f(M,22.4) g·L－1。 阿伏加德罗定律的推论1．在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol－1)时，压强为1×104 Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为( )A．3.3×1025 B．3.3×1024 C．7.5×1023 D．7.5×1022答案 C解析 11 g X气体的物质的量n1＝eq \f(11 g,44 g·mol－1)＝0.25 mol，由eq \f(n1,n2)＝eq \f(p1,p2)得eq \f(0.25 mol,n2)＝eq \f(1×104Pa,5×104Pa)，n2＝1.25 mol，N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023。2．在一定温度和压强下，2体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应，生成2体积气体化合物Z，则Z的化学式可能是( )A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3答案 D解析 由体积比等于物质的量之比，可知化学方程式为2X2＋3Y2===2Z，再由原子守恒可知Z的化学式为X2Y3。3．同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体，下列有关比较的叙述中，正确的是( )①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16 ③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16A．①③ B．①④ C．②③ D．②④答案 B解析 同温同压下，eq \f(ρSO2,ρCO2)＝eq \f(\f(MSO2,Vm),\f(MCO2,Vm))＝eq \f(MSO2,MCO2)＝eq \f(64,44)＝eq \f(16,11)，故①正确；eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(\f(m g,64 g·mol－1),\f(m g,44 g·mol－1))＝eq \f(11,16)，因eq \f(VSO2,VCO2)＝eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(11,16)，故④正确。1．(2019·福清市华侨中学期中)下列有关气体体积的叙述中，正确的是( )A．一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小，由构成气体的分子大小决定B．一定温度和压强下，各种气态物质的体积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答案 B解析 对于气体物质，在一定温度和压强下，分子间的距离远大于分子本身的大小，因此其体积的大小主要由分子数的多少来决定，故A错误、B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化，体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，C错误；气体摩尔体积会随着温度、压强的变化而变化，22.4 L·mol－1是标准状况下的气体摩尔体积，故D错误。2．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NAB．常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA C．标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NAD．标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA答案 B解析 常温常压(非标准状况)下，11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，所含原子数不是1.5NA；48 g O3的物质的量为1 mol，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol，所含氢原子数为2NA。3．同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的( )A．质量相同，体积不同 B．分子数相同，质量不同C．体积相同，分子数不同 D．体积相同，原子数不同答案 B解析 同温同压下，物质的量相同的氢气和氧气，其分子数和体积都相同；它们都是双原子分子，含有的原子数也相同；它们的摩尔质量不同，其质量一定不同。4．在同温同压下，11.5 g气体A所占的体积和8 g O2所占的体积相同，则气体A的相对分子质量为( )A．46 B．28 C．44 D．64答案 A解析 eq \f(11.5 g,MA)＝eq \f(8 g,32 g·mol－1)，M(A)＝eq \f(11.5 g×32 g·mol－1,8 g)＝46 g·mol－1。5．现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·mol－1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：(1)该气体的物质的量为 。(2)该气体所含原子总数为 。(3)该气体在标准状况下的体积为 。(4)该气体在标准状况下的密度为 。(5)该气体一个分子的质量为 。答案 (1)eq \f(m,M) mol (2)eq \f(2mNA,M) (3)eq \f(22.4m,M) L (4)eq \f(M,22.4) g·L－1 (5)eq \f(M,NA) g解析 根据标准状况下气体体积相关计算关系n＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)＝eq \f(V,22.4)进行求解。由质量和标准状况下的体积可求气体的密度，也可由M＝Vm·ρ求气体的密度；气体摩尔质量(M g·mol－1)与阿伏加德罗常数(NA)的比值，即为一个分子的质量。题组一 气体摩尔体积1．(2019·福建师大附中期中)现有下列四种因素：①温度②压强 ③气体微粒数 ④气体微粒大小，只改变一种因素时对气体摩尔体积(Vm)有显著影响的是( )A．③④ B．①②③ C．①② D．全部答案 C解析 对于气体来说，温度和压强不同，气体分子之间的距离不同，而微粒本身大小远小于微粒间的距离，则微粒本身大小可忽略不计，所以影响气体摩尔体积的因素主要有温度和压强，故选C。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的影响因素2．下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )A．标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 LB．22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 LC．只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1，其他条件下一定不是该值D．标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L答案 D解析 标准状况下，水是非气态，1 mol H2O的体积远远小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体积，B错误；对于气体来说，温度升高，体积增大，压强增大，体积缩小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol－1，C错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，D正确。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的理解和应用条件3．下列物质的体积约为22.4 L的是( )A．标准状况下1 mol SO3B．20 ℃、101 kPa时36.5 g HClC．常温常压下17 g NH3D．标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体答案 D解析 A项中SO3在标准状况下为固态，B、C中气体都为1 mol，但不处于标准状况下。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的应用条件4．标准状况下，若11.2 L氧气含有N个氧原子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为( )A．4N B．3N C．2N D．N答案 D解析 根据恒等式eq \f(V,22.4)＝eq \f(N,NA)可知eq \f(11.2 L,22.4 L·mol－1)×2＝eq \f(N,NA)，NA＝eq \f(N×22.4 L·mol－1,2×11.2 L)＝N mol－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 以物质的量为中心的计算5．有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是( )A．28.4 g B．28.4 g·mol－1C．71 g·mol－1 D．14.2 g·mol－1答案 C解析 该气体的物质的量为4.48 L÷22.4 L·mol－1＝0.2 mol，其摩尔质量为14.2 g÷0.2 mol＝71 g·mol－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 以物质的量为中心的计算题组二 阿伏加德罗定律6．标准状况下，相同质量的下列气体体积最大的是( )A．CO2 B．O2C．N2 D．CH4答案 D解析 相同状况下，气体的质量相同时，其摩尔质量越小，物质的量越大，气体的体积越大。甲烷的摩尔质量最小，体积最大。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律的推论7．(2019·福建福清高一检测)下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是( )A．温度相同，体积相同的O2和N2B．温度相等，压强相等的CO和N2C．压强相同，质量相同的O2和O3D．体积相同，密度相等的CO和N2答案 D解析 根据N＝nNA知，分子数与物质的量成正比，所以只要二者物质的量相等其分子数就一定相等。压强情况未知，分子数不一定相等，A错误；体积未知，分子数不一定相等，B错误；质量相同的O3和O2，二者摩尔质量不等，分子数不等，C错误；体积相同，密度相等的CO 和N2，其质量相等，二者摩尔质量相等，所以其物质的量相等，分子数相等，D正确。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查8．(2019·河南济源四中期中)同温同压下，相同体积的CO和CO2：①质量相等；②密度相等；③分子数相等；④碳原子数相等；⑤电子数相等，其中正确的是( )A．①②③④ B．①②③④⑤C．③④ D．③④⑤答案 C解析 同温同压下，等体积的CO和CO2，二者物质的量相同，CO与CO2的摩尔质量不相等，①根据m＝nM可知，二者质量不相等，故①错误；②同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，二者密度不相等，故②错误；⑤CO分子与CO2分子含有的电子数目不相等，二者物质的量相等，含有的电子数不相等，故⑤错误。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查9．(2019·泸州高一检测)下列各组物质中，所含分子数一定相同的是( )A．2 g H2和16 g O2B．0.1 mol HCl和2.24 L ArC．150 ℃、1.01×105 Pa时，1 L CO2和1 L H2OD．28 g CO和6.02×1022个O3答案 C解析 A项，n(H2)＝eq \f(2 g,2 g·mol－1)＝1 mol，n(O2)＝eq \f(16 g,32 g·mol－1)＝0.5 mol，故N(H2)∶N(O2)＝2∶1；B项，没有注明2.24 L Ar所处的状况；C项，同温同压下，n(CO2)∶n(H2O)＝N(CO2)∶N(H2O)＝V(CO2)∶V(H2O)；D项，N(CO)＝eq \f(28 g,28 g·mol－1)×NA＝6.02×1023。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查10．(2019·山西范亭中学期中)同温同压下，相同体积的SO2和O3气体，下列叙述中错误的是( )A．质量比4∶3 B．电子数比1∶1C．密度比4∶3 D．氧原子数比2∶3答案 B解析 1 mol SO2和O3，所含的电子数分别为32NA、24NA，所以同温同压下，相同体积的SO2和O3气体，所含的电子数之比为32NA∶24NA＝4∶3，故B错误。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查11．(2020·黑龙江铁人中学质检)下列说法正确的是( )A．同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积B．等质量的O2 和H2 的物质的量之比为16∶1C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比答案 D解析 本题考查阿伏加德罗定律及推论，注意气体摩尔体积的适用范围和适用条件，为易错点。A项，未指明是气体，错；B项，假设质量都是1 g，n(O2)∶n(H2)＝eq \f(1,32) mol∶eq \f(1,2) mol＝1∶16，错；C项，未限定温度与压强，无法判断。12．(2020·贵州独山调研)NA为阿伏加德罗常数，标准状况下，m g氮气和氧气的混合气体含有b个分子，则n g该混合气体在相同状态下的体积为(单位为L)( )A.eq \f(22.4nb,NA) B.eq \f(22.4nb,mNA)C.eq \f(22.4nNA,mb) D.eq \f(nbNA,22.4m)答案 B解析 设该混合气体的平均摩尔质量为M g·mol－1，根据同温同压条件下，气体体积之比等于物质的量之比可得eq \f(\f(b,NA)×22.4 L,V L)＝eq \f(\f(m,M),\f(n,M))，解得V＝eq \f(22.4nb,mNA)，故答案为B。13．一氧化碳和二氧化碳的混合气体18 g，完全燃烧后测得二氧化碳的体积为11.2 L(标准状况)。试回答：(1)混合气体中一氧化碳的质量是 。(2)混合气体中二氧化碳在标准状况下的体积是 。(3)混合气体在标准状况下的密度是 (精确到0.001)。答案 (1)7 g (2)5.6 L (3)1.607 g·L－1解析 燃烧后二氧化碳的物质的量为11.2 L÷22.4 L·mol－1＝0.5 mol，设原混合气体中一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y，x×28 g·mol－1＋y×44 g·mol－1＝18 g，x＋y＝0.5 mol，解得x＝0.25 mol，y＝0.25 mol，一氧化碳的质量为0.25 mol×28 g·mol－1＝7 g，标况下，混合气体中二氧化碳的体积为0.25 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L，原混合气体的密度为18 g÷11.2 L ≈1.607 g·L－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 气体摩尔体积的综合计算14．(2019·济南高一检测)现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题：(1)混合气体中碳原子的个数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(2)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。①气球中收集到的气体的摩尔质量为 。②气球中收集到的气体中，电子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。③气球的体积为 L。答案 (1)0.4NA(2)①28 g·mol－1 ②2.8NA ③4.48解析 (1)标准状况下，混合气体(CO和CO2)的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·mol－1)＝0.4 mol。0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子为0.4 mol，即0.4NA。(2)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(n1＋n2＝0.4 mol,28 g·mol－1×n1＋44 g·mol－1×n2＝14.4 g))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(n1＝0.2 mol,n2＝0.2 mol))因此气球中收集到0.2 mol CO，含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为4.48 L。【考点】 气体摩尔体积的综合计算【题点】 气体摩尔体积的综合计算 化学式条件1 mol气体体积/LH20 ℃，101 kPa22.4O20 ℃，101 kPa22.4CO0 ℃，101 kPa22.4H20 ℃，202 kPa11.2CO20 ℃，202 kPa11.2N2273 ℃，202 kPa22.4NH3273 ℃，202 kPa22.4相同条件结论语言叙述公式同温同压同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)同温同体积同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)同温同压同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)同温同压同体积同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比eq \f(m1,m2)＝eq \f(M1,M2)
第2课时 气体摩尔体积[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。一、决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律1．决定物质体积大小的因素(1)物质体积大小的影响因素(2)粒子数目相同物质的体积关系2．阿伏加德罗定律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相等的，这是理解气体体积的理论基础。(1)阿伏加德罗定律的内容相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积，也可以说，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)特别提示①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；②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”。(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定( )(2)固态物质和液态物质的体积决定于粒子大小和粒子数目( )(3)同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是气体分子间平均距离不同( )(4)1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同，体积也相同( )(5)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )(6)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×对一定量气体体积的探究。已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：(1)从上表分析得出结论：①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为 。②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积 (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。(2)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是① ，② 。答案 (1)①22.4 L ②不一定 (2)①气体的微粒数相同 ②粒子间的距离相同二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积2．标准状况下的气体摩尔体积所以标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。3．理解气体摩尔体积应注意的几个问题(1)适用范围：气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol－1进行计算。(3)1 mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。(1)1 mol任何气体的体积都为22.4 L( )(2)1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L( )(3)标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L( )(4)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA( )(5)在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为NA( )(6)标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4 L( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×理解感悟 考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题如下：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1 mol H2的体积不是22.4 L。(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·mol－1。1．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是 ，16 g O2所占体积约是 。(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。(3)标准状况下，34 g NH3的物质的量是 ，所占体积约是 ，所含的NH3分子数是 。答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)2 mol 44.8 L 1.204×10242．某常见气体在标准状况下的密度为1.25 g·L－1。(1)该气体的相对分子质量为 。(2)若该气体的分子式为A2型，其名称为 ；若该气体的分子式为AB型，其名称为 。答案 (1)28 (2)氮气 一氧化碳标准状况下，气体摩尔体积的有关计算①气体的物质的量n＝eq \f(V,22.4) 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＝eq \f(V,22.4)·NA；④气体的质量m＝n·M＝eq \f(V,22.4)·M g。三、阿伏加德罗定律的推论及应用在同温同压(以0 ℃，1.01×105Pa即标准状况为例)下，完成下列问题。(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L，eq \f(VO2,VH2)＝eq \f(1,2)，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。(2)44.8 L O2的物质的量是2 mol，质量是64 g,44.8 L H2的物质的量是2 mol，质量是4 g，eq \f(mO2,mH2)＝eq \f(16,1)，由此可推知：同温同压下，同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。(3)1 mol O2的质量是32 g，体积是22.4 L，ρ(O2)＝eq \f(m,V)＝eq \f(32,22.4) g·L－1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是2 g，体积是22.4 L，ρ(H2)＝eq \f(m,V)＝eq \f(2,22.4) g·L－1。eq \f(ρO2,ρH2)＝eq \f(16,1)，由此可推知：①同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。②在标准状况下，气体的密度＝eq \f(M,22.4) g·L－1。 阿伏加德罗定律的推论1．在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol－1)时，压强为1×104 Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为( )A．3.3×1025 B．3.3×1024 C．7.5×1023 D．7.5×1022答案 C解析 11 g X气体的物质的量n1＝eq \f(11 g,44 g·mol－1)＝0.25 mol，由eq \f(n1,n2)＝eq \f(p1,p2)得eq \f(0.25 mol,n2)＝eq \f(1×104Pa,5×104Pa)，n2＝1.25 mol，N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023。2．在一定温度和压强下，2体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应，生成2体积气体化合物Z，则Z的化学式可能是( )A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3答案 D解析 由体积比等于物质的量之比，可知化学方程式为2X2＋3Y2===2Z，再由原子守恒可知Z的化学式为X2Y3。3．同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体，下列有关比较的叙述中，正确的是( )①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16 ③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16A．①③ B．①④ C．②③ D．②④答案 B解析 同温同压下，eq \f(ρSO2,ρCO2)＝eq \f(\f(MSO2,Vm),\f(MCO2,Vm))＝eq \f(MSO2,MCO2)＝eq \f(64,44)＝eq \f(16,11)，故①正确；eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(\f(m g,64 g·mol－1),\f(m g,44 g·mol－1))＝eq \f(11,16)，因eq \f(VSO2,VCO2)＝eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(11,16)，故④正确。1．(2019·福清市华侨中学期中)下列有关气体体积的叙述中，正确的是( )A．一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小，由构成气体的分子大小决定B．一定温度和压强下，各种气态物质的体积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答案 B解析 对于气体物质，在一定温度和压强下，分子间的距离远大于分子本身的大小，因此其体积的大小主要由分子数的多少来决定，故A错误、B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化，体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，C错误；气体摩尔体积会随着温度、压强的变化而变化，22.4 L·mol－1是标准状况下的气体摩尔体积，故D错误。2．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NAB．常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA C．标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NAD．标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA答案 B解析 常温常压(非标准状况)下，11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，所含原子数不是1.5NA；48 g O3的物质的量为1 mol，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol，所含氢原子数为2NA。3．同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的( )A．质量相同，体积不同 B．分子数相同，质量不同C．体积相同，分子数不同 D．体积相同，原子数不同答案 B解析 同温同压下，物质的量相同的氢气和氧气，其分子数和体积都相同；它们都是双原子分子，含有的原子数也相同；它们的摩尔质量不同，其质量一定不同。4．在同温同压下，11.5 g气体A所占的体积和8 g O2所占的体积相同，则气体A的相对分子质量为( )A．46 B．28 C．44 D．64答案 A解析 eq \f(11.5 g,MA)＝eq \f(8 g,32 g·mol－1)，M(A)＝eq \f(11.5 g×32 g·mol－1,8 g)＝46 g·mol－1。5．现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·mol－1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：(1)该气体的物质的量为 。(2)该气体所含原子总数为 。(3)该气体在标准状况下的体积为 。(4)该气体在标准状况下的密度为 。(5)该气体一个分子的质量为 。答案 (1)eq \f(m,M) mol (2)eq \f(2mNA,M) (3)eq \f(22.4m,M) L (4)eq \f(M,22.4) g·L－1 (5)eq \f(M,NA) g解析 根据标准状况下气体体积相关计算关系n＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)＝eq \f(V,22.4)进行求解。由质量和标准状况下的体积可求气体的密度，也可由M＝Vm·ρ求气体的密度；气体摩尔质量(M g·mol－1)与阿伏加德罗常数(NA)的比值，即为一个分子的质量。题组一 气体摩尔体积1．(2019·福建师大附中期中)现有下列四种因素：①温度②压强 ③气体微粒数 ④气体微粒大小，只改变一种因素时对气体摩尔体积(Vm)有显著影响的是( )A．③④ B．①②③ C．①② D．全部答案 C解析 对于气体来说，温度和压强不同，气体分子之间的距离不同，而微粒本身大小远小于微粒间的距离，则微粒本身大小可忽略不计，所以影响气体摩尔体积的因素主要有温度和压强，故选C。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的影响因素2．下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )A．标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 LB．22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 LC．只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1，其他条件下一定不是该值D．标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L答案 D解析 标准状况下，水是非气态，1 mol H2O的体积远远小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体积，B错误；对于气体来说，温度升高，体积增大，压强增大，体积缩小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol－1，C错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，D正确。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的理解和应用条件3．下列物质的体积约为22.4 L的是( )A．标准状况下1 mol SO3B．20 ℃、101 kPa时36.5 g HClC．常温常压下17 g NH3D．标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体答案 D解析 A项中SO3在标准状况下为固态，B、C中气体都为1 mol，但不处于标准状况下。【考点】 气体摩尔体积【题点】 气体摩尔体积的应用条件4．标准状况下，若11.2 L氧气含有N个氧原子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为( )A．4N B．3N C．2N D．N答案 D解析 根据恒等式eq \f(V,22.4)＝eq \f(N,NA)可知eq \f(11.2 L,22.4 L·mol－1)×2＝eq \f(N,NA)，NA＝eq \f(N×22.4 L·mol－1,2×11.2 L)＝N mol－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 以物质的量为中心的计算5．有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是( )A．28.4 g B．28.4 g·mol－1C．71 g·mol－1 D．14.2 g·mol－1答案 C解析 该气体的物质的量为4.48 L÷22.4 L·mol－1＝0.2 mol，其摩尔质量为14.2 g÷0.2 mol＝71 g·mol－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 以物质的量为中心的计算题组二 阿伏加德罗定律6．标准状况下，相同质量的下列气体体积最大的是( )A．CO2 B．O2C．N2 D．CH4答案 D解析 相同状况下，气体的质量相同时，其摩尔质量越小，物质的量越大，气体的体积越大。甲烷的摩尔质量最小，体积最大。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律的推论7．(2019·福建福清高一检测)下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是( )A．温度相同，体积相同的O2和N2B．温度相等，压强相等的CO和N2C．压强相同，质量相同的O2和O3D．体积相同，密度相等的CO和N2答案 D解析 根据N＝nNA知，分子数与物质的量成正比，所以只要二者物质的量相等其分子数就一定相等。压强情况未知，分子数不一定相等，A错误；体积未知，分子数不一定相等，B错误；质量相同的O3和O2，二者摩尔质量不等，分子数不等，C错误；体积相同，密度相等的CO 和N2，其质量相等，二者摩尔质量相等，所以其物质的量相等，分子数相等，D正确。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查8．(2019·河南济源四中期中)同温同压下，相同体积的CO和CO2：①质量相等；②密度相等；③分子数相等；④碳原子数相等；⑤电子数相等，其中正确的是( )A．①②③④ B．①②③④⑤C．③④ D．③④⑤答案 C解析 同温同压下，等体积的CO和CO2，二者物质的量相同，CO与CO2的摩尔质量不相等，①根据m＝nM可知，二者质量不相等，故①错误；②同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，二者密度不相等，故②错误；⑤CO分子与CO2分子含有的电子数目不相等，二者物质的量相等，含有的电子数不相等，故⑤错误。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查9．(2019·泸州高一检测)下列各组物质中，所含分子数一定相同的是( )A．2 g H2和16 g O2B．0.1 mol HCl和2.24 L ArC．150 ℃、1.01×105 Pa时，1 L CO2和1 L H2OD．28 g CO和6.02×1022个O3答案 C解析 A项，n(H2)＝eq \f(2 g,2 g·mol－1)＝1 mol，n(O2)＝eq \f(16 g,32 g·mol－1)＝0.5 mol，故N(H2)∶N(O2)＝2∶1；B项，没有注明2.24 L Ar所处的状况；C项，同温同压下，n(CO2)∶n(H2O)＝N(CO2)∶N(H2O)＝V(CO2)∶V(H2O)；D项，N(CO)＝eq \f(28 g,28 g·mol－1)×NA＝6.02×1023。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查10．(2019·山西范亭中学期中)同温同压下，相同体积的SO2和O3气体，下列叙述中错误的是( )A．质量比4∶3 B．电子数比1∶1C．密度比4∶3 D．氧原子数比2∶3答案 B解析 1 mol SO2和O3，所含的电子数分别为32NA、24NA，所以同温同压下，相同体积的SO2和O3气体，所含的电子数之比为32NA∶24NA＝4∶3，故B错误。【考点】 阿伏加德罗定律【题点】 阿伏加德罗定律综合考查11．(2020·黑龙江铁人中学质检)下列说法正确的是( )A．同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积B．等质量的O2 和H2 的物质的量之比为16∶1C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比答案 D解析 本题考查阿伏加德罗定律及推论，注意气体摩尔体积的适用范围和适用条件，为易错点。A项，未指明是气体，错；B项，假设质量都是1 g，n(O2)∶n(H2)＝eq \f(1,32) mol∶eq \f(1,2) mol＝1∶16，错；C项，未限定温度与压强，无法判断。12．(2020·贵州独山调研)NA为阿伏加德罗常数，标准状况下，m g氮气和氧气的混合气体含有b个分子，则n g该混合气体在相同状态下的体积为(单位为L)( )A.eq \f(22.4nb,NA) B.eq \f(22.4nb,mNA)C.eq \f(22.4nNA,mb) D.eq \f(nbNA,22.4m)答案 B解析 设该混合气体的平均摩尔质量为M g·mol－1，根据同温同压条件下，气体体积之比等于物质的量之比可得eq \f(\f(b,NA)×22.4 L,V L)＝eq \f(\f(m,M),\f(n,M))，解得V＝eq \f(22.4nb,mNA)，故答案为B。13．一氧化碳和二氧化碳的混合气体18 g，完全燃烧后测得二氧化碳的体积为11.2 L(标准状况)。试回答：(1)混合气体中一氧化碳的质量是 。(2)混合气体中二氧化碳在标准状况下的体积是 。(3)混合气体在标准状况下的密度是 (精确到0.001)。答案 (1)7 g (2)5.6 L (3)1.607 g·L－1解析 燃烧后二氧化碳的物质的量为11.2 L÷22.4 L·mol－1＝0.5 mol，设原混合气体中一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y，x×28 g·mol－1＋y×44 g·mol－1＝18 g，x＋y＝0.5 mol，解得x＝0.25 mol，y＝0.25 mol，一氧化碳的质量为0.25 mol×28 g·mol－1＝7 g，标况下，混合气体中二氧化碳的体积为0.25 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L，原混合气体的密度为18 g÷11.2 L ≈1.607 g·L－1。【考点】 气体摩尔体积的有关计算【题点】 气体摩尔体积的综合计算14．(2019·济南高一检测)现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题：(1)混合气体中碳原子的个数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(2)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。①气球中收集到的气体的摩尔质量为 。②气球中收集到的气体中，电子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。③气球的体积为 L。答案 (1)0.4NA(2)①28 g·mol－1 ②2.8NA ③4.48解析 (1)标准状况下，混合气体(CO和CO2)的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·mol－1)＝0.4 mol。0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子为0.4 mol，即0.4NA。(2)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(n1＋n2＝0.4 mol,28 g·mol－1×n1＋44 g·mol－1×n2＝14.4 g))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(n1＝0.2 mol,n2＝0.2 mol))因此气球中收集到0.2 mol CO，含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为4.48 L。【考点】 气体摩尔体积的综合计算【题点】 气体摩尔体积的综合计算 化学式条件1 mol气体体积/LH20 ℃，101 kPa22.4O20 ℃，101 kPa22.4CO0 ℃，101 kPa22.4H20 ℃，202 kPa11.2CO20 ℃，202 kPa11.2N2273 ℃，202 kPa22.4NH3273 ℃，202 kPa22.4相同条件结论语言叙述公式同温同压同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)同温同体积同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)同温同压同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)同温同压同体积同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比eq \f(m1,m2)＝eq \f(M1,M2)
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