课件17张PPT。第2课时 气体摩尔体积 在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。
【思考】物质的量与气体体积之间有什么关系？1mol气态物质占据的体积有多大？物质的体积与什么有关?1.理解气体摩尔体积的概念。（重点）
2.掌握物质的量、气体摩尔体积、气体体积之间的关系。 （重点）
3.理解阿伏加德罗定律。24.0L24.0L23.9L22.4L22.4L22.4L11.2L11.2L11.2L观察1mol气体的体积，总结规律【小结】一定温度、压强下，1mol任何气体所占的体积相同。3.标准状况下的气体摩尔体积一、气体摩尔体积1.定义：一定温度、压强下， 单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。2.单位：L· mol-1或 m3· mol-1 符号 Vm标准状况下, 1mol任何气体所占的体积约为22.4L。0oC , 101kPa（1）意义：
标准状况下，1mol任何气体所占的体积约为22.4L。标准状况下的气体摩尔体积记作：Vm=22.4 L·mol-1（2）只适用于气体（单一或混合气体都可）。（3）必须是标准状况下（0 ℃，101kPa）。1.CO2的摩尔体积为22.4 L·mol-1× 无“标准状况时” 2.标准状况时，1molCO2的体积为22.4 L·mol-1× 单位3.标准状况时,1molH2O的体积为22.4 L× 状态5.标准状况时,0.7molH2 和0.3molO2的混合气体的体积
约为22.4 L4.标准状况时,1mol空气的体积为22.4 L√√【练一练】【学与用】
标准状况下，1.5 mol CO2 的体积是 ______。33.6L4.体积(V)、 摩尔体积(Vm)、物质的量(n)之间的关系式是 。V= n·Vm二、阿伏加德罗（Avogadro）定律三同定一同定律内容：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。【及时巩固】（双选）两个容积相同的容器，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AC思考：什么时候B、D项能成立？1.标准状况下气体摩尔体积标准状况指0℃、101kPa，Vm＝ 22.4L·mol-1适用于任何气体——单一气体、混合气体标准状况——气体——1mol——22.4L缺一不可！2.阿伏加德罗定律在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。3.整合知识质量(m)微粒数(N)物质的量(n)体积(V)标准状况气体1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（ ）
A．1molH2的质量是1g，它所占的体积是22.4L
B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C．标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L
D．相同物质的量的气体，气体摩尔体积也相同C【提醒】 注意不是1mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是22.4L，因为物质包括气体、液体或固体，在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L。2.下列叙述正确的是( )
A．同温同压下，相同体积的气体，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，则质量一定相等A3.下列说法正确的是（ ）
A.在标准状况下，1mol水的体积是22.4L
B.1molH2所占的体积约为22.4L
C.在标准状况下，NA个分子所占的体积约为22.4L
D.在标准状况下，1molNH3和CO混合气体所占的体积约为22.4LD④＜①＜③＜②④＜①＜③＜②4.标准状况下有以下四种气体：
①6.72L CH4 ②3.01×1023 HCl分子
③13.6g H2S ④0.2mol NH3
（1）物质的量由小到大的顺序是_______________。
（2）体积由小到大的顺序是___________________。 与好朋友相处也要有个度，不要什么样的事情都大包大揽。课件34张PPT。第2课时 气体摩尔体积1．了解气体摩尔体积的含义。
2．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。
3．理解阿伏加德罗定律及其推论。
1．气体摩尔体积的含义及相关计算。
2．阿伏加德罗定律及其应用。一、气体摩尔体积气
体
摩
尔
体
积定义：一定温度和压强下，单位物质的量
的气体所占的体积。符号和单位：符号：Vm，单位：L·mol-1和
m3·mol-1。计算公式：影响因素：温度和压强。
标准状况下（即0 ℃，101kPa），气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。二、决定物质体积的因素
1．气体体积的决定因素
常温常压下，分子之间的平均距离比分子直径___得多，所以
1 mol气体体积的大小主要取决于____________________的大
小。
2．不同气体的气体摩尔体积相同的原因
1 mol任何气体所含有的_______相同，在相同状况下，分子
之间的__________相同，所以它们的体积相同。分子之间的平均距离分子数平均距离大三、阿伏加德罗定律
1．内容：在同温同压下，相同______的任何气体都含有
_________________。
2．适用范围：任何气体，既适用于单一成分的气体(如N2)，又适用于混合气体(如N2和O2的混合气体)。体积相同数目的分子1．相同温度和压强下，1 mol H2与1 mol O2的体积关系如何？
提示：相等，在同温同压下，任何气体分子间的距离相等，又都是1 mol，气体分子数也相等，所以这两种气体的体积相等。
2．22．4 L O2的物质的量是1 mol吗？
提示：不一定，没有指明温度和压强。一、气体摩尔体积
标准状况下，气体摩尔体积为22．4 L·mol-1，也就是说，
在0 ℃和101 kPa下，1 mol任何气体所占有的体积约为
22．4 L，该容积的立方体可以容纳下一个标准篮球。1．气体摩尔体积一定是22．4 L·mol-1吗？
提示：气体摩尔体积是指在一定的温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积。不同条件下，气体摩尔体积的数值可能不同，在标准状况下，它约等于22．4 L·mol-1。2．标准状况下的气体摩尔体积Vm=22．4 L·mol-1，那么Vm=22．4 L·mol-1 时一定是标准状况下吗？
【思路分析】提示：不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积Vm仍可能保持不变。如：升高温度的同时增大压强或降低温度的同时减小压强。3．气体摩尔体积的适用对象是气体，是否必须为纯净气体？
提示：不一定。可以是纯净气体，也可以是混合气体。气体摩尔体积的使用方法
Vm=22．4 L·mol-1，使用时一定要注意以下三个方面：一个条件一个对象两个数据只限于气体，可以是单一气体，
也可以是混合气体标准状况“1摩尔”“约22.4升”【典题训练】
下列叙述正确的是( )
A．1．5 mol O2的体积是33．6 L
B．在标准状况下，2 mol H2的体积是44．8 L
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【解析】选B。A项，没有指外界条件是否是标准状况，不能直接应用22．4 L·mol-1,因此无法计算O2的体积；B项，V(H2)=
2 mol×22．4 L·mol-1=44．8 L;C项，体积不同的不同气体在不同条件下分子数有可能相同；D项，气体摩尔体积是指
1 mol任何气体所占的体积，不一定是22．4 L。二、气体体积的影响因素与阿伏加德罗定律
1．在一定的温度和压强下，1 mol任何气体的体积都基本相等吗？
提示：物质的体积主要决定于微粒的多少、微粒的大小、微粒之间的距离。对于固体和液体，由于微粒间的距离很小，1 mol物质的体积主要决定于微粒的大小。对于气体来说，常温、常压下，分子的平均距离比分子直径大得多，分子的体积可以忽略不计，即与气体的分子种类无关，故1 mol气体的体积决定于气体分子间的距离，而分子间的距离主要由温度和压强决定，所以在一定的温度和压强下，1 mol任何气体的体积都基本相等。2．比较气体的体积大小时，为什么要在相同的温度、压强下进行？
提示：因为气体的体积受温度、压强的影响很大，升高温度和减小压强，气体体积增大，反之，气体体积减小。故比较气体体积时必须在相同的温度和压强下进行。3．结合气体体积的影响因素，思考分析“若两种气体体积相同，所含分子数也一定相同”的说法是否正确？
【精讲点拨】气体的体积与分子数成正比关系，气体的体积相同，气体的分子数也相等，但前提必须是温度和压强相同。
提示：不一定，因为气体体积受温度和压强的影响较大，若温度和压强不同时，体积相同的两种气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。【典题训练】
同温同压下，A容器中H2和B容器中NH3所含氢原子数相等，则两个容器的容积比是( )
A．3∶2 B．1∶3 C．2∶3 D．1∶2
【解析】选A。1 mol H2含氢原子2 mol，1 mol NH3含氢原子
3 mol，若H2和NH3所含氢原子数相等，则H2和NH3的物质的量之比为3∶2，同温同压下气体的体积比等于其物质的量之比，两个容器的容积比是3∶2。阿伏加德罗定律的两个核心与四个常用推论
(1)两个核心。
①适用对象：单一气体或混合气体。
②“三同”定“一等”：只有在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论。(2)四个常用推论。
①同温、同压→气体的体积与物质的量成正比
→
②同温、同压→气体的密度与摩尔质量成正比
→
③同温、同体积→气体的压强之比与其物质的量成正比
→
④同温、同压、同体积→气体的质量与摩尔质量成正比
→一、选择题
1．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，其主要原因是
( )
A．气体的分子大小不同
B．气体的物质的量不同
C．气体的性质不同
D．气体分子间的平均距离不同【解析】选B。气体的体积主要由气体分子的数目多少和气体分子间的平均距离大小来决定；同温同压下，不同气体分子间的平均距离基本相同，因此其体积主要由气体分子的数目(或物质的量)来决定。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．非标准状况下,1 mol O2的体积必定不是22．4 L
C．某物质含有阿伏加德罗常数个微粒,该物质在标准状况下的体积为22．4 L
D．标准状况下,1 mol H2和O2的混合气体的体积不一定为
22．4 L【解析】选A。非标准状况下,1 mol O2的体积也可能是
22.4 L，故B不正确；若物质为固体或液体，则C说法不正确，即使是气体，C说法也可能不正确，如含有1 mol Cl的氯气，在标准状况下的体积为11.2 L；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约等于22.4 L，不管是单一气体还是混合气体。3．下列说法正确的是( )
A．32 g O2占有的体积约为22．4 L
B．22．4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C．在标准状况下，22．4 L水的质量约为18 g
D．22 g二氧化碳与标准状况下11．2 L HCl含有相同的分子数【解析】选D。A、B都没有指明“标准状况”,两项均是错误的；C指明“标准状况”，但在此条件下水是液体，所以
22.4 L水不是1 mol，故其质量不是18 g；D项中22 g CO2的
物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为
0.5 mol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此选项D符合题意。4．(双选)2 L甲气体和1 L乙气体恰好完全反应生成2 L丙气体(所有气体的体积均在标准状况下测定)。若丙气体的化学式是XY2，则甲、乙的化学式可能分别是( )
A．Y2和X2 B．XY和Y2
C．X2和XY D．XY2和Y2
【解析】选A、B。本题考查了阿伏加德罗定律的应用，在标准状况下甲、乙、丙体积之比等于物质的量之比，即2 mol甲与
1 mol乙生成2 mol丙。根据原子守恒，可知A、B项符合。5．(双选)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
( )
A．在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
B．常温常压下，2.3 g Na+中含有的电子数为NA
C．标准状况下，11.2 L臭氧(O3)含有的氧原子数为1.5NA
D．11.2 L NO2和N2O4的混合气体含有的分子数为0.5NA【解析】选B、C。A项，在常温常压下，气体摩尔体积大于22．4 L·mol-1，11．2 L Cl2含有的分子数小于0．5NA；D项，在标准状况下，该项中的说法正确，但选项D中没有指明条件，错误。二、非选择题
6．已知在标准状况下的四种气体①6.72 L CH4
②3.01×1023个HCl分子 ③13.6 g H2S
④0.2 mol NH3
用相应的序号填写下列空白：
(1)体积最大的是_______；(2)密度最大的是_______；
(3)质量最小的是_______；(4)含氢原子数最少的是_______。【解析】 计算密度时，根据 可知，ρ与M成正比，故HCl的密度最大。
答案：(1)② (2)② (3)④ (4)② 7．在标准状况下，测得1．92 g某气体的体积为672 mL。此气体的相对分子质量为_______。
【解析】解法一：在标准状况下，该气体的密度为
标准状况下，Vm=22．4 L·mol-1。
则该气体的摩尔质量为
M=ρ(标)×Vm=2．86 g·L-1×22．4 L·mol-1=64 g·mol-1，
即该气体的相对分子质量为64。解法二：标准状况下，该气体的物质的量为
摩尔质量为
即气体的相对分子质量为64。
答案：64课件48张PPT。第2课时
气体摩尔体积一、物质体积的决定因素大小距离【微点拨】同温同压下,任何气体微粒之间的距离几乎相等。二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积:
(1)概念:在一定的温度和压强下,_____________的气体所占的体积。
(2)符号:__。
(3)单位:________或m3·mol-1。
(4)物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系:
n=____单位物质的量VmL·mol-1V/Vm2.标准状况下气体的摩尔体积:
(1)标准状况的含义:温度____、压强为________。
(2)标准状况下气体的摩尔体积:_____________。0℃101 kPa22.4 L·mol-1【微点拨】在使用22.4 L·mol-1这个量时要特别注意描述物质的状态和所处的状况。三、阿伏加德罗定律
1.内容:同温同压下,相同体积的任何气体含有_____数目的分子。
2.内容总结:“三同”定“一同” 相同温压体积分子数【自我小测】
1.思考辨析:
(1)在微粒数相同的情况下,固体或液体的体积主要由分子间距决定。 ( )
分析:×。微粒数相同时,固体或液体的体积由微粒大小决定。
(2)标准状况下,0.5 mol H2所占体积为11.2 L。 ( )
分析:√。在标准状况下1 mol气体的体积是22.4 L,所以0.5 mol H2所占体积为11.2 L。(3)标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L。( )
分析:×。应该是标准状况下6.02×1023个气体分子所占的体积
是22.4 L。
(4)气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1时的状况一定为标准状
况。 ( )
分析:×。气体的摩尔体积是22.4 L·mol-1的情况不一定是标
准状况,在温度低压强小或者温度高压强大的状态下也有可能是
22.4 L·mol-1。 2.气体的体积主要是由以下什么因素决定的 ( )
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【解析】选C。决定物质体积大小的因素有分子的直径、物质的量的多少和分子间的平均距离,因为气体分子直径要比气体分子间的平均距离小得多,因此决定气体体积大小的主要因素是②③。3.下列有关物理量相应的单位表达错误的是 ( )
A.摩尔质量g·mol-1
B.气体摩尔体积L·mol-1
C.溶解度g/100 g
D.密度g·cm-3【解析】选C。有单位,数值才有意义,所以在表示物理量的时候要注意有无单位,单位是什么,从而准确理解其含义,溶解度是指100 g水所能溶解溶质的最大质量,单位是g。4.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是 ( )【解析】选A。等质量的He与氢气的物质的量之比为1∶2,则H2的体积是He的2倍,H2的分子个数是He的2倍,且氢气为双原子分子,而He为单原子分子。5.(LK必修1·P23改编)下列关于1 mol Cl2的说法错误的是 ( )
A.质量是71 g
B.分子数是6.02×1023
C.体积是22.4 L
D.原子数是1.204×1024
【解析】选C。未指明气体所处的状态,无法确定1 mol Cl2的体积是否为22.4 L。一、气体的摩尔体积及计算公式
典题探究:1.(2015·大连高一检测)下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是 ( )
A.在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.在0℃,1标准大气压下的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol酒精的体积约为22.4 L
D.相同物质的量的气体,其体积也相同【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)气体摩尔体积与温度和压强有关。
(2)气体的摩尔体积与气体物质的量没有关系。【解析】选A。A项符合气体摩尔体积的定义,A项正确;摩尔体积的单位是L·mol-1,B不正确;酒精在标准状况下是液体,C不正确;物质的量相同的气体在同温同压下体积相等,D不正确。2.2 mol Cl2和2 mol CO2相比较,下列叙述中正确的是 ( )
A.分子数相等 B.原子数相等
C.体积相等 D.质量相等
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)使用气体摩尔体积时要注意是在同一温度和压强下使用。
(2)分子数相等时原子数不一定相等。【解析】选A。等物质的量的Cl2和CO2分子数相等,但原子数不等,因为Cl2是双原子分子,而CO2是三原子分子;体积也不一定相等,只有在同温同压条件下,等物质的量的气体的体积才相等;Cl2和CO2的摩尔质量不同,所以等物质的量时,质量不等。【归纳总结】
气体摩尔体积的有关计算公式①气体的物质的量
②气体的摩尔质量M=Vmρ
③气体的分子数N=n·NA= ·NA
④气体的质量m=n·M= ·M【拓展深化】气体摩尔质量的计算方法
1.已知混合物质的总质量[m(混)]和总物质的量:
2.已知标准状况下混合气体的密度[ρ(混)]:
(混)=22.4ρ(混)3.已知同温同压下混合气体的密度[ρ(混)]是一种简单气体A的密度[ρ(A)]的倍数d(也常叫相对密度法):
d= 即有: (混)=d×M(A)
4.已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量的分数或体积分数:
(混)=Ma×A%+Mb×B%+Mc×C%【对点训练】
下列物质的体积约为22.4 L的是 ( )
A.标准状况下1 mol H2O
B.20℃、101 kPa时36.5 g HCl
C.常温常压下17 g NH3
D.0℃、101 kPa时0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体【解析】选D。A项,标准状况下H2O为液态;B项,20℃、101 kPa不是
标准状况,且温度比标准状况高,故1 mol气体在该状况下体积大于
22.4 L;C项,常温常压不是标准状况。【补偿训练】(2015·大同高一检测)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22.4 L·mol-1
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1
D.相同物质的量的气体的摩尔体积也相同【解析】选C。气体的摩尔体积与温度和压强有关系,当温度、压
强不同时,气体的摩尔体积可能不同;标准状况下气体的摩尔体积
是22.4 L·mol-1;气体的摩尔体积与气体的物质的量没有关系。二、阿伏加德罗定律及推论
思考探究:
材料一:如果a克某气体在标准状况下含有的分子数为b,则c克该气体在标准状况下的体积是多少?
材料二:在相同的温度和压强下,等体积的任何气体都含有相同数目的分子。
根据以上两个材料思考下列问题:
(1)阿伏加德罗定律的主要应用有哪些?
(2)阿伏加德罗定律还有哪些推论?【归纳总结】
1.阿伏加德罗定律:
在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。即:2.阿伏加德罗定律的推论:【点拨】(1)比较两种气体体积的大小时要注意两种气体是否在同温同压下,只有在同温同压下,气体的体积才与物质的量成正比例关系。
(2)阿伏加德罗定律及其推论仅仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。 【典题训练】(2015·梅州高一检测)下列条件下,两种气体分子数一定不相等的是 ( )
A.相同质量、不同密度的N2O和CO2
B.相同体积、相同密度的CO和C2H4
C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3
D.相同压强、相同质量的NO2和N2O4【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)需注意每一个选项的前提条件。
(2)关于阿伏加德罗定律及其推论的具体应用。【解析】选D。A项中N2O和CO2的相对分子质量均为44,故质量相同时,分子数一定相等;B项中CO和C2H4相对分子质量均为28,体积相同、密度相同,则质量相等,故分子数相等;C项为同温、同压、同体积,则气体所含分子数一定相同。【对点训练】
(2015·广州高一检测)同温同压下,下列气体的密度最大的是 ( )
A.F2 B.Cl2 C.HCl D.CO2【解析】选B。ρ=m/V=M/Vm,同温同压下,气体摩尔体积相同,所以密度与摩尔质量成正比,摩尔质量越大,密度越大,氟气的摩尔质量为38 g·mol-1,氯气的摩尔质量为71 g·mol-1,HCl的摩尔质量为36.5 g·mol-1,CO2的摩尔质量为44 g·mol-1,摩尔质量最大的是氯气,所以密度最大的是氯气。【补偿训练】(双选)(2015·中山高一检测)在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是 ( )
A.两种气体的压强相等 B.O2与O3的质量相等
C.两种气体的分子数相等 D.两种气体的氧原子数相等【解析】选B、D。等温、等体积、等密度的O2和O3,ρ= ,故
m(O2)=m(O3),因M= ,故n(O2)≠n(O3),则压强不相等,所含分子
数不等,但所含原子数一定相等。高考命题的源头——教材
【高考真题】源于教材,高于教材
(2013·大纲版全国卷)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是 ( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等【解析】选C。一个12C18O分子中含有原子总数为2,含有质子总数为6+8=14(个),含有的中子数为(12-6)+(18-8)=16(个),CO的摩尔质量为30 g·mol-1;一个N2分子中含有原子总数为2,含有质子总数为2×7=14(个),含有的中子数为2×(14-7)=14(个),N2的摩尔质量为28 g·mol-1;根据阿伏加德罗定律的推论知:同温同压下,密度之比等于其摩尔质量之比,所以两气体密度不等,A错。原子数相等时,其中子数分别为16和14,B错。体积相等则物质的量相等,两者质子数、电子数也相等,C正确。质量相等,因摩尔质量不等,则物质的量不等,所以质子数不等,D错。【真题溯源】理在教材内,题在教材外
(LK必修1 P24)早在1811年阿伏加德罗就指出:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。后来人们将这一结论称为阿伏加德罗定律。【真题衍生】授之以渔,授人以欲
1.(双选)同温同压下,等质量的SO2和CO2相比较,下列叙述中正确的
是 ( )
A.体积比1∶1 B.体积比11∶16
C.密度比16∶11 D.密度比11∶16【解析】选B、C。设SO2和CO2的质量各为1 g,则其物质的量分别为
n(SO2)= mol;n(CO2)= mol,根据阿伏加德罗定律知:同温同压
下,两种气体的体积之比等于其物质的量之比,即 =11∶16;又由
阿伏加德罗定律知:同温同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量
之比,即 ,所以答案为B、C。2.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是 ( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小【解析】选B。由公式m=ρV得出,ρ甲V甲=ρ乙V乙,则 ,因为
ρ甲>ρ乙,则V甲n甲,M甲= ,M乙= 得M乙因此B正确。气体摩尔体积
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2015·嘉峪关高一检测)下列有关气体体积的叙述中,正确的是 ( )
A.一定的温度和压强下,各种气体物质体积的大小由构成气体的分子大小决定
B.一定的温度和压强下,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
【解析】选B。一定温度和压强下,各种气体物质体积的大小由分子间距离决定,故A错误;气体体积=气体的物质的量×气体摩尔体积,在温度和压强一定的条件下,气体摩尔体积一定,气态物质体积的大小由构成气体的物质的量决定,故B正确;决定气体体积的因素是温度、压强、气体的分子数,不同气体,体积不同,它们所含的分子数不一定不同,故C错误;气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积,在标准状况下1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L,故D错误。
2.(2015·惠州高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 ( )
A.0.012 g12C中含有NA个12C原子
B.24 g Mg含有的镁原子的个数是2NA
C.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol酒精含有的分子数为NA
【解析】选C。0.012 kg12C中含有NA个12C原子,A不正确;24 g Mg是1 mol,含有NA个镁原子,B不正确;由于氦原子是单原子分子,所以含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为22.4 L,C正确;酒精在标准状况下是液体,D错误。
【互动探究】若将C选项改成“含有NA个氯原子的氯气”是否正确?
提示:不正确。因为氯气是双原子分子,含有NA个氯原子的氯气的物质的量是
0.5 mol,对应标准状况下的氯气分子的体积是11.2 L。
3.(2015·天水高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.同温同压下,原子数目相同的气体必具有相同的体积
B.等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶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
【解析】选D。同温同压下,原子数目相同的气体分子数不一定相同,所以体积也不一定相等;等质量的氧气和氢气其物质的量之比应该是1∶16;不同的气体,若体积不相等则物质的量在不同条件下也有可能相等,所以分子数也有可能相等;根据阿伏加德罗定律的推论可知,同温同体积的情况下,两种气体的压强之比等于其物质的量之比。
4.(双选)下列说法正确的是 ( )
A.22.4 L O2中含有阿伏加德罗常数个氧气分子
B.22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
C.32 g O2占有的体积约为22.4 L
D.质量相等的N2和CO,在同温同压下所占气体体积相等
【解析】选B、D。标准状况下,22.4 L O2为1 mol,含有阿伏加德常数个氧气分子,A未指明状态,错误;22 g CO2的物质的量为0.5 mol,含分子数目为0.5NA,标准状况下11.2 L HCl的物质的量为0.5 mol,含HCl分子数目为0.5NA,B正确;32 g O2在标准状况下所占体积约为22.4 L,C错误;因M(N2)=M(CO),等质量的N2和CO,物质的量相等,在同温同压下所占气体体积相等,D正确。
【补偿训练】(2015·长沙高一检测)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是 ( )
A.该温度和压强可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积是22.4 L
C.该气体分子为双原子分子
D.若在该条件下O2为气态,则此时1 mol O2的体积为30 L
【解析】选A。由于6.02×1023个分子是1 mol,而其体积是30 L,所以该温度和压强一定不是标准状况,A不正确;标准状况下任何气体的体积均是22.4 L,B正确;由于分子的物质的量是1 mol,含有的原子的物质的量是2 mol,所以该分子是双原子分子,C正确;由题目的已知条件可知,该状况下气体的摩尔体积就是
30 L·mol-1,所以该状况下1 mol O2的体积为30 L,D正确。
5.(2015·通辽高一检测)在相同的温度和压强下,二氧化碳和笑气(化学式为N2O)的体积相同,则下列它们一定相同的是 ( )
①分子数 ②原子数 ③密度 ④质量 ⑤物质的量
A.只有①⑤ B.只有①②④⑤
C.只有②③④⑤ D.①②③④⑤
【解析】选D。在相同的温度和压强下,气体摩尔体积相同,二氧化碳和笑气(化学式为N2O)的体积相同,则两种气体的物质的量相同,①根据N=nNA知,两种气体的分子数相同,故正确;②两种气体的分子数相同且每个分子中含有原子数相同,所以含有的原子总数相同,故正确;③根据ρ=知,气体摩尔体积相同,且相对分子质量相同,所以其密度相同,故正确;④根据m=nM知,两种气体的摩尔质量相同且物质的量相同,所以质量相同,故正确;⑤在相同的温度和压强下,气体摩尔体积相同,二氧化碳和笑气(化学式为N2O)的体积相同,则两种气体的物质的量相同,故正确。
6.(2014·佛山高一检测)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(式中NA为阿伏加德罗常数) ( )
【解析】选A。ag某气体中含有的分子数为b,则cg该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,则体积为22.4L。
【方法规律】有关物质的量的计算技巧
无论看到什么物理量,都先转化为物质的量进行计算。因为无论微粒个数、物质质量、气体体积都会经过中心桥梁——物质的量进行转换,所以物质的量计算题主要是把已知量转化为物质的量,然后再用公式:n=N/NA、n=m/M、Vm=及阿伏加德罗定律等再进一步推导结果。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)(2015·长春高一检测)标准状况下有:
①6.72 L甲烷,②3.01×1023个氯化氢分子,③13.6 g硫化氢,④0.2 mol NH3。对这四种气体的关系请用序号填空:
(1)体积最大的是 。
(2)密度最小的是 。
(3)质量最小的是 。
(4)N(H)由小到大的顺序是 。
【解析】①n(CH4)==0.3 mol;
②n(HCl)==0.5 mol;
③n(H2S)==0.4 mol;
④n(NH3)=0.2 mol。
在标准状况下,物质的量大的气体体积也大,四种气体的体积由小到大的顺序为④<①<③<②;密度的大小与摩尔质量成正比,故密度从小到大的顺序为①<④<③<②;据m=nM可知,质量从小到大的顺序为④<①<③<②;根据每种气体的物质的量及分子组成可知,氢原子数从小到大的顺序为②<④<③<①。
答案:(1)② (2)① (3)④
(4)②<④<③<①
8.(10分)在标准状况下,体积为8.96 L的CO和CO2的混合气体共14.4 g。
(1)CO的质量为 g。
(2)CO的体积为 L。
(3)混合气体的平均摩尔质量为 g·mol-1。
(4)混合气体的密度为 g·L-1。
【解析】n(混)==0.4 mol
设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x、y
解得:x=0.2 mol,y=0.2 mol
(1)m(CO)=0.2 mol×28 g·mol-1=5.6 g
(2)V(CO)=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L
(3)M(混)==36 g·mol-1
(4)ρ(混)==1.6 g·L-1
答案:(1)5.6 (2)4.48
(3)36 (4)1.6
气体摩尔体积
1.(2015·广东学业水平模拟)气体体积的大小,与下列因素无关的是 ( )
A.气体分子数目 B.温度
C.压强 D.分子直径
【解析】选D。气体体积的大小主要决定因素是分子数目,气体分子之间的距离(与压强和温度有关),与气体的分子直径没有关系。
2.(2015·泉州高一检测)在25℃,1.01×105Pa的压强下,7.84 L N2的物质的量是 ( )
A.0.35 mol B.大于0.35 mol
C.小于0.35 mol D.无法确定
【解析】选C。标准状况下,7.84 L的气体的物质的量是0.35 mol,但是在
25℃,1.01×105Pa条件下,气体体积要膨胀,所以物质的量要小于0.35 mol。
3.(2015·保定高一检测)下列说法中,正确的是 ( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.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 H2O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N的物质的量为2 mol
【解析】选D。A项没有指明条件,无法判断;B项,气体摩尔体积的单位应是L·mol-1;C项,标准状况下,H2O不是气态,它的体积远小于22.4 L;D项,标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体的物质的量为1 mol,又因为每个分子中都含有2个氮原子,因此所含有的N的物质的量为2 mol。故正确答案为D。
4.(2015·合肥高一检测)常温、常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为CO2的是( )
【解析】选B。根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比可知,物质的量越大,体积越大,在同质量的情况下,摩尔质量越大,物质的量越小,体积越小,而在CH4、CO2、O2、SO2四种气体中,摩尔质量由大到小的顺序是SO2、CO2、O2、CH4,所以体积由小到大的顺序是SO2、CO2、O2、CH4,答案选B。
5.(1)甲烷(CH4)的摩尔质量为 ;
(2)8 g CH4中约含有 个分子,在标准状况下所占的体积约为 ;
(3)所含原子数相等的甲烷和氨气(NH3)的质量比为 。
【解析】(1)物质的摩尔质量以“g·mol-1”为单位时,其数值等于其相对原子(分子)质量。
(2)n(CH4)==0.5 mol,
N(CH4)=0.5NA,
V(CH4)=n·Vm=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(3)×5=×4,
则×5=×4,即=。
答案:(1)16 g·mol-1
(2)0.5NA(或3.01×1023) 11.2 L (3)
6.(1)5.4 g H2O含有 mol H。
(2)3.01×1024个OH-与 mol NH3的质量相同。
(3)15.6 g Na2X中含Na+0.4 mol,则X的相对原子质量是 。
(4)在一定温度和压强下,3 L气体A2与9 L气体B2完全化合生成6 L气体C,则该气体C的化学式为(用A、B表示) 。
【解析】(1)水的物质的量n===0.3 mol,每个水分子中含有2个H,所以5.4克H2O含有0.6 mol H。
(2)n(NH3)==5 mol。
(3)根据钠离子和Na2X的关系式得n(Na2X)=n(Na+)=0.2 mol,M(X)=-2×
23 g·mol-1=32 g·mol-1,摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,所以X的相对原子质量是32。
(4)同一条件下,参加反应的气体的体积之比等于其化学计量数之比,则A2、B2、C的化学计量数之比=3 L∶9 L∶6 L=1∶3∶2,该方程式为A2+3B22C,根据原子守恒知,C的化学式为AB3或B3A。
答案:(1)0.6 (2)5 (3)32 (4)AB3或B3A
