【教师用】化学初高中课程衔接：第十讲——气体摩尔体积（课程目标+学海导航+例题解析+强化训练）

第十讲 气体的摩尔体积
课程目的：知道固、液、气态物质的一些特性，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单计算。
C ＋ O2 ＝＝ CO2
微观 6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023
宏观
通过上节课的学习，我们利用物质的量把宏观可称量的物质与微观微粒联系起来。
但是我们平常所见到的物质，都不是单个原子 ( http: / / www.21cnjy.com )或分子，而是它们的聚集体。物质的聚集状态主要有三种：气态、液态、固态。许多物质在不同的温度和压强下，可以呈现不同的聚集状态。
不同聚集状态物质的结构与性质
物质的聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质
固态 微粒排列紧密，微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 有固定的形状，几乎不能被压缩
液态 微粒排列较紧密，微粒间的空隙较小 可以自由移动 没有固定的形状，不易被压缩
气态 微粒间的距离较大 可以自由移动 没有固定的形状，容易被压缩
对于气体，无论是实验室或生产中都是使用它的体积而不是质量，那么如何利用物质的量把宏观可量度的体积与微观微粒数联系起来呢？
我们已经知道，1 mol任何微粒的集合体所 ( http: / / www.21cnjy.com )含的微粒数目都相同，1 mol微粒的质量往往不同。已知1mol物质的质量，要知道其体积，还需要什么条件？
1mol不同物质的体积
物质 状态 微粒数 摩尔质量 g·mol－1 密度 g·cm－3 体积 cm3
Al 固 6.02×1023 26.98 2.70 9.99
Fe 固 6.02×1023 55.85 7.86 7.10
H2O 液 6.02×1023 18.02 0.998 18.0
C2H5OH 液 6.02×1023 46.07 0.789 58.4
H2 气 6.02×1023 2.016 0.0899g·L－1 22.4
N2 气 6.02×1023 28.02 1.25 g·L－1 22.4
CO 气 6.02×1023 28.01 1.25 g·L－1 22.4
请根据上述数据分析物质存在的状态与体积的关系
〔结论〕1.1mol不同的固态或液态物质的体积
2.在相同状态下（标准状况：0℃，101kPa），1mol气体的体积 。
3. 1mol固体或液体的体积 ，1mol气体的体积较大 。
一、气体摩尔体积
1.决定物质体积的因素： 、 、
那么决定物质体积大小的因素有哪些呢？
当微粒数一定时（1mol），决定体积大小的因素是 和 。
固体、液体、气体分子之间距离比较
由于固体、液体物质中微粒间的距离非常小，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以，1mol固体、液体物质的体积主要取决于 ，因此，1mol固体、液体物质的体积是 。
我们知道气体比固体和液体更容易压缩，这说明气体分子间的距离比固体和液体中的微粒之间的距离大得多。在气体中，分子之间的距离要比分子本身的体积大很多倍，通常情况下，同质量的气态物质的体积要比它在固态或液态时的体积大1000倍。气体分子的直径约为0.4nm，而气体分子之间的距离则约为4nm，即分子间的距离约是分子直径的10倍。因此，当气体分子数相同时，气体体积的大小主要决定于 ，而不是 。
由于气体的体积与温度 ( http: / / www.21cnjy.com )、压强等外界条件的关系非常密切。一定质量的气体，当温度升高时，气体分子之间的距离 ，当温度降低时，气体分子间的距离 ；当压强增大时，气体分子间的距离 ，当压强减小时，气体分子间的距离 。因此，要比较一定质量的气体的体积，就必须要在相同的温度和压强下才有意义。
标准状况： 。
气体摩尔体积：
（单位物质的量的气体所占的体积）
符号Vm ，表达式：Vm＝，单位： （L·mol－1）
在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是 。即标准状况下Vm＝
〔练习〕判断下列说法是否正确？为什么？
1.1molH2的体积是22.4L
2.1molH2O在标准状况下的体积是22.4L
3.1mol任何物质的体积在标准状况下都约是22.4L
4.标准状况下，一定量的任何气体的体积都约是22.4L
5.温度为0℃，压强为505kPa时，CO2气体的气体摩尔体积是22.4L·mol－1
6.当温度高于0℃时，1mol任何气体的体积都大于22.4L
7.标准状况下，1molN2的体积约是22.4L
8.1molCO和1molCO2所含分子数相同，体积也相同。
注意：①描述对象：气体 ②标准状况下Vm＝22.4L·mol－1③Vm有单位：L·mol－1
〔小结〕由气体摩尔体积Vm我们可以直接 ( http: / / www.21cnjy.com )把气体体积与物质的量联系起来。如标准状况下，22.4LO2的物质的量为1mol，所含O2分子数为6.02×1023。即在标准状况下，22.4L的任何气体，含有的气体分子数都是6.02×1023。
课堂检测：
标准状况下，若两种气体的体积不同，其原因是（ ）
A.气体性质不同 B.气体分子的大小不同
C.气体分子间的距离不同 D.气体的物质的量不同
下列说法中正确的是（ ）
A.标准状况下，22.4L·mol－1就是气体摩尔体积
B.非标准状况下，任何气体1mol不可能为22.4L
C.标准状况下，22.4L任何气体中都含有约6.02×1023个分子
D.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约是22.4L
巩固练习
１．已知1.505×1023个X气体分子的质量为8g，则X气体的摩尔质量是( )
A．16g B．32g C．64g /mol D．32g /mol
２．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（　）
A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L
D．相同物质的量的气体摩尔体积也相同
3．下列叙述正确的是（ ）
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量也相等
4．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，各种气体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1mol任何气体所占的体积约为22.4L
5．在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2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是（ ）
A、原子数　　B、分子数　　　C、质量　　D、密度
6．用NA代表阿伏加德罗常数的值，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( )L
A.22.4bc/a NA B. 22.4ab/c NA C. 22.4ac/b NA D. 22.4b/ac NA
7．在标准状况下,10gCO和CO ( http: / / www.21cnjy.com )2的混合气体的体积为6.72L,则此混合气体中CO和CO2的物质的量之比是（ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D．3:4
8．在标准状况下，若VL甲烷中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为 ( )
A Vn/22.4 B 22.4n/V
C Vn/5.6 D 5.6n/V
9.标准状况下，32g某气 ( http: / / www.21cnjy.com )体的分子数目与22 g CO2的分子数目相同，则该气体的摩尔质量为 （ ）
A.32 B.32 g/ mol C.64g/ mol D.64
10.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 ( )
A.常温常压下，0.05 NA 个CO2分子所占的体积是1.12L
B.氨气的摩尔质量和NA 个氨分子的质量在数值上相等
C.常温常压下,32g氧气和34 g H2S分子个数比为1:1
D.标准状况下, NA个水分子所占的体积为22.4L
11.两个体积相同的容器，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.分子总数 D.质量
12.关于同温同压下等体 ( http: / / www.21cnjy.com )积的CO2和CO，下列叙述：（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.(1)(2)(3)(4) B. (2)(3)(4) C.(3)(4) D.(3)
13.今有H2和CO(体积比为1：2)的混合气体V L，当其完全燃烧时，所需要 O2的体积为（ ）
A.3V L B.2V L C.V L D.0.5V L
14.如果a g某气体中所含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是（式中NA为阿伏加德罗常数）（ ）
A.22.4bc/aNA ( http: / / www.21cnjy.com )L B. 22.4ab/cNA L C.22.4ac/ bNA L D. 22.4b/acNA L
15.假设50滴水的体积是mL，则1滴水中所含水的分子数是（水的密度为lg·cm－3）（　　）
　　A．×50×18×6.02×1023　　　B．×6.02×1023
　　C．×6.02×1023　　　　　　D．
16.下列叙述正确的是（ ）
A. 1mol氢为2g B. H2O的摩尔质量为18g
C. 44gCO2的体积为22.4L D. 9.8gH2SO4含0.1NA个H2SO4分子(NA表示阿伏加德罗常数)
17.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NH+4离子中含有的电子数为NA
C．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NA
D．53g碳酸钠中含NA个CO32-
18. NA为阿佛加德罗常数，下列叙述正确的是 （ ）
A 80g硝酸铵含有氮原子数为2NA
B 1L 1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA
C 标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数为0.5 NA
D 标准状况下11.2L臭氧中含NA个氧原子
第九讲 气体的摩尔体积（教师使用）
课程目的：知道固、液、气态物质的一些特性，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单计算。
C ＋ O2 ＝＝ CO2
微观 6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023
1mol 1mol 1mol
宏观 12g 32g 44g
通过上节课的学习，我们利用物质的量把宏观可称量的物质与微观微粒联系起来。
但是我们平常所见到的物质，都不是单个原 ( http: / / www.21cnjy.com )子或分子，而是它们的聚集体。物质的聚集状态主要有三种：气态、液态、固态。许多物质在不同的温度和压强下，可以呈现不同的聚集状态。
不同聚集状态物质的结构与性质
物质的聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质
固态 微粒排列紧密，微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 有固定的形状，几乎不能被压缩
液态 微粒排列较紧密，微粒间的空隙较小 可以自由移动 没有固定的形状，不易被压缩
气态 微粒间的距离较大 可以自由移动 没有固定的形状，容易被压缩
对于气体，无论是实验室或生产中都是使用它的体积而不是质量，那么如何利用物质的量把宏观可量度的体积与微观微粒数联系起来呢？
我们已经知道，1 mol任何微粒的 ( http: / / www.21cnjy.com )集合体所含的微粒数目都相同，1 mol微粒的质量往往不同。已知1mol物质的质量，要知道其体积，还需要什么条件？密度。
1mol不同物质的体积
物质 状态 微粒数 摩尔质量 g·mol－1 密度 g·cm－3 体积 cm3
Al 固 6.02×1023 26.98 2.70 9.99
Fe 固 6.02×1023 55.85 7.86 7.10
H2O 液 6.02×1023 18.02 0.998 18.0
C2H5OH 液 6.02×1023 46.07 0.789 58.4
H2 气 6.02×1023 2.016 0.0899g·L－1 22.4
N2 气 6.02×1023 28.02 1.25 g·L－1 22.4
CO 气 6.02×1023 28.01 1.25 g·L－1 22.4
请根据上述数据分析物质存在的状态与体积的关系
〔结论〕1.1mol不同的固态或液态物质的体积
2.在相同状态下（标准状况：0℃，101kPa），1mol气体的体积 。
3. 1mol固体或液体的体积 ，1mol气体的体积较大 。
一、气体摩尔体积
1.决定物质体积的因素： 、 、
（微粒数的多少、微粒本身大小、微粒间的距离）
那么决定物质体积大小的因素有哪些呢？（阅读思考）
当微粒数一定时（1mol），决定体积大小的因素是 和 。
（微粒本身大小、微粒间的距离）
固体、液体、气体分子之间距离比较和1mol几种物质的体积示意图
由于固体、液体物质中微粒间的距离非常小，所以，1mol固体、液体物质的体积主要取决于 ，因此，1mol固体、液体物质的体积是 。
我们知道气体比固体和液体更容易压缩，这说明气体分子间的距离比固体和液体中的微粒之间的距离大得多。在气体中，分子之间的距离要比分子本身的体积大很多倍，通常情况下，同质量的气态物质的体积要比它在固态或液态时的体积大1000倍。气体分子的直径约为0.4nm，而气体分子之间的距离则约为4nm，即分子间的距离约是分子直径的10倍。因此，当气体分子数相同时，气体体积的大小主要决定于 ，而不是 。
由于气体的体积与温度、压强等外界条 ( http: / / www.21cnjy.com )件的关系非常密切。一定质量的气体，当温度升高时，气体分子之间的距离 ，当温度降低时，气体分子间的距离 ；当压强增大时，气体分子间的距离 ，当压强减小时，气体分子间的距离 。因此，要比较一定质量的气体的体积，就必须要在相同的温度和压强下才有意义。
标准状况： 。（273K，101Kpa）
气体摩尔体积：
（单位物质的量的气体所占的体积）
符号Vm ，表达式：Vm＝，单位： （L·mol－1）
在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是 。即标准状况下Vm＝
〔练习〕判断下列说法是否正确？为什么？
1.1molH2的体积是22.4L
2.1molH2O在标准状况下的体积是22.4L
3.1mol任何物质的体积在标准状况下都约是22.4L
4.标准状况下，一定量的任何气体的体积都约是22.4L
5.温度为0℃，压强为505kPa时，CO2气体的气体摩尔体积是22.4L·mol－1
6.当温度高于0℃时，1mol任何气体的体积都大于22.4L
7.标准状况下，1molN2的体积约是22.4L
8.1molCO和1molCO2所含分子数相同，体积也相同。
注意：①描述对象：气体 ②标准状况下Vm＝22.4L·mol－1③Vm有单位：L·mol－1
〔小结〕由气体摩尔体积Vm我们可以直 ( http: / / www.21cnjy.com )接把气体体积与物质的量联系起来。如标准状况下，22.4LO2的物质的量为1mol，所含O2分子数为6.02×1023。即在标准状况下，22.4L的任何气体，含有的气体分子数都是6.02×1023。
课堂检测：
标准状况下，若两种气体的体积不同，其原因是（ ）
A.气体性质不同 B.气体分子的大小不同
C.气体分子间的距离不同 D.气体的物质的量不同
下列说法中正确的是（ ）
A.标准状况下，22.4L·mol－1就是气体摩尔体积
B.非标准状况下，任何气体1mol不可能为22.4L
C.标准状况下，22.4L任何气体中都含有约6.02×1023个分子
D.1molH2和O2的混合气体在标准状况下的体积约是22.4L
巩固练习
１．已知1.505×1023个X气体分子的质量为8g，则X气体的摩尔质量是( )
A．16g B．32g C．64g /mol D．32g /mol
２．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（　）
A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L
D．相同物质的量的气体摩尔体积也相同
3．下列叙述正确的是（ ）
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量也相等
4．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，各种气体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1mol任何气体所占的体积约为22.4L
5．在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2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是（ ）
A、原子数　　B、分子数　　　C、质量　　D、密度
6．用NA代表阿伏加德罗常数的值，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( )L
A.22.4bc/a NA B. 22.4ab/c NA C. 22.4ac/b NA D. 22.4b/ac NA
7．在标准状况下,10gCO和 ( http: / / www.21cnjy.com )CO2的混合气体的体积为6.72L,则此混合气体中CO和CO2的物质的量之比是（ ）
A．2:1 B．1:2 C．1:1 D．3:4
8．在标准状况下，若VL甲烷中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为 ( )
A Vn/22.4 B 22.4n/V
C Vn/5.6 D 5.6n/V
9.标准状况下，32g某气体的分子数目与2 ( http: / / www.21cnjy.com )2 g CO2的分子数目相同，则该气体的摩尔质量为 （ ）
A.32 B.32 g/ mol C.64g/ mol D.64
10.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 ( )
A.常温常压下，0.05 NA 个CO2分子所占的体积是1.12L
B.氨气的摩尔质量和NA 个氨分子的质量在数值上相等
C.常温常压下,32g氧气和34 g H2S分子个数比为1:1
D.标准状况下, NA个水分子所占的体积为22.4L
11.两个体积相同的容器，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.分子总数 D.质量
12.关于同温同压下等体积的 ( http: / / www.21cnjy.com )CO2和CO，下列叙述：（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.(1)(2)(3)(4) B. (2)(3)(4) C.(3)(4) D.(3)
13.今有H2和CO(体积比为1：2)的混合气体V L，当其完全燃烧时，所需要 O2的体积为（ ）
A.3V L B.2V L C.V L D.0.5V L
14.如果a g某气体中所含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是（式中NA为阿伏加德罗常数）（ ）
A.22.4bc/aNA ( http: / / www.21cnjy.com )L B. 22.4ab/cNA L C.22.4ac/ bNA L D. 22.4b/acNA L
15.假设50滴水的体积是mL，则1滴水中所含水的分子数是（水的密度为lg·cm－3）（　　）
　　A．×50×18×6.02×1023　　　B．×6.02×1023
　　C．×6.02×1023　　　　　　D．
16.下列叙述正确的是（ ）
A. 1mol氢为2g B. H2O的摩尔质量为18g
C. 44gCO2的体积为22.4L D. 9.8gH2SO4含0.1NA个H2SO4分子(NA表示阿伏加德罗常数)
17.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NH+4离子中含有的电子数为NA
C．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NA
D．53g碳酸钠中含NA个CO32-
18. NA为阿佛加德罗常数，下列叙述正确的是 （ ）
A 80g硝酸铵含有氮原子数为2NA
B 1L 1mol/L的盐酸溶液中，所含氯化氢分子数为NA
C 标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数为0.5 NA
D 标准状况下11.2L臭氧中含NA个氧原子
上作业本：某固体仅由一种元素组成，其密 ( http: / / www.21cnjy.com )度为5g·cm－3，用X射线研究该固体的结构表明，在棱长为1×10－7cm的立方体中含有20个原子，求此元素的近似相对原子质量。
答案
1——5：D A BD B AB
6---10：A A D C C
11——15：AC C D A B
16——18：D BC A
上本作业：
解析：求元素的相对原子质量，应先求出该元素原子的摩尔质量，二者数值相等。据题意若可求出20个原子的质量，则可计算出（取值为6.02×1023）个原子的质量，即1mol原子的质量。
　　答案：20个原子的质量＝·＝（1×10－7cm）3×5g·cm－3＝5×10－21g，则该元素原子的摩尔质量＝5×10－21g×6.02×1023·mol－1/20＝150g·mol－1。所以该元素的近似相对原子质量为150。