人教版高中化学必修第一册第二章海水中的重要元素钠和氯第三节第2课时气体摩尔体积学案
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修第一册第二章海水中的重要元素钠和氯第三节第2课时气体摩尔体积学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 605.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-12 17:23:28 | ||
图片预览
文档简介
第2课时 气体摩尔体积
[学习目标] 1.能从宏、微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，能了解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之间换算的模型。
任务一 气体摩尔体积
1．决定物质体积大小的因素
(1)物质的体积与聚集状态的关系
[交流研讨1] 在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
①同温同压下，1 mol气体的体积 ；
②同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别 ；
③同温同压下，1 mol气体的体积 1 mol非气态物质的体积。
提示：①近似相等 ②较大 ③远大于
(2)气体体积与温度、压强的关系
[交流研讨2] (1)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
续表
化学式 条件 1 mol气体体积/L
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标准状况是指 。
②在标准状况下，1 mol气体的体积都约为 。
③1 mol气体，在温度相同时压强越大，体积 。
④1 mol气体，在压强相同时温度越高，体积 。
提示：①0 ℃，101 kPa ②22.4 L ③越小
④越大
(2)已知影响物质体积的微观因素有三个：构成物质的微粒大小、微粒数目、微粒之间的距离。试从微观角度探究“相同温度和压强下，1 mol任何气体体积几乎相等”的原因。
提示：①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同
③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略。
(3)物质体积的影响因素
在相同温度和压强下，粒子数相同的任何气体其体积都几乎相同。
2．气体摩尔体积
(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。
(2)表达式：Vm＝。
(3)单位：L·mol－1或L/mol。
(4)数值：在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
1．正误判断，错误的说明原因。
(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)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA：
。
(3)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)错误。一定温度、压强下，气体体积由其分子数目决定，与分子的大小几乎无关
(2)错误。常温常压是指20 ℃和101 kPa，此条件下Vm＞22.4 L·mol－1，故常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数应小于0.5NA
(3)错误。当温度高于0 ℃，压强大于101 kPa时，也存在Vm＝22.4 L·mol－1
2．(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，34 g NH3的物质的量是 ，所占体积约是 ，所含的NH3分子数是 。
(3)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 。
答案：(1)1.5 mol 11.2 L
(2)2 mol 44.8 L 2NA (3)44.8 L
3．完成下列问题。
(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 。
(3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的平均摩尔质量约为 。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为 。
答案：(1)32.03 g·mol－1 (2)17 g·mol－1
(3)34.9 g·mol－1 (4)28 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．气体的质量m＝n·M＝·M g；
3．气体的分子数N＝n·NA＝·NA；
4．气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；
5．混合气体的平均摩尔质量MT123T＝＝22.4ρ混 g·mol－1。
任务二 阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律的内容
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粒子。
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，“四同”相互制约，即“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
[交流研讨] (1)由Vm＝可推知，同温同压下，气体的体积之比等于其 之比。
(2)请推导用气体的摩尔质量、气体的摩尔体积计算气体密度的公式： 。进一步推导：
①同温同压下，气体的密度之比等于其 之比。
②在标准状况下，气体的密度为 g·L－1。
提示：(1)物质的量 (2)由ρ＝可推知，ρ＝ ①摩尔质量 ②
阿伏加德罗定律的推论
语言叙述 公式
同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 ＝
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)同温同压下，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)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同：
。
(4)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍：
。
答案：(1)错误。“同体积的物质”应为“同体积的任何气体物质”
(2)错误。“相同数目的原子”应为“相同数目的分子”
(3)正确 (4)正确
2．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＝＝0.25 mol，由＝得＝，n2＝1.25 mol，N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023。
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 (填序号)。
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
答案：①④
解析：同温同压下，＝＝＝＝，故①正确；＝＝，因＝＝，故④正确。
1．如图所示，相同状况下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢气球所含原子数一定相等的是( )
答案：C
解析：相同状况下、体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，只要混合气体的平均原子数等于2即满足题意。A项有可能等于2，B项一定大于2，C项一定等于2，D项一定大于2。
2．目前科学家已发现一种新型氢分子，其化学式为H3，在相同条件下，等质量的H3和H2相同的是( )
A．原子数 B．分子数
C．体积 D．物质的量
答案：A
解析：由于H3和H2均由氢原子构成，因此等质量的H3和H2分子中具有相同的原子数，因此它们的分子数一定不同，因而体积不同，物质的量也不同。
3．(2023·浙江奉化一中检测)在标准状况下，与32 g O2的体积相等的N2( )
A．质量为14 g B．分子数为6.02×1024
C．体积为22.4 L D．物质的量为2 mol
答案：C
解析：n(O2)＝＝1 mol，V(O2)＝22.4 L，因此n(N2)＝1 mol，m(N2)＝28 g，N(N2)＝6.02×1023，V(N2)＝22.4 L。
4．(2023·天津静安区高一检测)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：由体积之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。
5．(2023·南京建邺区高一检测)在标准状况下，5.6 L氮气、33 g二氧化碳和0.5 mol甲烷。
(1)其中物质的量最大的是 (填化学式，下同)。
(2)物质所含分子数目最多的是 。
(3)物质所占体积最大的是 ，这三种气体的体积比为 。
答案：(1)CO2 (2)CO2
(3)CO2 V(N2)∶V(CO2)∶V(CH4)＝1∶3∶2
解析：V(N2)＝5.6 L，n(N2)＝0.25 mol，m(N2)＝7 g，N(N2)＝0.25NA，N(原子)＝0.5NA；m(CO2)＝33 g，n(CO2)＝0.75 mol，V(CO2)＝16.8 L，N(CO2)＝0.75NA，N(原子)＝2.25NA；n(CH4)＝0.5 mol，m(CH4)＝8 g，V(CH4)＝11.2 L，N(CH4)＝0.5NA，N(原子)＝2.5NA。
课时测评18 气体摩尔体积
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一 决定物质体积大小的因素
1．(2023·浙江宁波高一检测)现有下列四种因素：①温度和压强，②所含微粒数，③微粒本身大小，④微粒间的距离，其中对气体物质体积有显著影响的是( )
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．①②③④
答案：C
解析：对气体物质体积有显著影响的因素包括温度和压强、所含微粒数的多少以及微粒间的距离三个方面，故选项C正确。
2．下列有关气体的叙述错误的是( )
A．气态物质没有固定的形状，且容易被压缩
B．在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L·mol－1
C．当分子数目相同时，气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离
D．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同
答案：D
题点二 气体摩尔体积
3．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。
4．(2023·河北正定高一检测)标准状况下，下列物质中含氢原子个数最多的是( )
A．3.01×1024个H2S分子
B．22.4 L H2
C．23 g C2H5OH
D．22.4 L NH3
答案：A
解析：3.01×1024个H2S分子中含氢原子个数为6.02×1024；22.4 L H2物质的量为1 mol，含有的氢原子个数为1 mol×2×6.02×1023 mol－1＝ 1.204×1024；23 g C2H5OH中氢原子个数为×6.02×1023 mol－1 ×6＝1.806×1024；22.4 L NH3含氢原子个数为×6.02×1023 mol－1 ×3＝1.806×1024。
5．丙烷通常被用来驱动火车、公交车、叉车和出租车，也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法中正确的是( )
A．1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B．常温常压下，11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol
C．5 L C3H8和5 L CO2的质量相等
D．丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L－1
答案：D
解析：A项未指明状况，无法计算；B项缺常温常压下Vm，无法计算；C项未指明状况，无法比较其质量；D项由M＝ρVm得ρ＝＝≈1.96 g·L－1，正确。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．标准状况下，11.2 L CH4和C2H4中含有的氢原子数目为2NA
B．标准状况下2.24 L H2与足量O2在密闭容器中反应，转移电子数为0.1NA
C．64 g Cu与Cl2完全反应，转移电子数为NA
D．常温常压下，22.4 L H2O的分子个数为NA
答案：A
解析：CH4和C2H4中均含有4个氢原子，标准状况下11.2 L CH4和C2H4的物质的量为0.5 mol，含有的氢原子数为2NA，故A正确；标准状况下2.24 L H2与O2反应转移电子数为0.2NA，故B错误；Cu与Cl2反应生成CuCl2，64 g Cu的物质的量为1 mol，与Cl2完全反应，转移电子数为2NA，故C错误；常温常压下H2O不是气体，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，故D错误。
题点三 阿伏加德罗定律及推论
7．同温同压下，关于等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同 ②所含碳原子数与氮原子数相等
③所含分子数相等。其中正确的是( )
A．①②③ B．②③
C．①② D．①③
答案：D
解析：同温同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g·mol－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误，综上所述答案为D。
8．在下列示意图中，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( )
答案：A
解析：H2的摩尔质量为2 g·mol－1，He的摩尔质量为4 g·mol－1。根据n＝，等质量的氢气和氦气的物质的量和摩尔质量成反比，所以物质的量之比为4∶2＝2∶1，根据n＝，物质的量和粒子个数成正比，所以氢气和氦气的分子个数比为2∶1。根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积和物质的量成正比，所以V(H2)∶V(He)＝2∶1。氢气是双原子分子，氦气是单原子分子。
9．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
10．(2023·天津静安区高一检测)相同状况下，等质量的O2和CO2相比较，下列叙述正确的是( )
A．体积比为8∶11
B．密度之比为1∶1
C．物质的量之比为11∶8
D．原子个数之比为12∶11
答案：C
解析：根据阿伏加德罗定律及推论，体积之比等于物质的量之比，即 mol∶ mol＝11∶8，A项错误；相同状况下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故为32∶44＝8∶11，B项错误；物质的量之比等于体积之比，为11∶8，C项正确；原子个数之比为(11×2)∶(8×3)＝11∶12，D项错误。
11．(2023·泸州重点中学高一联考)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 O2
B．0.1 mol HCl和2.24 L Ar
C．150 ℃、1.01×105 Pa时，1 L CO2和1 L H2O
D．28 g CO和6.02×1022个O3
答案：C
解析：A项，n(H2)＝＝1 mol，n(O2)＝＝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)＝×NA＝6.02×1023。
12．(2023·江苏启东高一调研)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. B.
C. D.
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＝，解得V＝，故答案为B。
13．一定量的液态化合物XY2，在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为
XY2(液)＋3O2(气)XO2(气)＋2YO2(气)
冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672 mL，密度是2.56 g·L－1。
(1)反应前O2的体积是 mL(标准状况下)。
(2)化合物XY2的摩尔质量是 。
(3)若XY2分子中X、Y两元素质量比是3∶16，则X、Y两元素分别为 和 (填元素符号)。
答案：(1)672 (2)76 g·mol－1 (3)C S
解析：(1)观察反应方程式，可知反应前后气体体积不变，故V(O2)＝672 mL。(2)根据质量守恒定律，有m(XY2)＝0.672 L×2.56 g·L－1－32 g·mol－1×≈0.76 g，物质的量n(XY2)为×n(O2)＝0.01 mol，故M(XY2)＝＝76 g·mol－1。(3)由＝及Ar(X)＋2Ar(Y)＝76，解得：Ar(X)＝12，Ar(Y)＝32，故X为碳元素，Y为硫元素。
14．现有16.0 g CO 和 CO2的混合气体，在标准状况下其体积为 8.96 L。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)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)。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体中，电子总数为 (用NA表示，假设气体全部进入气球中)。
②若将混合气体通入足量的 Na2O2中，转移的电子数为 (用NA表示)。
答案：(1)40 g·mol－1 (2)0.4NA
(3)①1.4NA ②0.3NA
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
[学习目标] 1.能从宏、微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，能了解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之间换算的模型。
任务一 气体摩尔体积
1．决定物质体积大小的因素
(1)物质的体积与聚集状态的关系
[交流研讨1] 在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
①同温同压下，1 mol气体的体积 ；
②同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别 ；
③同温同压下，1 mol气体的体积 1 mol非气态物质的体积。
提示：①近似相等 ②较大 ③远大于
(2)气体体积与温度、压强的关系
[交流研讨2] (1)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
续表
化学式 条件 1 mol气体体积/L
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标准状况是指 。
②在标准状况下，1 mol气体的体积都约为 。
③1 mol气体，在温度相同时压强越大，体积 。
④1 mol气体，在压强相同时温度越高，体积 。
提示：①0 ℃，101 kPa ②22.4 L ③越小
④越大
(2)已知影响物质体积的微观因素有三个：构成物质的微粒大小、微粒数目、微粒之间的距离。试从微观角度探究“相同温度和压强下，1 mol任何气体体积几乎相等”的原因。
提示：①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同
③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略。
(3)物质体积的影响因素
在相同温度和压强下，粒子数相同的任何气体其体积都几乎相同。
2．气体摩尔体积
(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。
(2)表达式：Vm＝。
(3)单位：L·mol－1或L/mol。
(4)数值：在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
1．正误判断，错误的说明原因。
(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)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA：
。
(3)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)错误。一定温度、压强下，气体体积由其分子数目决定，与分子的大小几乎无关
(2)错误。常温常压是指20 ℃和101 kPa，此条件下Vm＞22.4 L·mol－1，故常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数应小于0.5NA
(3)错误。当温度高于0 ℃，压强大于101 kPa时，也存在Vm＝22.4 L·mol－1
2．(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，34 g NH3的物质的量是 ，所占体积约是 ，所含的NH3分子数是 。
(3)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 。
答案：(1)1.5 mol 11.2 L
(2)2 mol 44.8 L 2NA (3)44.8 L
3．完成下列问题。
(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 。
(3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的平均摩尔质量约为 。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为 。
答案：(1)32.03 g·mol－1 (2)17 g·mol－1
(3)34.9 g·mol－1 (4)28 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．气体的质量m＝n·M＝·M g；
3．气体的分子数N＝n·NA＝·NA；
4．气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；
5．混合气体的平均摩尔质量MT123T＝＝22.4ρ混 g·mol－1。
任务二 阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律的内容
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粒子。
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，“四同”相互制约，即“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
[交流研讨] (1)由Vm＝可推知，同温同压下，气体的体积之比等于其 之比。
(2)请推导用气体的摩尔质量、气体的摩尔体积计算气体密度的公式： 。进一步推导：
①同温同压下，气体的密度之比等于其 之比。
②在标准状况下，气体的密度为 g·L－1。
提示：(1)物质的量 (2)由ρ＝可推知，ρ＝ ①摩尔质量 ②
阿伏加德罗定律的推论
语言叙述 公式
同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 ＝
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)同温同压下，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)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同：
。
(4)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍：
。
答案：(1)错误。“同体积的物质”应为“同体积的任何气体物质”
(2)错误。“相同数目的原子”应为“相同数目的分子”
(3)正确 (4)正确
2．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＝＝0.25 mol，由＝得＝，n2＝1.25 mol，N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023。
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 (填序号)。
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
答案：①④
解析：同温同压下，＝＝＝＝，故①正确；＝＝，因＝＝，故④正确。
1．如图所示，相同状况下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢气球所含原子数一定相等的是( )
答案：C
解析：相同状况下、体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，只要混合气体的平均原子数等于2即满足题意。A项有可能等于2，B项一定大于2，C项一定等于2，D项一定大于2。
2．目前科学家已发现一种新型氢分子，其化学式为H3，在相同条件下，等质量的H3和H2相同的是( )
A．原子数 B．分子数
C．体积 D．物质的量
答案：A
解析：由于H3和H2均由氢原子构成，因此等质量的H3和H2分子中具有相同的原子数，因此它们的分子数一定不同，因而体积不同，物质的量也不同。
3．(2023·浙江奉化一中检测)在标准状况下，与32 g O2的体积相等的N2( )
A．质量为14 g B．分子数为6.02×1024
C．体积为22.4 L D．物质的量为2 mol
答案：C
解析：n(O2)＝＝1 mol，V(O2)＝22.4 L，因此n(N2)＝1 mol，m(N2)＝28 g，N(N2)＝6.02×1023，V(N2)＝22.4 L。
4．(2023·天津静安区高一检测)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：由体积之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。
5．(2023·南京建邺区高一检测)在标准状况下，5.6 L氮气、33 g二氧化碳和0.5 mol甲烷。
(1)其中物质的量最大的是 (填化学式，下同)。
(2)物质所含分子数目最多的是 。
(3)物质所占体积最大的是 ，这三种气体的体积比为 。
答案：(1)CO2 (2)CO2
(3)CO2 V(N2)∶V(CO2)∶V(CH4)＝1∶3∶2
解析：V(N2)＝5.6 L，n(N2)＝0.25 mol，m(N2)＝7 g，N(N2)＝0.25NA，N(原子)＝0.5NA；m(CO2)＝33 g，n(CO2)＝0.75 mol，V(CO2)＝16.8 L，N(CO2)＝0.75NA，N(原子)＝2.25NA；n(CH4)＝0.5 mol，m(CH4)＝8 g，V(CH4)＝11.2 L，N(CH4)＝0.5NA，N(原子)＝2.5NA。
课时测评18 气体摩尔体积
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一 决定物质体积大小的因素
1．(2023·浙江宁波高一检测)现有下列四种因素：①温度和压强，②所含微粒数，③微粒本身大小，④微粒间的距离，其中对气体物质体积有显著影响的是( )
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．①②③④
答案：C
解析：对气体物质体积有显著影响的因素包括温度和压强、所含微粒数的多少以及微粒间的距离三个方面，故选项C正确。
2．下列有关气体的叙述错误的是( )
A．气态物质没有固定的形状，且容易被压缩
B．在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L·mol－1
C．当分子数目相同时，气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离
D．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同
答案：D
题点二 气体摩尔体积
3．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。
4．(2023·河北正定高一检测)标准状况下，下列物质中含氢原子个数最多的是( )
A．3.01×1024个H2S分子
B．22.4 L H2
C．23 g C2H5OH
D．22.4 L NH3
答案：A
解析：3.01×1024个H2S分子中含氢原子个数为6.02×1024；22.4 L H2物质的量为1 mol，含有的氢原子个数为1 mol×2×6.02×1023 mol－1＝ 1.204×1024；23 g C2H5OH中氢原子个数为×6.02×1023 mol－1 ×6＝1.806×1024；22.4 L NH3含氢原子个数为×6.02×1023 mol－1 ×3＝1.806×1024。
5．丙烷通常被用来驱动火车、公交车、叉车和出租车，也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法中正确的是( )
A．1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B．常温常压下，11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol
C．5 L C3H8和5 L CO2的质量相等
D．丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L－1
答案：D
解析：A项未指明状况，无法计算；B项缺常温常压下Vm，无法计算；C项未指明状况，无法比较其质量；D项由M＝ρVm得ρ＝＝≈1.96 g·L－1，正确。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．标准状况下，11.2 L CH4和C2H4中含有的氢原子数目为2NA
B．标准状况下2.24 L H2与足量O2在密闭容器中反应，转移电子数为0.1NA
C．64 g Cu与Cl2完全反应，转移电子数为NA
D．常温常压下，22.4 L H2O的分子个数为NA
答案：A
解析：CH4和C2H4中均含有4个氢原子，标准状况下11.2 L CH4和C2H4的物质的量为0.5 mol，含有的氢原子数为2NA，故A正确；标准状况下2.24 L H2与O2反应转移电子数为0.2NA，故B错误；Cu与Cl2反应生成CuCl2，64 g Cu的物质的量为1 mol，与Cl2完全反应，转移电子数为2NA，故C错误；常温常压下H2O不是气体，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，故D错误。
题点三 阿伏加德罗定律及推论
7．同温同压下，关于等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同 ②所含碳原子数与氮原子数相等
③所含分子数相等。其中正确的是( )
A．①②③ B．②③
C．①② D．①③
答案：D
解析：同温同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g·mol－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误，综上所述答案为D。
8．在下列示意图中，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( )
答案：A
解析：H2的摩尔质量为2 g·mol－1，He的摩尔质量为4 g·mol－1。根据n＝，等质量的氢气和氦气的物质的量和摩尔质量成反比，所以物质的量之比为4∶2＝2∶1，根据n＝，物质的量和粒子个数成正比，所以氢气和氦气的分子个数比为2∶1。根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积和物质的量成正比，所以V(H2)∶V(He)＝2∶1。氢气是双原子分子，氦气是单原子分子。
9．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
10．(2023·天津静安区高一检测)相同状况下，等质量的O2和CO2相比较，下列叙述正确的是( )
A．体积比为8∶11
B．密度之比为1∶1
C．物质的量之比为11∶8
D．原子个数之比为12∶11
答案：C
解析：根据阿伏加德罗定律及推论，体积之比等于物质的量之比，即 mol∶ mol＝11∶8，A项错误；相同状况下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故为32∶44＝8∶11，B项错误；物质的量之比等于体积之比，为11∶8，C项正确；原子个数之比为(11×2)∶(8×3)＝11∶12，D项错误。
11．(2023·泸州重点中学高一联考)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 O2
B．0.1 mol HCl和2.24 L Ar
C．150 ℃、1.01×105 Pa时，1 L CO2和1 L H2O
D．28 g CO和6.02×1022个O3
答案：C
解析：A项，n(H2)＝＝1 mol，n(O2)＝＝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)＝×NA＝6.02×1023。
12．(2023·江苏启东高一调研)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. B.
C. D.
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＝，解得V＝，故答案为B。
13．一定量的液态化合物XY2，在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为
XY2(液)＋3O2(气)XO2(气)＋2YO2(气)
冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672 mL，密度是2.56 g·L－1。
(1)反应前O2的体积是 mL(标准状况下)。
(2)化合物XY2的摩尔质量是 。
(3)若XY2分子中X、Y两元素质量比是3∶16，则X、Y两元素分别为 和 (填元素符号)。
答案：(1)672 (2)76 g·mol－1 (3)C S
解析：(1)观察反应方程式，可知反应前后气体体积不变，故V(O2)＝672 mL。(2)根据质量守恒定律，有m(XY2)＝0.672 L×2.56 g·L－1－32 g·mol－1×≈0.76 g，物质的量n(XY2)为×n(O2)＝0.01 mol，故M(XY2)＝＝76 g·mol－1。(3)由＝及Ar(X)＋2Ar(Y)＝76，解得：Ar(X)＝12，Ar(Y)＝32，故X为碳元素，Y为硫元素。
14．现有16.0 g CO 和 CO2的混合气体，在标准状况下其体积为 8.96 L。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)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)。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体中，电子总数为 (用NA表示，假设气体全部进入气球中)。
②若将混合气体通入足量的 Na2O2中，转移的电子数为 (用NA表示)。
答案：(1)40 g·mol－1 (2)0.4NA
(3)①1.4NA ②0.3NA
21世纪教育网(www.21cnjy.com)