2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题一 第二单元 第2课时 气体摩尔体积（学案+课时对点练 word版含解析）
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| 名称 | 2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题一 第二单元 第2课时 气体摩尔体积（学案+课时对点练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 606.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-13 17:43:53 | ||
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文档简介
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。2.理解气体摩尔体积的含义，能进行标准状况下气体体积、物质的量及微粒数目、质量等的换算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律及推论解决简单问题。
一、决定物质体积大小的因素
1．分析不同聚集状态物质的体积
已知下列物质的密度，试计算1 mol这些物质的体积，将结果填入下表。(说明：固体、液体密度均为293 K时的测定值，气体密度为1.01×105 Pa、273 K时的测定值。)
1 mol不同物质的体积
物质 摩尔质量/(g·mol－1) 密度 1 mol物质的体积
Al 26.98 2.70 g·cm－3 9.99 cm3
Fe 55.85 7.86 g·cm－3 7.11 cm3
H2O 18.02 0.988 g·cm－3 18.24 cm3
C2H5OH 46.07 0.789 g·cm－3 58.39 cm3
H2 2.016 0.089 9 g·L－1 22.42 L
N2 28.02 1.25 g·L－1 22.42 L
CO 28.01 1.25 g·L－1 22.41 L
结论：(1)相同条件下1 mol固体、液体的体积差别较大(或不相同)。
(2)相同条件下，1 mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 L。
2．影响物质体积大小的因素
气态物质中微粒间的距离与外界温度、压强有关。因此，当温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
(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由粒子大小和粒子数目决定( )
(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( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
1．在同温同压下，粒子数相同的不同固态或液态物质的体积为什么不相同？
提示 在同温同压下，粒子数相同的固态或液态物质的体积主要取决于粒子大小，不同物质的粒子大小不同，体积不同。
2．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：
化学式 条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
(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微粒间的距离相同
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
即在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。
3．理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，非标准状况时不能使用。
(2)n＝，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态物质(如碳、三氧化硫等)或液态物质(如水、酒精等)均不适用。
(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)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1．下列说法正确的是( )
A．在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为2NA
B．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol C所占的体积都约为22.4 L
D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol
答案 D
2．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是 ，16 g O2所占的体积约是 。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占的体积约是 。
(3)标准状况下，34 g NH3的物质的量是 ，所占的体积约是 ，所含的NH3分子数约是 。
(4)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数约为 。
答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)2 mol 44．8 L 1.204×1024 (4)6.02×1023
3．(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为 。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为 。
答案 (1)32 g·mol－1 (2)17 g·mol－1
解析 (1)气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1，代入数据求得M≈32 g·mol－1。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，该气体的物质的量为＝0.03 mol，该气体的摩尔质量为＝17 g·mol－1。
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＝ 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＝·NA；
④气体的质量m＝n·M＝·M g。
三、阿伏加德罗定律的推论及应用
1．阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。
特别提醒 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”。
2．阿伏加德罗定律的常用推论
推论 公式
同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比 ＝
同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比 ＝
同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比 ＝
(1)同温同压下，相同体积的物质所含的分子数一定相等( )
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者( )
(4)同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的分子数相同，质量不同( )
(5)同温同压下，CO与CO2的密度之比为7∶11( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
1．在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的( )
A．原子数 B．密度
C．质量 D．相对分子质量
答案 A
解析 同温同压下，气体摩尔体积相等，体积相等的不同气体其物质的量相等。根据N＝nNA知，二者的物质的量与分子数成正比，物质的量相等则其分子数相等，每个分子中原子个数相等，所以其原子总数相等，故A正确；根据ρ＝知，密度与其摩尔质量成正比，两个容器中平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等，故B错误；根据m＝nM知，物质的量相等时，二者的质量与其摩尔质量成正比，二者的平均摩尔质量不一定相等，所以其质量不一定相等，故C错误；混合气体的平均相对分子质量介于氢气的相对分子质量和氯气的相对分子质量之间，氯化氢气体的相对分子质量为36.5，所以不一定相等，故D错误。
2．同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体，下列叙述正确的是( )
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∶16
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 B
解析 同温同压下，＝＝＝＝，故①正确；＝＝，则＝＝，故④正确。
1．下列有关气体体积的叙述正确的是( )
A．在一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小，由构成气体的分子大小决定
B．在一定温度和压强下，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 对于气态物质，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，故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，下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B．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NA
D．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．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 ＝，M(A)＝＝46 g·mol－1。
4．(1)等质量的O2和SO2的物质的量之比为 ，在相同条件下的体积之比为 ，原子数之比为 。
(2)同温同压下，相同体积的CO2和O2的质量之比为 。
答案 (1)2∶1 2∶1 4∶3 (2)11∶8
解析 (1)设二者质量均为m g，物质的量之比为∶＝2∶1，在相同条件下的体积之比等于物质的量之比，为2∶1，原子个数之比为(2×2)∶(1×3)＝4∶3。(2)在该条件下，气体的分子数相同，即物质的量相同，则质量之比等于摩尔质量之比，即为44∶32＝11∶8。
题组一 决定物质体积大小的因素
1．下列说法正确的是( )
A．1 mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B．1 mol气体的体积主要由微粒的大小决定
C．O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1
D．气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小
答案 D
解析 物质三态中气体分子之间的距离最大，固体或液体中粒子距离小，则1 mol固体或液体的体积主要由粒子的大小决定，A错误；气体的体积受分子数目、分子之间距离及粒子大小影响，相同条件下气体分子间的距离远大于粒子的大小，则气体的体积大小受分子数目、分子之间距离影响，因此在相同条件下，1 mol气体的体积主要由分子间距离决定，B错误；状况未知，气体摩尔体积不确定，在标准状况下O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，C错误；物质三态中气体分子之间的距离大，固体或液体中粒子间距离小，因此气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小，D正确。
2．(2022·江苏常州第一中学高一月考)气体的体积主要由以下什么因素决定( )
①气体分子的直径 ②气体物质的量的多少 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
答案 C
解析 由于气体分子间距离较大，远大于分子的直径，所以分子大小可以忽略不计，故决定气体体积的因素主要为分子数和分子间的距离，与气体的相对分子质量无关，C项正确。
题组二 气体摩尔体积
3．下列关于气体摩尔体积的说法正确的是( )
A．标准状况下，1 mol H2SO4的体积是22.4 L
B．22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L
C．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 mol任何气体的体积都约是22.4 L
答案 D
解析 标准状况下，H2SO4是液态，1 mol H2SO4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，体积减小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol－1，C错误。
4．下列说法正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占有的体积都约为22.4 L
B．标准状况下，22.4 L由CO、CO2组成的混合气体中所含有的C原子的物质的量为1 mol
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占有的体积都约为22.4 L
D．H2的气体摩尔体积约为22.4 L
答案 B
解析 物质的量相同的情况下，影响气体体积的因素主要是微粒间的距离，这种距离与温度、压强有关，未指明气体所处状况，无法确定气体体积大小，A错误；标准状况下气体摩尔体积为22.4 L·mol－1，所以在标准状况下由CO、CO2组成的22.4 L混合气体的物质的量为1 mol，又由于CO和CO2的每个分子中都含有1个碳原子，故其所含有的碳原子的物质的量为1 mol，B正确；标准状况下水为液体，不能使用气体摩尔体积22.4 L·mol－1进行计算，C错误；气体摩尔体积的单位是L·mol－1，标准状况下H2的气体摩尔体积约是22.4 L·mol－1，D错误。
5．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.5 mol 锌粒与足量盐酸反应产生11.2 L H2
B．标准状况下，11.2 L 酒精所含分子数为0.5NA
C．0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA
D．常温常压下，28 g N2中所含原子数为NA
答案 C
解析 没有标明是不是标准状况，A错误；标准状况下，酒精不是气体，B错误；n(H)＝4×
0.1 mol＝0.4 mol，氢原子数为0.4NA，C正确；含有N原子的物质的量为 mol＝2 mol，氮原子数为2NA，D错误。
6．(2022·四川射洪中学高一月考)如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
答案 A
解析 a g某气体中含有的分子数为b，则c g气体含有的分子数为，c g该气体的物质的量为 mol，在标准状况下Vm＝22.4 L·mol－1，则c g该气体的体积为 mol×22.4 L·mol－1＝ L。
7．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－1
C．71 g·mol－1 D．14.2 g·mol－1
答案 C
解析 该气体的物质的量为＝0.2 mol，其摩尔质量为＝71 g·mol－1。
题组三 阿伏加德罗定律及推论
8．标准状况下，相同质量的下列气体体积最大的是( )
A．CO2 B．O2
C．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。
9．下列各项中两种气体的分子数一定相同的是( )
A．温度相同、体积相同的O2和CH4
B．压强相同、体积相同的O2和H2
C．质量相同、密度不同的CO和N2
D．体积相同、密度不同的CO和C2H4
答案 C
解析 温度、体积相同的气体，若压强相同，则物质的量相同，即压强也相同的情况下，两种气体的分子数相同，A错误；压强、体积相同的气体，若温度相同，气体的物质的量相同，即温度也相同的情况下，两种气体的分子数相同，B错误；CO和N2的摩尔质量相同，质量相同的两种气体的物质的量相同，分子数相同，C正确；体积相同、密度不同的CO和C2H4，质量不同，而CO和C2H4的摩尔质量相同，所以物质的量不同，即两种气体的分子数一定不同，D错误。
10．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．①②③④⑤
C．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，根据m＝n·M可知，二者质量不相等，故①错误；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；CO分子与CO2分子含有的电子数不相等，二者物质的量相等，含有的电子数不相等，故⑤错误。
11．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．相同条件下，等质量的O2 和H2 的物质的量之比为16∶1
C．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 未指明是气体，A错；假设质量都是1 g，n(O2)∶n(H2)＝ mol∶ mol＝1∶16，B错；未限定温度与压强，无法判断，C错。
12．(2022·江苏扬州中学高一月考)在一定温度下有分解反应A(s)===B(s)＋C(g)＋4D(g)，若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时，所得B的质量为30 g，A的摩尔质量为( )
A．50 g·mol－1 B．120 g·mol－1
C．180 g·mol－1 D．250 g·mol－1
答案 D
解析 根据阿伏加德罗定律进行计算，生成的气体的物质的量可合并，设生成某气体，化学计量数为5。生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，说明生成的气体的摩尔质量是氢气的10倍，即20 g·mol－1，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L(即1 mol)时，生成气体的质量为1 mol×20 g·mol－1＝20 g，所得B的质量为30 g，根据质量守恒定律可知，A的质量为20 g＋30 g＝50 g，根据分解反应A(s)===B(s)＋C(g)＋4D(g)，气体共1 mol，即A的物质的量为0.2 mol，A的摩尔质量为＝250 g·mol－1。
13．在同温同压下，a g气体A与b g气体B的分子数相同，下列说法不正确的是( )
A．A与B两种气体的相对分子质量之比为a∶b
B．在同温同压的条件下，A与B两种气体的密度之比为b∶a
C．同质量的A、B两种气体的分子数之比为b∶a
D．相同条件下，同体积A气体与B气体的质量之比为 a∶b
答案 B
解析 a g气体A与b g气体B的分子数相同，即物质的量相等，在同温同压的条件下，体积相等。A项，由n(A)＝，n(B)＝，n(A)＝n(B)可得M(A)∶M(B)＝a∶b；B项，ρ(A)＝，ρ(B)＝，ρ(A)∶ρ(B )＝M(A)∶M(B)＝a∶b；C项，同质量的气体A的分子数N(A)＝·NA，气体B的分子数N(B)＝·NA，N(A)∶N(B)＝M(B)∶M(A)＝b∶a；D项，同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同，则m(A)＝n·M(A)，m(B)＝n·M(B)，m(A)∶m(B)＝M(A)∶M(B)＝a∶b。
14.将质量均为m g的O2和X气体分别充入相同体积的密闭容器中，二者压强(p)与温度(T)的关系如图所示，则X气体可能是( )
A．H2 B．NH3
C．CO D．SO2
答案 D
解析 由图可知，相同温度时，p(O2)＞p(X)，根据阿伏加德罗定律的推论知，相同温度时，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小，只有SO2的相对分子质量大于O2，所以该气体可能是SO2。
15．(1)0.5 mol (NH4)2S的质量为 g。
(2)标准状况下，1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L，该气体的物质的量为 mol，RO2的相对分子质量为 。
(3)与0.2 mol H2含有相同电子数的氦气分子的物质的量为 。
(4)标准状况下，NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L－1，该混合气体的平均摩尔质量为 ，该气体与氢气的相对密度为 ，NH3的体积分数为 。
(5)同温同压下，等体积的CO和CO2的物质的量之比为 。
答案 (1)34 (2)0.025 64 (3)0.2 mol (4)16.8 g·mol－1 8.4 80% (5)1∶1
解析 (1)0.5 mol (NH4)2S的质量为0.5 mol×68 g·mol－1＝34 g。(2)标准状况下，1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L，该气体的物质的量为＝0.025 mol，所以RO2的摩尔质量为＝64 g·mol－1，相对分子质量为64。(3)0.2 mol H2含有0.4 mol电子，1分子He含有2个电子，则与0.2 mol H2含有相同电子数的氦气分子的物质的量为＝
0.2 mol。(4)标准状况下，NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L－1×22.4 L·mol－1＝16.8 g·mol－1；相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比，则该气体与氢气的相对密度为＝8.4；设混合气体中NH3和CH4的物质的量分别为x mol、y mol，则＝16.8，解得x∶y＝4∶1，所以NH3的体积分数为80%。(5)根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，等体积的CO和CO2的物质的量之比为1∶1。
16．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＝0.4 mol。0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子的物质的量为0.4 mol，即0.4NA个碳原子。
(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，摩尔质量
28 g·mol－1。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
解得
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。
[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。2.理解气体摩尔体积的含义，能进行标准状况下气体体积、物质的量及微粒数目、质量等的换算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律及推论解决简单问题。
一、决定物质体积大小的因素
1．分析不同聚集状态物质的体积
已知下列物质的密度，试计算1 mol这些物质的体积，将结果填入下表。(说明：固体、液体密度均为293 K时的测定值，气体密度为1.01×105 Pa、273 K时的测定值。)
1 mol不同物质的体积
物质 摩尔质量/(g·mol－1) 密度 1 mol物质的体积
Al 26.98 2.70 g·cm－3 9.99 cm3
Fe 55.85 7.86 g·cm－3 7.11 cm3
H2O 18.02 0.988 g·cm－3 18.24 cm3
C2H5OH 46.07 0.789 g·cm－3 58.39 cm3
H2 2.016 0.089 9 g·L－1 22.42 L
N2 28.02 1.25 g·L－1 22.42 L
CO 28.01 1.25 g·L－1 22.41 L
结论：(1)相同条件下1 mol固体、液体的体积差别较大(或不相同)。
(2)相同条件下，1 mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 L。
2．影响物质体积大小的因素
气态物质中微粒间的距离与外界温度、压强有关。因此，当温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
(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由粒子大小和粒子数目决定( )
(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( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
1．在同温同压下，粒子数相同的不同固态或液态物质的体积为什么不相同？
提示 在同温同压下，粒子数相同的固态或液态物质的体积主要取决于粒子大小，不同物质的粒子大小不同，体积不同。
2．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：
化学式 条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
(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微粒间的距离相同
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
即在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。
3．理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，非标准状况时不能使用。
(2)n＝，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态物质(如碳、三氧化硫等)或液态物质(如水、酒精等)均不适用。
(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)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1．下列说法正确的是( )
A．在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为2NA
B．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol C所占的体积都约为22.4 L
D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol
答案 D
2．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是 ，16 g O2所占的体积约是 。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占的体积约是 。
(3)标准状况下，34 g NH3的物质的量是 ，所占的体积约是 ，所含的NH3分子数约是 。
(4)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数约为 。
答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)2 mol 44．8 L 1.204×1024 (4)6.02×1023
3．(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为 。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为 。
答案 (1)32 g·mol－1 (2)17 g·mol－1
解析 (1)气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1，代入数据求得M≈32 g·mol－1。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，该气体的物质的量为＝0.03 mol，该气体的摩尔质量为＝17 g·mol－1。
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＝ 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＝·NA；
④气体的质量m＝n·M＝·M g。
三、阿伏加德罗定律的推论及应用
1．阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。
特别提醒 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”。
2．阿伏加德罗定律的常用推论
推论 公式
同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比 ＝
同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比 ＝
同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比 ＝
(1)同温同压下，相同体积的物质所含的分子数一定相等( )
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者( )
(4)同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的分子数相同，质量不同( )
(5)同温同压下，CO与CO2的密度之比为7∶11( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
1．在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的( )
A．原子数 B．密度
C．质量 D．相对分子质量
答案 A
解析 同温同压下，气体摩尔体积相等，体积相等的不同气体其物质的量相等。根据N＝nNA知，二者的物质的量与分子数成正比，物质的量相等则其分子数相等，每个分子中原子个数相等，所以其原子总数相等，故A正确；根据ρ＝知，密度与其摩尔质量成正比，两个容器中平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等，故B错误；根据m＝nM知，物质的量相等时，二者的质量与其摩尔质量成正比，二者的平均摩尔质量不一定相等，所以其质量不一定相等，故C错误；混合气体的平均相对分子质量介于氢气的相对分子质量和氯气的相对分子质量之间，氯化氢气体的相对分子质量为36.5，所以不一定相等，故D错误。
2．同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体，下列叙述正确的是( )
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∶16
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 B
解析 同温同压下，＝＝＝＝，故①正确；＝＝，则＝＝，故④正确。
1．下列有关气体体积的叙述正确的是( )
A．在一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小，由构成气体的分子大小决定
B．在一定温度和压强下，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 对于气态物质，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，故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，下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B．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NA
D．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．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 ＝，M(A)＝＝46 g·mol－1。
4．(1)等质量的O2和SO2的物质的量之比为 ，在相同条件下的体积之比为 ，原子数之比为 。
(2)同温同压下，相同体积的CO2和O2的质量之比为 。
答案 (1)2∶1 2∶1 4∶3 (2)11∶8
解析 (1)设二者质量均为m g，物质的量之比为∶＝2∶1，在相同条件下的体积之比等于物质的量之比，为2∶1，原子个数之比为(2×2)∶(1×3)＝4∶3。(2)在该条件下，气体的分子数相同，即物质的量相同，则质量之比等于摩尔质量之比，即为44∶32＝11∶8。
题组一 决定物质体积大小的因素
1．下列说法正确的是( )
A．1 mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B．1 mol气体的体积主要由微粒的大小决定
C．O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1
D．气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小
答案 D
解析 物质三态中气体分子之间的距离最大，固体或液体中粒子距离小，则1 mol固体或液体的体积主要由粒子的大小决定，A错误；气体的体积受分子数目、分子之间距离及粒子大小影响，相同条件下气体分子间的距离远大于粒子的大小，则气体的体积大小受分子数目、分子之间距离影响，因此在相同条件下，1 mol气体的体积主要由分子间距离决定，B错误；状况未知，气体摩尔体积不确定，在标准状况下O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，C错误；物质三态中气体分子之间的距离大，固体或液体中粒子间距离小，因此气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小，D正确。
2．(2022·江苏常州第一中学高一月考)气体的体积主要由以下什么因素决定( )
①气体分子的直径 ②气体物质的量的多少 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
答案 C
解析 由于气体分子间距离较大，远大于分子的直径，所以分子大小可以忽略不计，故决定气体体积的因素主要为分子数和分子间的距离，与气体的相对分子质量无关，C项正确。
题组二 气体摩尔体积
3．下列关于气体摩尔体积的说法正确的是( )
A．标准状况下，1 mol H2SO4的体积是22.4 L
B．22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L
C．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 mol任何气体的体积都约是22.4 L
答案 D
解析 标准状况下，H2SO4是液态，1 mol H2SO4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，体积减小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol－1，C错误。
4．下列说法正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占有的体积都约为22.4 L
B．标准状况下，22.4 L由CO、CO2组成的混合气体中所含有的C原子的物质的量为1 mol
C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占有的体积都约为22.4 L
D．H2的气体摩尔体积约为22.4 L
答案 B
解析 物质的量相同的情况下，影响气体体积的因素主要是微粒间的距离，这种距离与温度、压强有关，未指明气体所处状况，无法确定气体体积大小，A错误；标准状况下气体摩尔体积为22.4 L·mol－1，所以在标准状况下由CO、CO2组成的22.4 L混合气体的物质的量为1 mol，又由于CO和CO2的每个分子中都含有1个碳原子，故其所含有的碳原子的物质的量为1 mol，B正确；标准状况下水为液体，不能使用气体摩尔体积22.4 L·mol－1进行计算，C错误；气体摩尔体积的单位是L·mol－1，标准状况下H2的气体摩尔体积约是22.4 L·mol－1，D错误。
5．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．0.5 mol 锌粒与足量盐酸反应产生11.2 L H2
B．标准状况下，11.2 L 酒精所含分子数为0.5NA
C．0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA
D．常温常压下，28 g N2中所含原子数为NA
答案 C
解析 没有标明是不是标准状况，A错误；标准状况下，酒精不是气体，B错误；n(H)＝4×
0.1 mol＝0.4 mol，氢原子数为0.4NA，C正确；含有N原子的物质的量为 mol＝2 mol，氮原子数为2NA，D错误。
6．(2022·四川射洪中学高一月考)如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
答案 A
解析 a g某气体中含有的分子数为b，则c g气体含有的分子数为，c g该气体的物质的量为 mol，在标准状况下Vm＝22.4 L·mol－1，则c g该气体的体积为 mol×22.4 L·mol－1＝ L。
7．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－1
C．71 g·mol－1 D．14.2 g·mol－1
答案 C
解析 该气体的物质的量为＝0.2 mol，其摩尔质量为＝71 g·mol－1。
题组三 阿伏加德罗定律及推论
8．标准状况下，相同质量的下列气体体积最大的是( )
A．CO2 B．O2
C．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。
9．下列各项中两种气体的分子数一定相同的是( )
A．温度相同、体积相同的O2和CH4
B．压强相同、体积相同的O2和H2
C．质量相同、密度不同的CO和N2
D．体积相同、密度不同的CO和C2H4
答案 C
解析 温度、体积相同的气体，若压强相同，则物质的量相同，即压强也相同的情况下，两种气体的分子数相同，A错误；压强、体积相同的气体，若温度相同，气体的物质的量相同，即温度也相同的情况下，两种气体的分子数相同，B错误；CO和N2的摩尔质量相同，质量相同的两种气体的物质的量相同，分子数相同，C正确；体积相同、密度不同的CO和C2H4，质量不同，而CO和C2H4的摩尔质量相同，所以物质的量不同，即两种气体的分子数一定不同，D错误。
10．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．①②③④⑤
C．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，根据m＝n·M可知，二者质量不相等，故①错误；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；CO分子与CO2分子含有的电子数不相等，二者物质的量相等，含有的电子数不相等，故⑤错误。
11．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．相同条件下，等质量的O2 和H2 的物质的量之比为16∶1
C．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 未指明是气体，A错；假设质量都是1 g，n(O2)∶n(H2)＝ mol∶ mol＝1∶16，B错；未限定温度与压强，无法判断，C错。
12．(2022·江苏扬州中学高一月考)在一定温度下有分解反应A(s)===B(s)＋C(g)＋4D(g)，若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时，所得B的质量为30 g，A的摩尔质量为( )
A．50 g·mol－1 B．120 g·mol－1
C．180 g·mol－1 D．250 g·mol－1
答案 D
解析 根据阿伏加德罗定律进行计算，生成的气体的物质的量可合并，设生成某气体，化学计量数为5。生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍，说明生成的气体的摩尔质量是氢气的10倍，即20 g·mol－1，且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L(即1 mol)时，生成气体的质量为1 mol×20 g·mol－1＝20 g，所得B的质量为30 g，根据质量守恒定律可知，A的质量为20 g＋30 g＝50 g，根据分解反应A(s)===B(s)＋C(g)＋4D(g)，气体共1 mol，即A的物质的量为0.2 mol，A的摩尔质量为＝250 g·mol－1。
13．在同温同压下，a g气体A与b g气体B的分子数相同，下列说法不正确的是( )
A．A与B两种气体的相对分子质量之比为a∶b
B．在同温同压的条件下，A与B两种气体的密度之比为b∶a
C．同质量的A、B两种气体的分子数之比为b∶a
D．相同条件下，同体积A气体与B气体的质量之比为 a∶b
答案 B
解析 a g气体A与b g气体B的分子数相同，即物质的量相等，在同温同压的条件下，体积相等。A项，由n(A)＝，n(B)＝，n(A)＝n(B)可得M(A)∶M(B)＝a∶b；B项，ρ(A)＝，ρ(B)＝，ρ(A)∶ρ(B )＝M(A)∶M(B)＝a∶b；C项，同质量的气体A的分子数N(A)＝·NA，气体B的分子数N(B)＝·NA，N(A)∶N(B)＝M(B)∶M(A)＝b∶a；D项，同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同，则m(A)＝n·M(A)，m(B)＝n·M(B)，m(A)∶m(B)＝M(A)∶M(B)＝a∶b。
14.将质量均为m g的O2和X气体分别充入相同体积的密闭容器中，二者压强(p)与温度(T)的关系如图所示，则X气体可能是( )
A．H2 B．NH3
C．CO D．SO2
答案 D
解析 由图可知，相同温度时，p(O2)＞p(X)，根据阿伏加德罗定律的推论知，相同温度时，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小，只有SO2的相对分子质量大于O2，所以该气体可能是SO2。
15．(1)0.5 mol (NH4)2S的质量为 g。
(2)标准状况下，1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L，该气体的物质的量为 mol，RO2的相对分子质量为 。
(3)与0.2 mol H2含有相同电子数的氦气分子的物质的量为 。
(4)标准状况下，NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L－1，该混合气体的平均摩尔质量为 ，该气体与氢气的相对密度为 ，NH3的体积分数为 。
(5)同温同压下，等体积的CO和CO2的物质的量之比为 。
答案 (1)34 (2)0.025 64 (3)0.2 mol (4)16.8 g·mol－1 8.4 80% (5)1∶1
解析 (1)0.5 mol (NH4)2S的质量为0.5 mol×68 g·mol－1＝34 g。(2)标准状况下，1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L，该气体的物质的量为＝0.025 mol，所以RO2的摩尔质量为＝64 g·mol－1，相对分子质量为64。(3)0.2 mol H2含有0.4 mol电子，1分子He含有2个电子，则与0.2 mol H2含有相同电子数的氦气分子的物质的量为＝
0.2 mol。(4)标准状况下，NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L－1×22.4 L·mol－1＝16.8 g·mol－1；相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比，则该气体与氢气的相对密度为＝8.4；设混合气体中NH3和CH4的物质的量分别为x mol、y mol，则＝16.8，解得x∶y＝4∶1，所以NH3的体积分数为80%。(5)根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，等体积的CO和CO2的物质的量之比为1∶1。
16．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＝0.4 mol。0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子的物质的量为0.4 mol，即0.4NA个碳原子。
(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，摩尔质量
28 g·mol－1。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
解得
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。