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,知道气体摩尔体积的含义,能叙述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之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。
一、气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
2.决定气体体积大小的因素
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式 体积
0 ℃,101 kPa 20 ℃,101 kPa 0 ℃,202 kPa
H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
CO2 22.3 L 23.9 L 11.2 L
从上表分析得出结论:
(1)1 mol任何气体,在标准状况(0 ℃,101 kPa)下的体积都约为 。
(2)1 mol不同的气体,在不同的温度和压强下,体积 (填“一定”“一定不”或“可能”)相等,所以气体的体积必须指明温度和压强。
决定气体体积大小的因素
3.气体摩尔体积
思考 利用Vm=22.4 L·mol-1计算时,应注意什么
1.(2023·三沙高一检测)下列说法正确的是( )
A.0 ℃,101 kPa时,气体摩尔体积约为22.4 L
B.20 ℃、1.01×105 Pa时,同体积的O2与 CO2含有相同的分子数
C.标准状况下,16 g O2 与24 g Mg所占的体积相同
D.当1 mol气态物质的体积为 22.4 L 时,该气体一定处于标准状况
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,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。
(3)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是 。
3.(1)标准状况下,0.5 mol H2占有的体积约为 L。
(2)标准状况下,44.8 L H2的质量约为 g。
(3)标准状况下,3.01×1023个氧气分子所占的体积约为 L。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为 个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为 L。
4.(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 (结果保留一位小数)。
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;
(5)混合气体的平均摩尔质量=。
二、阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
同温、同压下,相同体积的任何 都含有相同数目的分子。
注意 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、同体积和同分子数,四“同”共同存在,相互制约,称作“三同定一同”。
思考 在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是 ,2 mol H2的体积是 ,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其 之比。
(2)1 mol O2的质量是 ,体积是 ,ρ(O2)== (列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是 ,体积是 ,ρ(H2)== 。= ,由此可推知:
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 。
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论
语言叙述 公式
同温同压 同温同压下,气体的体积之比等于其 之比,等于其 之比 ==
同温同体积 同温同体积下,气体的压强之比等于其 之比,等于其 之比 ==
同温同压 同温同压下,气体的密度之比等于其 之比 =
1.如图所示为两瓶体积相等的气体,在同温同压时两瓶内的气体,下列说法一定正确的是( )
A.所含原子数相等 B.气体密度相等
C.所含质子数相等 D.摩尔质量相等
2.(2023·四平高一检测)在相同温度和压强下,容器 A 中的乙炔(C2H2)和容器B中的臭氧(O3)所含的原子个数相同,则 A、B两容器中气体的体积之比是( )
A.4∶3 B.3∶4
C.1∶1 D.2∶3
3.(2023·高邮高一检测)对于同温同压下等质量的NO和NO2,下列叙述正确的是( )
A.分子数之比为1∶1
B.体积之比为15∶23
C.所含原子数之比为46∶45
D.密度之比为23∶15
阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据,应用时要注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算,同时一定要突出物质的量这一核心,它是其他物理量之间换算的桥梁,通常模式是已知的一个物理量物质的量另一个物理量。简化记忆为见“量”化摩。
答案精析
一、
1.大小 数目 距离
2.(1)22.4 L (2)可能
3.Vm L·mol-1 Vm= 温度 压强 22.4 L·mol-1
思考 利用Vm=22.4 L·mol-1计算时,应注意两点:①是否为标准状况;②是否为气体。如苯、CCl4、乙醇、H2O在标准状况下不是气体,不能利用22.4 L·mol-1进行计算。
应用体验
1.B
2.(1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)NA
3.(1)11.2 (2)4 (3)11.2 (4)9.03×1023(或1.5NA) (5)44.8
解析 (1)V=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(2)标准状况下,44.8 L H2的物质的量为=2 mol,m(H2)=2 mol×2 g·mol-1=4 g。(3)n(O2)==0.5 mol,V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(4)n(O2)==1.5 mol,N(O2)=1.5 mol×6.02×1023 mol-1=9.03×1023。(5)n(O2)==0.5 mol,n(N2)==1.5 mol,故标准状况下混合气体的体积为(0.5+1.5) mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。
4.(1)32 g·mol-1 (2)17 g·mol-1
(3)34.9 g·mol-1
解析 (1)标准状况下,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。
(3)混合气体的==≈34.9 g·mol-1。
二、
1.气体
思考 (1)22.4 L 44.8 L 物质的量 (2)32 g 22.4 L g·L-1 2 g 22.4 L g·L-1
①摩尔质量 ② g·L-1
2.物质的量 分子数 物质的量 分子数 摩尔质量
应用体验
1.A [在同温同压下,两瓶体积相等的气体,其分子数相同。由于两瓶中的气体分子都是双原子分子,所以其原子数也相同。由于氮气和氧气的比例未知,所以无法判断两瓶气体所含的质子数、密度、摩尔质量是否相等。]
2.B
3.C [根据n== 可知等质量的NO和NO2的分子数目之比等于二者的物质的量之比,则N(NO)∶N(NO2)=∶=23∶15,A错误;根据n==可知等质量的NO和NO2在同温同压下的体积之比等于二者的物质的量之比,则V(NO)∶V(NO2)=∶=23∶15,B错误;由n==及物质的分子中含有的原子数目可知,等质量的 NO和NO2所含原子数之比为×2∶×3=46∶45,C正确;根据密度ρ==,可知在同温同压下NO和NO2的密度之比等于二者的摩尔质量之比,所以ρ(NO)∶ρ(NO2)=30∶46=15∶23,D错误。](共69张PPT)
第1章 第3节
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气体摩尔体积
第2课时
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，知道气体摩尔体积的含义，能叙述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之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。
内容索引
一、气体摩尔体积
二、阿伏加德罗定律及推论
课时对点练
气体摩尔体积
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一
1.决定物质体积大小的因素
一 气体摩尔体积
大小
数目
距离
2.决定气体体积大小的因素
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
化学式 体积
0 ℃，101 kPa 20 ℃，101 kPa 0 ℃，202 kPa
H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
CO2 22.3 L 23.9 L 11.2 L
从上表分析得出结论：
(1)1 mol任何气体，在标准状况(0 ℃，101 kPa)下的体积都约为 。 (2)1 mol不同的气体，在不同的温度和压强下，体积 (填“一定”
“一定不”或“可能”)相等，所以气体的体积必须指明温度和压强。
22.4 L
可能
归纳总结
决定气体体积大小的因素
3.气体摩尔体积
22.4 L·mol-1
Vm
L·mol-1
Vm=
温度
压强
利用Vm=22.4 L·mol-1计算时，应注意什么？
思考
提示 利用Vm=22.4 L·mol-1计算时，应注意两点：①是否为标准状况；②是否为气体。
如苯、CCl4、乙醇、H2O在标准状况下不是气体，不能利用22.4 L·mol-1进行计算。
1.(2023·三沙高一检测)下列说法正确的是
A.0 ℃，101 kPa时，气体摩尔体积约为22.4 L
B.20 ℃、1.01×105 Pa时，同体积的O2与 CO2含有相同的分子数
C.标准状况下，16 g O2 与24 g Mg所占的体积相同
D.当1 mol气态物质的体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况
应用体验
√
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，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。
(3)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是 。
应用体验
1.5 mol
11.2 L
44.8 L
NA
3.(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为 L。
应用体验
11.2
V=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为 g。
应用体验
4
标准状况下，44.8 L H2的物质的量为=2 mol，m(H2)=2 mol ×2 g·mol-1=4 g。
(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为 L。
应用体验
11.2
n(O2)==0.5 mol，V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为 个。
应用体验
9.03×1023(或1.5NA)
n(O2)==1.5 mol，N(O2)=1.5 mol×6.02×1023 mol-1=9.03× 1023。
(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为 L。
应用体验
44.8
n(O2)==0.5 mol，n(N2)==1.5 mol，故标准状况下混合气体的体积为(0.5+1.5) mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。
4.(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 。
应用体验
32 g·mol-1
标准状况下，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，则该气体的摩尔质量为 。
应用体验
17 g·mol-1
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。
(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 (结果保留一位小数)。
应用体验
34.9 g·mol-1
混合气体的==≈34.9 g·mol-1。
归纳总结
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；
归纳总结
(3)气体的分子数N=n·NA=·NA；
(4)气体的质量m=n·M=·M g；
(5)混合气体的平均摩尔质量=。
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阿伏加德罗定律及推论
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二
二 阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
同温、同压下，相同体积的任何 都含有相同数目的分子。
注意 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、同体积和同分子数，四“同”共同存在，相互制约，称作“三同定一同”。
气体
思考
在同温同压(以0 ℃，101 kPa即标准状况为例)下，完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是 ，2 mol H2的体积是 ，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其 之比。
(2)1 mol O2的质量是 ，体积是 ，ρ(O2)== (列
式不化简，下同)。
22.4 L
44.8 L
物质的量
32 g
22.4 L
g·L-1
思考
1 mol H2的质量是 ，体积是 ，ρ(H2)== 。=
，由此可推知：
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 。
2 g
22.4 L
g·L-1
摩尔质量
g·L-1
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论
语言叙述 公式
同温同压 同温同压下，气体的体积之比等于其__________ 之比，等于其 之比 ==
同温同体积 同温同体积下，气体的压强之比等于其________之比，等于其 之比 ==
同温同压 同温同压下，气体的密度之比等于其__________ 之比 =
物质的量
分子数
物质的量
分子数
摩尔质量
1.如图所示为两瓶体积相等的气体，在同温同压时两瓶内的气体，下列说法一定正确的是
A.所含原子数相等
B.气体密度相等
C.所含质子数相等
D.摩尔质量相等
应用体验
√
应用体验
在同温同压下，两瓶体积相等的气体，其分子数相同。由于两瓶中的气体分子都是双原子分子，所以其原子数也相同。由于氮气和氧气的比例未知，所以无法判断两瓶气体所含的质子数、密度、摩尔质量是否相等。
2.(2023·四平高一检测)在相同温度和压强下，容器 A 中的乙炔(C2H2)和容器B中的臭氧(O3)所含的原子个数相同，则 A、B两容器中气体的体积之比是
A.4∶3 B.3∶4
C.1∶1 D.2∶3
应用体验
√
3.(2023·高邮高一检测)对于同温同压下等质量的NO和NO2，下列叙述正确的是
A.分子数之比为1∶1
B.体积之比为15∶23
C.所含原子数之比为46∶45
D.密度之比为23∶15
应用体验
√
应用体验
根据n== 可知等质量的NO和NO2的分子数目之比等于二者的物质的量之比，则N(NO)∶N(NO2)=∶=23∶15，A错误；
根据n==可知等质量的NO和NO2在同温同压下的体积之比等于二者的物质的量之比，则V(NO)∶V(NO2)=∶=23∶15，B错误；
应用体验
由n==及物质的分子中含有的原子数目可知，等质量的 NO和NO2所含原子数之比为×2∶×3=46∶45，C正确；
根据密度ρ==，可知在同温同压下NO和NO2的密度之比等于二者的摩尔质量之比，所以ρ(NO)∶ρ(NO2)=30∶46=15∶23，D错误。
归纳总结
阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，应用时要注意结合质量守恒定律和相关概念及公式进行换算，同时一定要突出物质的量这一核心，它是其他物理量之间换算的桥梁，通常模式是
已知的一个物理量 物质的量 另一个物理量。简化记忆为见“量”化摩。
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课时对点练
题组一 物质体积的影响因素
1.(2023·福建泉州七中高一期中)同温同压下，两种气体的体积不相同，其主要原因是
A.分子大小不同 B.分子间距离不同
C.性质不同 D.分子数不同
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对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子的直径，同温同压下气体粒子间的距离相等，同温同压下气体摩尔体积相同，由V=n·Vm=·
Vm知，气体的体积取决于粒子数目的不同，故选D。
2.(2023·柳州高一检测)下列说法正确的是
A.在一定温度和压强下，固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小
决定
B.不同的气体，若体积不同，则它们所含分子数一定不同
C.在一定温度下，各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D.22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含分子数相同
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题组二 气体摩尔体积及相关计算
3.下列有关气体摩尔体积的描述正确的是
A.一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔
体积
B.当温度、压强一定时，任何具有相同微粒数目的气体具有大致相同的
体积
C.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L
D.标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 L
√
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在温度、压强一定的条件下，单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积，单位为L·mol-1，A正确；
当温度、压强一定时，任何具有相同数目分子的气体具有大致相同的体积，B错误；
气体摩尔体积的单位为L·mol-1，标准状况下，气体摩尔体积约为
22.4 L·mol-1，C错误；
气体摩尔体积只适用于气体，标准状况下，水不是气体，D错误。
4.(2023·绵阳高一检测)下列说法正确的是
A.同温同压下，气体的摩尔体积都约是22.4 L· mol-1
B.标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
C.标准状况下，1 g N2和1 g CO所占的体积相同
D.常温常压下，22.4 L CO2中含有6.02×1023个CO2分子
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5.(2023·北京西城区高一检测)如图表示某条件下H2S气体体积与质量的关系，则该条件下气体摩尔体积为
A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1
C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1
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题组三 阿伏加德罗定律及其推论
6.(2023·江门二中高一检测)同温同压下，用等质量的CH4、CO2、N2、SO2四种气体分别吹出四个气球(同一种气球)，其中气体为CO2的是
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质量相等时物质的相对分子质量越大，其物质的量越小。同温同压下，等质量的CH4、CO2、N2、SO2四种气体的物质的量大小顺序是CH4>N2>CO2>SO2，气体的体积与物质的量成正比，则分别吹出四个气球(同一种气球)，其中气体为CO2的是选项B。
7.同温同压下，甲、乙两容器分别盛有甲烷(CH4)和氧气(O2)，已知它们所含原子数相同，则甲、乙两容器的体积比为
A.2∶5 B.5∶2
C.2∶1 D.1∶1
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因CH4和O2分子中原子个数比为5∶2；若二者所含原子数相同，则二者物质的量之比为2∶5，则在同温同压下，甲、乙两容器的体积之比为2∶5。
8.(2023·郑州高一检测)25 ℃、101 kPa条件下，相同体积的两个密闭容器甲和乙，甲中充满O2，乙中充满O2和O3的混合气体。下列说法错误的是
A.两容器中气体的质量不相同
B.两容器中气体的分子数目相同
C.两容器中气体的氧原子数目不相同
D.两容器中气体的密度相同
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根据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的两个密闭容器中，气体的分子数相同，则物质的量相同，由于气体的摩尔质量不相同，所以两容器中气体的质量也不相同，故A、B正确；
容器甲中，1 mol气体含有2 mol氧原子，容器乙中，1 mol气体含有氧原子的物质的量为2~3 mol，所以两容器中气体的氧原子数目不相同，故C正确；
两个容器的体积相等、气体质量不同，所以两容器中气体的密度不相同，故D错误。
9.(2023·宁德高一期中)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
B.0.1 mol N中含有的质子数为1.1NA
C.0.1 mol·L-1的盐酸中含有氯离子总数为0.1NA
D.11.2 L N2与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
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1个N含有11个质子，0.1 mol N中含有的质子数为1.1NA，B正确；
0.1 mol·L-1的盐酸的体积未知，无法计算其中含有的氯离子总数，C错误；
混合气体不一定处于标准状况下，无法计算其物质的量，因此其分子数目不一定为NA，D错误。
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10.(2023·福建龙岩月考)在标准状况下有①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③17.6 g CO2 ④0.2 mol NH3，下列对这四种气体的关系从大到小表述正确的是
a.体积：②>③>①>④
b.密度：③>②>④>①
c.原子总数：①>③>②>④
A.ac B.bc C.ab D.abc
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√
在标准状况下，①6.72 L CH4物质的量为=0.3 mol，②3.01× 1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol，③17.6 g CO2的物质的量为=0.4 mol；根据V=nVm知，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以体积：②>③>①>④，故a正确；
相同条件下，气体密度=，密度之比等于其摩尔质量之比，各物质的摩尔质量分别为①CH4为16 g·mol-1，②HCl为36.5 g·mol-1，③CO2为
44 g·mol-1，④NH3为17 g·mol-1，所以密度：③>②>④>①，故b正确；
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根据N=nNA知，分子数与其物质的量成正比，所以分子总数：②>③>①>④，甲烷分子中含有5个原子、HCl分子中含有2个原子、CO2分子中含有3个原子、氨气分子中含有4个原子，所以原子的物质的量分别为1.5 mol、1 mol、1.2 mol、0.8 mol，所以原子总数：①>③>②>④，故c正确。
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11.(2023·济南高一检测)同温同压下，a g NH3的体积为V1 L，则b g CH4的体积为
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A. L B. L
C. L D. L
√
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12.NH4N3(叠氮化铵)易发生分解反应生成N2和H2，且两种气体的物质的量相等。若得到NH4N3的分解产物(简称a)28 g，则下列说法错误的是
A.叠氮化铵中N元素不止一种价态
B.a中N2与H2的质量比为14∶1
C.a的平均摩尔质量为14.5 g·mol-1
D.同温同压下，a中两种气体的体积比为1∶1
√
NH4N3中N中的N元素的化合价为-3价，中N元素的化合价为-价，故A正确；
N2与H2的物质的量相等，则其质量之比等于其摩尔质量之比，即28 g·
mol-1∶2 g·mol-1=14∶1，故B正确；
分解产物质量为28 g，两种气体的物质的量相等，假设为n mol，则
===15 g·mol-1，故C错误；
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同温同压下，气体体积与物质的量成正比，则两种气体的体积比为1∶1，故D正确。
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13.现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：
(1)该气体的物质的量为 。
(2)该气体所含原子总数为 。
(3)该气体在标准状况下的体积为 。
(4)该气体在标准状况下的密度为 。
(5)该气体一个分子的质量为 。
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15
根据标准状况下气体体积相关计算关系n===进行求解。由质量和标准状况下的体积可求气体的密度，也可由M=Vm·ρ求气体的密度；气体摩尔质量(M g·mol-1)与阿伏加德罗常数(NA)的比值，即为一个分子的质量。
14.(2023·宁德高一检测)回答下列问题：
(1)含有6.02×1023个氢原子的CH4的物质的量是 。
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0.25 mol
6.02×1023个氢原子的物质的量是1 mol，则CH4的物质的量是0.25 mol。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的相对分子质量为 。
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30
温度、压强相同时，气体体积之比等于其物质的量之比，则15∶8= ∶，M(A)=30 g·mol-1。
(3)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃时，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y 内的压强之比是4∶7，则 A 的摩尔质量为 。
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28 g·mol-1
温度、体积相同时，气体压强之比等于其物质的量之比，所以A的摩尔质量为×7 g·mol-1=28 g·mol-1。
(4)相同条件下，体积比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量是
，若标准状况下，3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L。则该混合气体中O2的质量为 。
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g·mol-1
2.56 g
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体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量Mr=M(H2)×+
M(O2)×=2 g·mol-1×+32 g·mol-1×= g·mol-1；3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L，则有关系式为m(H2)+m(O2)=
3.2 g，+= mol，解得m(O2)=2.56 g。
15.回答下列问题。
(1)同温同压下，等物质的量的两种气体SO2和CO2，分子个数之比为 ；氧原子个数之比为 ；密度之比为 ；相同条件下的体积之比为 。
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1∶1
1∶1
1∶1
16∶11
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SO2和CO2的物质的量相等，则其分子数之比为1∶1；氧原子数之比为1∶1；同温同压下，气体密度之比等于其摩尔质量之比，故密度之比为64∶44=16∶11；相同条件下的体积之比等于其物质的量之比，为1∶1。
(2)在标准状况下，1.7 g氨气所占的体积为 L，它与标准状况下
L硫化氢含有相同数目的氢原子。
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1.7 g氨气的物质的量为=0.1 mol，标准状况下，其体积为
0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L，设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子，则0.1 mol×3=×2，解得V=3.36。
2.24
3.36
(3)某气态氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为 ，R的相对原子质量为 。
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在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，其物质的量为=0.02 mol，摩尔质量为=64 g·mol-1，则R的相对原子质量为64-16×2=32。
64 g·mol-1
32
(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 。
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16.8 g·mol-1
8.4
80%
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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%。
返回作业7 气体摩尔体积
（分值：100分）
（选择题1~12题，每小题5分，共60分）
题组一 物质体积的影响因素
1.（2023·福建泉州七中高一期中）同温同压下，两种气体的体积不相同，其主要原因是 （ ）
A.分子大小不同 B.分子间距离不同
C.性质不同 D.分子数不同
2.（2023·柳州高一检测）下列说法正确的是 （ ）
A.在一定温度和压强下，固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小决定
B.不同的气体，若体积不同，则它们所含分子数一定不同
C.在一定温度下，各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D.22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含分子数相同
题组二 气体摩尔体积及相关计算
3.下列有关气体摩尔体积的描述正确的是 （ ）
A.一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积
B.当温度、压强一定时，任何具有相同微粒数目的气体具有大致相同的体积
C.标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L
D.标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 L
4.（2023·绵阳高一检测）下列说法正确的是 （ ）
A.同温同压下，气体的摩尔体积都约是22.4 L· mol-1
B.标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
C.标准状况下，1 g N2和1 g CO所占的体积相同
D.常温常压下，22.4 L CO2中含有6.02×1023个CO2分子
5.（2023·北京西城区高一检测）如图表示某条件下H2S气体体积与质量的关系，则该条件下气体摩尔体积为 （ ）
A.22.0 L·mol-1
B.22.4 L·mol-1
C.22.8 L·mol-1
D.23.2 L·mol-1
题组三 阿伏加德罗定律及其推论
6.（2023·江门二中高一检测）同温同压下，用等质量的CH4、CO2、N2、SO2四种气体分别吹出四个气球（同一种气球），其中气体为CO2的是 （ ）
A. B. C. D.
7.同温同压下，甲、乙两容器分别盛有甲烷（CH4）和氧气（O2），已知它们所含原子数相同，则甲、乙两容器的体积比为 （ ）
A.2∶5 B.5∶2
C.2∶1 D.1∶1
8.（2023·郑州高一检测）25 ℃、101 kPa条件下，相同体积的两个密闭容器甲和乙，甲中充满O2，乙中充满O2和O3的混合气体。下列说法错误的是 （ ）
A.两容器中气体的质量不相同
B.两容器中气体的分子数目相同
C.两容器中气体的氧原子数目不相同
D.两容器中气体的密度相同
9.（2023·宁德高一期中）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 （ ）
A.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
B.0.1 mol N中含有的质子数为1.1NA
C.0.1 mol·L-1的盐酸中含有氯离子总数为0.1NA
D.11.2 L N2与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
10.（2023·福建龙岩月考）在标准状况下有①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③17.6 g CO2 ④0.2 mol NH3，下列对这四种气体的关系从大到小表述正确的是 （ ）
a.体积：②>③>①>④
b.密度：③>②>④>①
c.原子总数：①>③>②>④
A.ac B.bc
C.ab D.abc
11.（2023·济南高一检测）同温同压下，a g NH3的体积为V1 L，则b g CH4的体积为 （ ）
A. L B. L
C. L D. L
12.NH4N3（叠氮化铵）易发生分解反应生成N2和H2，且两种气体的物质的量相等。若得到NH4N3的分解产物（简称a）28 g，则下列说法错误的是 （ ）
A.叠氮化铵中N元素不止一种价态
B.a中N2与H2的质量比为14∶1
C.a的平均摩尔质量为14.5 g·mol-1
D.同温同压下，a中两种气体的体积比为1∶1
13.（8分）现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：
（1）（1分）该气体的物质的量为 。
（2）该气体所含原子总数为 。
（3）（1分）该气体在标准状况下的体积为 。
（4）该气体在标准状况下的密度为 。
（5）该气体一个分子的质量为 。
14.（10分）（2023·宁德高一检测）回答下列问题：
（1）含有6.02×1023个氢原子的CH4的物质的量是 。
（2）在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的相对分子质量为 。
（3）两个相同容积的密闭容器X、Y，在25 ℃时，X中充入a g A气体，Y中充入a g CH4气体，X与Y 内的压强之比是4∶7，则 A 的摩尔质量为 。
（4）相同条件下，体积比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量是 ，若标准状况下，3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L。则该混合气体中O2的质量为 。
15.（22分）请回答下列问题。
（1）同温同压下，等物质的量的两种气体SO2和CO2，分子个数之比为 ；氧原子个数之比为 ；密度之比为 ；相同条件下的体积之比为 。
（2）在标准状况下，1.7 g氨气所占的体积为 L，它与标准状况下 L硫化氢含有相同数目的氢原子。
（3）某气态氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为 ，R的相对原子质量为 。
（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 。
答案精析
1.D [对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子的直径,同温同压下气体粒子间的距离相等,同温同压下气体摩尔体积相同,由V=n·Vm=·Vm知,气体的体积取决于粒子数目的不同,故选D。]
2.D
3.A [在温度、压强一定的条件下,单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积,单位为L·mol-1,A正确;当温度、压强一定时,任何具有相同数目分子的气体具有大致相同的体积,B错误;气体摩尔体积的单位为L·mol-1,标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,C错误;气体摩尔体积只适用于气体,标准状况下,水不是气体,D错误。]
4.C 5.C
6.B [质量相等时物质的相对分子质量越大,其物质的量越小。同温同压下,等质量的CH4、CO2、N2、SO2四种气体的物质的量大小顺序是CH4>N2>CO2>SO2,气体的体积与物质的量成正比,则分别吹出四个气球(同一种气球),其中气体为CO2的是选项B。]
7.A [因CH4和O2分子中原子个数比为5∶2;若二者所含原子数相同,则二者物质的量之比为2∶5,则在同温同压下,甲、乙两容器的体积之比为2∶5。]
8.D [根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的两个密闭容器中,气体的分子数相同,则物质的量相同,由于气体的摩尔质量不相同,所以两容器中气体的质量也不相同,故A、B正确;容器甲中,1 mol气体含有2 mol氧原子,容器乙中,1 mol气体含有氧原子的物质的量为2~3 mol,所以两容器中气体的氧原子数目不相同,故C正确;两个容器的体积相等、气体质量不同,所以两容器中气体的密度不相同,故D错误。]
9.B [1个N含有11个质子,0.1 mol N中含有的质子数为1.1NA,B正确;0.1 mol·L-1的盐酸的体积未知,无法计算其中含有的氯离子总数,C错误;混合气体不一定处于标准状况下,无法计算其物质的量,因此其分子数目不一定为NA,D错误。]
10.D [在标准状况下,①6.72 L CH4物质的量为=0.3 mol,②3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,③17.6 g CO2的物质的量为=0.4 mol;根据V=nVm知,相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以体积:②>③>①>④,故a正确;相同条件下,气体密度=,密度之比等于其摩尔质量之比,各物质的摩尔质量分别为①CH4为16 g·mol-1,②HCl为36.5 g·mol-1,③CO2为44 g·mol-1,④NH3为17 g·mol-1,所以密度:③>②>④>①,故b正确;根据N=nNA知,分子数与其物质的量成正比,所以分子总数:②>③>①>④,甲烷分子中含有5个原子、HCl分子中含有2个原子、CO2分子中含有3个原子、氨气分子中含有4个原子,所以原子的物质的量分别为1.5 mol、1 mol、1.2 mol、0.8 mol,所以原子总数:①>③>②>④,故c正确。]
11.C
12.C [NH4N3中N中的N元素的化合价为-3价,中N元素的化合价为-价,故A正确;N2与H2的物质的量相等,则其质量之比等于其摩尔质量之比,即28 g·mol-1∶2 g·mol-1=14∶1,故B正确;分解产物质量为28 g,两种气体的物质的量相等,假设为n mol,则===15 g·mol-1,故C错误;同温同压下,气体体积与物质的量成正比,则两种气体的体积比为1∶1,故D正确。]
13.(1) mol (2) (3) L (4) g·L-1
(5) g
解析 根据标准状况下气体体积相关计算关系n===进行求解。由质量和标准状况下的体积可求气体的密度,也可由M=Vm·ρ求气体的密度;气体摩尔质量(M g·mol-1)与阿伏加德罗常数(NA)的比值,即为一个分子的质量。
14.(1)0.25 mol (2)30 (3)28 g·mol-1
(4) g·mol-1 2.56 g
解析 (1)6.02×1023个氢原子的物质的量是1 mol,则CH4的物质的量是0.25 mol。(2)温度、压强相同时,气体体积之比等于其物质的量之比,则15∶8=∶,M(A)=30 g·mol-1。(3)温度、体积相同时,气体压强之比等于其物质的量之比,所以A的摩尔质量为×7 g·mol-1=28 g·mol-1。(4)体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量Mr=M(H2)×+M(O2)×=2 g·mol-1×+32 g·mol-1×= g·mol-1;3.2 g H2和O2的混合气体所占的体积为8.96 L,则有关系式为m(H2)+m(O2)=3.2 g,+= mol,解得m(O2)=2.56 g。
15.(1)1∶1 1∶1 16∶11 1∶1 (2)2.24 3.36
(3)64 g·mol-1 32 (4)16.8 g·mol-1 8.4 80%
解析 (1)SO2和CO2的物质的量相等,则其分子数之比为1∶1;氧原子数之比为1∶1;同温同压下,气体密度之比等于其摩尔质量之比,故密度之比为64∶44=16∶11;相同条件下的体积之比等于其物质的量之比,为1∶1。
(2)1.7 g氨气的物质的量为=0.1 mol,标准状况下,其体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子,则0.1 mol×3=×2,解得V=3.36。
(3)在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,其物质的量为=0.02 mol,摩尔质量为=64 g·mol-1,则R的相对原子质量为64-16×2=32。
(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%。
