第04讲 气体摩尔体积-新高一化学暑假精品课程（鲁科版2019）（原卷版）

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1．了解物质的聚集状态
2．理解气体摩尔体积的定义及相关计算。
3．理解阿伏加德罗定律及其推论，并且能够进行相关的计算。
4．会计算（混合）气体密度和（平均）摩尔质量。
【基础知识】
一、气体摩尔体积
1．物质体积的决定因素
（1）微粒的____________；（2）微粒的_________；（3）微粒之间的_______________。
【课堂导引1】根据下列数据计算1ml H2O和1ml C2H5OH所占的体积，并探究体积差异的原因。
【课堂导引2】在标准状况下，1ml H2、1ml N2和1ml CO所占的体积相同吗？试根据下列数据计算体积说明，并简要解析其原因。
2．不同聚集状态的物质体积的决定因素
（1）固态和液态
①决定因素：微粒的______和微粒的______
②体积大小：同温同压下同微粒数的固（液）体体积_____
（2）气态
①决定因素：微粒的______和微粒的______
②体积大小：同温同压下同微粒数的气体体积_____
3．气体摩尔体积
（1）定义：在一定温度和压强下，____________的气体所占的体积。
（2）符号：______
（3）单位：__________________
（4）适用范围：单一气体或混合气体
（5）特例：在标准状况下，1ml任何气体所占的体积都约为______L
①标准状况指：__________________，简写：STP
②标况下气体摩尔体积：约为____________
（6）公式：n＝__________＝__________（标准状况）
1．判断正误
（1）0.5ml氢气的体积为11.2L（ ）
（2）标准状况下，2.24LH2O所含的分子为0.1ml（ ）
（3）标准状况下，22.4L氢气和氧气的混合气体中的分子数约为6.02×1023（ ）
（4）标准状况下，22.4L氯气所含有的原子数目约为2×6.02×1023（ ）
（5）在常温常压下，11.2L氮气所含的原子数目约为6.02×1023（ ）
（6）常温常压下，16g氧气中约含有3.01×1023个氧分子（ ）
2．简单计算
（1）标准状况下，0.2mlH2的体积是_______L；5.6LCl2的物质的量是_______ml。
（2）标况下，0.2gH2中约含_____个H2、其体积是____L；11.2LCl2约含___个Cl2、其质量是____g。
（3）标况下，含有3.01×1022个分子的H2S气体的体积是_____L，其质量是_____ g。
二、气体的密度
1．（混合）气体的密度：ρ＝＝_________＝________________（STP）
2．气体的相对密度（同温同压）
D＝＝_________（气体A对气体B的相对密度）
（1）X对空气的相对密度D：M（X）＝____________
（2）X对氢气的相对密度D：M（X）＝____________
1．在相同温度和压强下，相同质量的H2和Cl2的密度之比为______，不同质量的H2和Cl2的密度之比为______。相同体积的H2和Cl2的密度之比为______。
2．等质量的O2和O3，分子数之比是________，含氧原子数之比是________；同温同压下，体积之比是________，密度之比是________。
【考点剖析】
考点一：气体体积大小的比较和计算
例1．（2020·张掖高一检测）常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是（ ）。
A． B． C． D．
考点二：各量和气体体积之间的换算关系
例2．（2020·绍兴高一检测）在标准状况下，向一质量为100g的密闭容器中充满CO2后，质量为166g，相同条件下，向相同容器中充满未知气体，称其质量为142g，则该气体可能为（ ）。
A．O2 B．CH4 C．CO D．H2
【互动探究】（1）该容器的体积为多少？
（2）在标准状况下，该容器中充满NO2后的质量为多少？
考点三：气体摩尔体积的计算
例3．（2020·宝鸡高一检测）某研究性学习小组同学为了探究“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分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如图实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
【部分实验数据】
请回答下列问题：
（1）4分钟时H2、O2的物质的量分别是________ml、________ml。
（2）该温度下，气体摩尔体积是__________。
（3）在该实验条件下，3mlO2的气体的体积为________L。
考点四：气体密度的比较和计算
例4．（2020·沧州高一检测）在臭氧发生装置中装入氧气100mL，经反应：3O2 2O3，最后气体体积变为95mL（体积均在标准状况下测定），则混合气体的密度是（ ）。
A．1.3g/L B．1.5g/L C．1.7g/L D．2.0g/L
【真题演练】
1．（2020年6月·福建合格考真题）下列物质所含分子数最多的是（ ）。
A．0.2mlH2
B．标准状况下2.24LNH3
C．44gCO2（CO2的摩尔质量为44g·ml－1）
D．0.5NA个NO（NA为阿伏加德罗常数的值）
2．（2016·海南高考）利用太阳能分解制氢，若光解0.02ml水，下列说法正确的是（ ）。
A．可生成H2的质量为0.02g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224L（标准状况）
D．生成H2的量理论上等于0.04mlNa与水反应产生H2的量
3．（2015·浙江高考）一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2。甲的化学式为__________。
4．（2015·江苏高考）软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等）的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为：MnO2+SO2＝MnSO4。质量为17.40g纯净MnO2最多能消耗_________L（标准状况）SO2。
5．（2015·重庆高考）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na。100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N233.6L（标准状况）。
（1）用碱石灰除去的物质为_____；
（2）该产气药剂中NaN3的质量分数为__________。
【过关检测】
1．决定气体的体积的主要因素有：①气体的分子个数；②气体分子的大小；③气体分子间的平均距离；④气体分子的相对分子质量（ ）。
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
2．（2020·金华高一检测）标准状况下，32gCH4所占体积约为（ ）。
A．44.8L B．22.4L C．11.2L D．5.6L
3．（2020·唐山高一检测）关于2mlO2的叙述中，正确的是（ ）。
A．体积为44.8L B．质量为32g
C．分子数为6.02×1023 D．含有4ml原子
4．对于22.4L的氧气，下列叙述正确的是（ ）。
A．质量为32g B．含有约6.02×1023个氧分子
C．含有2ml氧原子 D．氧气的物质的量不能确定
5．同温同压下，等质量的下列气体所占体积最大的（ ）。
A．HCl B．H2S C．NH3 D．O2
6．下列物质在标准状况下所占体积最大的（ ）。
A．28gN2 B．71gCl2 C．48g O2 D．1000g水
7．（2020•石嘴山高一检测）下列说法正确的是（ ）。
A．32gO2占有的体积约为22.4L
B．22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子
C．在标准状况下，22.4L水的质量约为18g
D．22gCO2与标准状况下11.2LHCl所含的分子数相同
8．甲烷在不同条件下有两种热解反应：①CH4（g）C（s）+2H2（g）；②2CH4（g）C2H2（g）+3H2（g）。现将两份标准状况下等体积的甲烷分别通入两个容积可变的密闭容器中，按①式和②式热解，待完全反应后，恢复至标准状况，则两容器中气体体积关系正确的是（ ）。
A．①和②相等 B．①小于② C．①大于② D．无法判断
9．如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为（ ）。
A．22.0L·ml－1 B．22.4L·ml－1
C．22.8L·ml－1 D．23.2L·ml－1
10．（2020·兰州高一检测）用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）。
A．常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NA
B．常温下，4.4gCO2和N2O（互不反应）混合物中所含有的电子数为2.2NA
C．标准状况下，22.4LCO和CO2的混合气体中含碳原子数为0.5NA
D．4℃时，18LH2O中含有的原子总数为3NA
11．（2020·张家口高一检测）同温同压下体积均为VL的a、b集气瓶中装有不同的气体（如图），瓶内气体的摩尔质量大小关系为（ ）。
A．a大 B．b大 C．一样大 D．无法比较
12．标况下1LN2含有m个分子，则阿伏加德罗常数可表示为（ ）。
A．/ ml B．/ ml C．22.4m D．22.4m/ ml
13．已知在相同条件下，气体物质的量与气体的压强成正比。同温同体积同质量的CO2、CO、H2、O2的压强，按从大到小的顺序排列正确的是（ ）。
A．H2＞O2＞CO＞CO2 B．CO2＞O2＞CO＞H2
C．H2＞CO＞O2＞CO2 D．CO2＞H2＞O2＞CO
14．在一定温度、压强下，1体积X2（气）和3体积Y2（气）化合生成2体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为（ ）。
A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3
15．（2020·福州高一检测）下列说法正确的是（ ）。
A．同温同压下甲烷和氧气的密度之比为2∶1
B．1g甲烷和1g氧气的原子数之比为5∶1
C．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
D．在标准状况下等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2
16．（2020·张掖高一检测）标准状况下，CO2和N2的混合气体的质量是9.6g，体积是6.72L，则CO2在混合物中的质量分数约为（ ）。
A．25% B．35% C．75% D．50%
17．（2020·巴南区高一检测）标准状况下，等体积的NH3和CH4两种气体，下列有关说法错误的是（ ）。
A．所含分子数目相同
B．所含氢原子物质的量之比为3∶4
C．质量之比为16∶17
D．密度之比为17∶16
18．已知在相同的温度和压强下，气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球若放在空气（空气的平均摩尔质量是29g/ml）中可静止不动，那么在相同条件下该气球放在下列气体中会下沉的是（ ）。
A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．CH4
19．（2020·泉州高一检测）按体积比为1︰2︰3组成的N2、O2、CO2的混合气体共100g，在标准状况下的体积为（ ）。
A．60L B．30L C．11.2L D．112L
20．（2020·保定高一检测）在150℃时碳酸铵可以受热完全分解：（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的几倍（ ）。
A．96倍 B．48倍 C．12倍 D．32倍
21．（1）现有34g某气体，它的摩尔质量为17g·ml－1。则：
①该气体为________ml。
②该气体所含分子数为________NA。
③该气体在标准状况下的体积为________L。
（2）________gH2O中的氧原子数目与标准状况下22.4LCO2中的氧原子数目相同。
22．（2020·北京丰台区高一期中检测）氨气（NH3）是一种重要的化工原料，广泛应用于制氮肥、制药、合成纤维等。请回答下列问题：
（1）2mlNH3在标准状况下的体积是____________。
（2）2mlNH3的质量是____________，其中所含氢元素的质量是____________。
（3）2mlNH3所含的氨分子数为_________，电子数为____________。
（4）工业上用反应N2+3H22NH3来合成氨气，则若制得2mlNH3，标准状况下参与反应的H2的体积为____________；14gN2参与反应可得NH3物质的量为_______________。
23．（2020·唐山高一检测）已知：2KClO32KCl+3O2↑。某同学设计了利用氯酸钾分解制O2测定气体摩尔体积的探究实验。实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95g。
②连接好实验装置，______。
③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止
④测量排入量筒中水的体积为279.7mL
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55g根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）请补充②中的实验步骤___________________。
（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：a．调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同；b．使试管和广口瓶内气体都冷却至室温；c．读取量筒内液体的体积。这三步操作的正确顺序是________（请填写步骤序号）。进行实验操作c时，若仰视读数，则读取氧气的体积______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（3）实验过程中产生氧气的物质的量是__________ml；实验测得该条件下的气体摩尔体积是____（保留小数点后两位）。
（4）若欲检验试管中产物所含的阴离子，方案为：将固体冷却后溶于水，过滤，_________________________________（填写具体实验方案）。若想检验产物中所含的阳离子方法为__________________________。
物质
摩尔质量g·ml－1
密度g·cm－3
体积cm－3
H2O
18.02
0.998
18.06
C2H5OH
46.07
0.789
58.39
物质
摩尔质量g·ml－1
密度g·L－1
体积L
H2
2.016
0.0899
22.42
N2
28.02
1.25
22.42
CO
28.01
1.25
22.41
温度
压强
时间
水槽中H2O的质量
H2体积
O2体积
30℃
101kPa
0
300g
0
0
30℃
101kPa
4分钟
298.2g
1.243L