第2课时 气体摩尔体积
新知探究(一)——物质体积的决定因素
1．数据分析
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？与同学讨论。
气体 H2 O2
0 ℃、101 kPa时的体积/L 22.4 22.4
液体 H2O H2SO4
20 ℃时的体积/cm3 18.0 53.6
固体 Fe Al
20 ℃时的体积/cm3 7.12 10.0
结论：①同温同压下，1 mol气体的体积________，在标准状况下约为________。
②同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积__________。
2．决定物质体积大小的因素
3．阿伏加德罗定律
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。
[微点拨]
①一般情况下，气体分子间的平均距离是分子半径的10倍以上，故气体的体积决定于分子间距，与分子种类无关，分子大小可以忽略。
②温度越高，压强越小，气体分子间距越大。
[题点多维训练]
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)一定温度和压强下，任何物质体积都是由其粒子大小和数目决定的( )
(2)气体分子间距主要由温度和压强决定的( )
(3)在同温同压下，1 mol O2和1 mol Cl2的体积相同，且均等于22.4 L( )
(4)1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同( )
(5)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )
2．在标准状况下，1 mol物质的体积为22.4 L的是________(填序号)。
①O2 ②CO2 ③H2O ④H2SO4 ⑤Fe ⑥HCl ⑦NaCl ⑧Ne
3．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
4．(2024·杭州高一检测)下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，分子数相同的任何气体的体积基本相同
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
新知探究(二)——气体摩尔体积
1．气体摩尔体积
定义 单位____________的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为______
表达式
单位 ______(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)
影响因素 气体摩尔体积的影响因素是温度和压强，温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大
2．标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件：必须为标准状况(0 ℃，101 kPa)。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状况。
(2)1种状态：必须为气体。如水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1 mol”“约22.4 L”。
3．标准状况下，气体各物理量的计算
利用公式n＝＝＝进行换算
气体物质的量与体积 n＝
气体的摩尔质量 M＝Vm·ρ＝ρ标×22.4 L·mol－1
气体的分子数与体积 N＝n·NA＝·NA
气体质量与体积 m＝n·M＝·M＝ρ标·V
应用化学
随着人们生活水平的提高，家用轿车已成为常用的交通工具。
汽车尾气的排放会给环境带来一定的影响，汽车尾气中含有CO、NO、NO2等有毒气体，因此汽车尾气是否达标是衡量汽车性能的重要指标之一。
1．标准状况下，1 000 L汽车尾气的物质的量约为多少？实际情况排出1 000 L汽车尾气的物质的量也是这些吗？
2．与5.6 g CO中氧原子个数相等的CO2气体在标准状况下的体积是多少？
[题点多维训练]
1．在标准状况下，2.8 g CO、0.2 mol O2和0.7 mol N2混合气体的体积约为( )
A．2.24 L B．22.4 L
C．1.12 L D．无法计算
2．设阿伏加德罗常数的值为NA，在标准状况下，某O2和N2的混合气体 m g 中含有 b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位为L)应是( )
A. B. C. D.
3．(2024·保定六校联考)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是( )
A．标准状况下，4.48 L水中含有的氧原子数目为0.2NA
B．常温常压下，6.72 L CO2含有的分子数目为0.3NA
C．常温常压下，10.6 g Na2CO3含有的钠离子数目为0.2NA
D．标准状况下，11.2 L由N2和NO组成的混合气体中所含原子总数为2NA
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________。
5．(1)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为________。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下，等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8，则A的摩尔质量为____________。
(3)相同条件下，H2和O2的体积之比为a∶b和质量之比为a∶b的两种混合气体，其平均相对分子质量分别是________和________。
|思维建模|气体摩尔质量或相对分子质量计算方法
(1)根据定义式计算：M＝
(2)根据ρ(标)计算：M＝22.4 L·mol－1·ρ(标)
(3)根据相对密度d＝d计算：M1＝dM2
(4)已知混合气体中各成分的物质的量分数或体积分数(对气体)，则＝M(A)×a%＋M(B)×b%＋M(C)×c%＋……
新知探究(三)——阿伏加德罗定律及其推论
导学设计
CH4是21世纪的重要能源，NH3是重要的工业原料。现工业生产中需要一定量的CH4和NH3：
(1)若有等物质的量的两种气体，试完成下表：
项目 CH4∶NH3
质量比
分子个数比
原子个数比
氢原子个数比
(2)若有等质量的两种气体，试完成下表：
项目 CH4∶NH3
物质的量比
分子个数比
原子个数比
氢原子个数比
[系统融通知能]
1．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律只适用于气体，且既适用于单一气体，也适用于混合气体。
(2)气体都是由分子组成的，因此气体的物质的量指代的是气体分子的物质的量，而不是其组成原子的物质的量。注意分析分子的组成。如稀有气体Ar是单原子分子，O2是双原子分子，O3是三原子分子。
(3)同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，第四“同”必定成立。
2．阿伏加德罗定律的推论
阿伏加德罗定律有很多推论，其中最常用的有以下3个
相同条件 结论
公式 语言叙述
同温同压 ＝＝ 同温同压下，体积之比等于物质的量之比等于分子数之比
同温同体积 ＝＝ 同温同体积下，压强之比等于物质的量之比等于分子数之比
同温同压 ＝ 同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
[题点多维训练]
1．在同温同压下，同体积的H2和CH4，它们的原子数之比是( )
A．2∶5 B．1∶1
C．1∶5 D．1∶8
2．下列各组中两种气体的分子数一定相等的是( )
A．温度相同、体积相同的Cl2和N2
B．体积相等、密度相等的CO和N2
C．质量不相等、体积相等的N2和C2H4
D．压强相同、体积相同的N2和CO2
3．(2024·广州高一质检)标准状况下，质量相等的CO和CH4相比较，下列说法中正确的是( )
A．气体体积之比为7∶4
B．气体分子个数之比为4∶7
C．压强之比为4∶7
D．密度之比为4∶7
4．如图，同温同压下，分别用N2、H2、O2、CO2吹出体积相等的四个气球，其中气体密度最大的气球是( )
5．在相同温度和压强下，相同质量的O2与O3，分子数之比为__________，体积之比为________，密度之比为________，原子数之比为________。
第2课时 气体摩尔体积
新知探究(一)
1．相同 22.4 L 不相同 2.大小 气体 相等
[题点多维训练]
1．(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．①②⑥⑧
3．选C 气体粒子间距离较大，远大于粒子的直径，所以粒子大小可忽略不计，决定气体体积的因素主要为构成物质的粒子数和粒子间的距离；相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的。
4．选C 固体中微粒之间的距离很小，决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1 mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误。
新知探究(二)
1．物质的量 Vm Vm＝ L/mol
[应用化学]
1．提示：n＝＝≈44.6 mol。实际情况排出1 000 L汽车尾气的温度高于25 ℃，该温度下的气体摩尔体积大于22.4 L· mol－1，故物质的量小于44.6 mol。
2．提示：5.6 g CO中氧原子的物质的量为 mol＝0.2 mol，故CO2的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积是0.1 mol×22.4 L· mol－1＝2.24 L。
[题点多维训练]
1．选B n(CO)＝＝0.1 mol，混合气体的物质的量为(0.1＋0.2＋0.7)mol＝1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L。
2．选A 标准状况下，m g O2和N2的混合气体中含有b个分子，则n g 该混合气体含有的分子数为，所以在相同状况下所占的体积为×22.4 L＝ L。
3．选C 标况下水不是气体，4.48 L水的物质的量大于0.2 mol，含有的氧原子数目大于0.2NA，A项错误；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1,6.72 L CO2的物质的量小于0.3 mol，含有的分子数目小于0.3NA，B项错误；10.6 g Na2CO3的物质的量为0.1 mol，含有的钠离子数目为0.2NA，C项正确；11.2 L由N2和NO组成的混合气体，其物质的量为0.5 mol，N2和NO均为双原子分子，所含原子总数为0.5 mol×2×NA mol－1＝NA，D项错误。
4．解析：(1)M＝Vm·ρ＝22.4 L·mol－1×1.43 g·L－1≈32 g·mol－1。
(2)n＝＝0.03 mol。
M＝＝17 g·mol－1。
答案：(1)32 g·mol－1 (2)17 g·mol－1
5．解析：(1)n(气体)＝＝0.03 mol，M(气体)＝＝64 g·mol－1，该气体的相对分子质量为64。
(2)T、p相同时，物质的量之比等于气体的体积之比，即＝＝，质量相同，则n(CH4)·M(CH4)＝n(A)·M(A)，M(A)＝×M(CH4)＝×16 g·mol－1＝30 g·mol－1。
(3)相同条件下，若V(H2)∶V(O2)＝a∶b，则n(H2)∶n(O2)＝a∶b，＝＝ g·mol－1，平均相对分子质量为。若m(H2)∶m(O2)＝a∶b，则n(H2)∶n(O2)＝∶，＝＝g·mol－1＝ g·mol－1，平均相对分子质量为。
答案：(1)64 (2)30 g·mol－1 (3)
新知探究(三)
[导学设计]
提示：(1)16∶17 1∶1 5∶4 4∶3
(2)17∶16 17∶16 85∶64 17∶12
[题点多维训练]
1．选A 由阿伏加德罗定律及其推论可知：同温同压下，两种气体的体积之比等于其物质的量之比。H2和CH4的体积相同，则其物质的量相同。所以H2和CH4的原子个数比为2∶5。
2．选B 温度、体积相同条件下，若压强不相等，则两种气体的物质的量不相等，分子数不相等，A错误；体积和密度相等则两气体的质量相等，因为CO和N2的摩尔质量相等，故两者的物质的量相等，分子数也相等，B正确；N2和C2H4的摩尔质量相等，质量不相等时物质的量不相等，分子数不相等，C错误；压强、体积相同条件下，若温度不相同，则两种气体的物质的量不相等，分子数不相等，D错误。
3．选B 设CO和CH4的质量均为1 g，则：气体体积之比为×22.4 L·mol－1∶×22.4 L·mol－1＝4∶7，A错误；气体分子个数之比为×NA/mol∶×NA/mol＝4∶7，B正确；同温同压下，压强之比为1∶1，C错误；根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故密度之比等于28 g·mol－1∶16 g·mol－1＝7∶4，D错误。
4．选A 在同温同压、同体积时，气球中气体的物质的量相同，其摩尔质量越大，对应的密度越大，故A中气体密度最大。
5．3∶2 3∶2 2∶3 1∶1(共84张PPT)
第2课时 气体摩尔体积
目录
新知探究(一)——物质体积的决定因素
新知探究(二)——气体摩尔体积
课时跟踪检测
新知探究(三)——阿伏加德罗定律及其推论
物质体积的决定因素
新知探究(一)
1．数据分析
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？与同学讨论。
气体 H2 O2
0 ℃、101 kPa时的体积/L 22.4 22.4
液体 H2O H2SO4
20 ℃时的体积/cm3 18.0 53.6
固体 Fe Al
20 ℃时的体积/cm3 7.12 10.0
结论：①同温同压下，1 mol气体的体积 ，在标准状况下约为 。
②同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积 。
相同
22.4 L
不相同
2．决定物质体积大小的因素
大小
气体
相等
3．阿伏加德罗定律
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。
[微点拨]
①一般情况下，气体分子间的平均距离是分子半径的10倍以上，故气体的体积决定于分子间距，与分子种类无关，分子大小可以忽略。
②温度越高，压强越小，气体分子间距越大。
[题点多维训练]
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)一定温度和压强下，任何物质体积都是由其粒子大小和数目决定的( )
(2)气体分子间距主要由温度和压强决定的( )
(3)在同温同压下，1 mol O2和1 mol Cl2的体积相同，且均等于22.4 L( )
(4)1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同( )
(5)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )
×
√
×
√
×
2．在标准状况下，1 mol物质的体积为22.4 L的是__________(填序号)。
①O2 ②CO2 ③H2O ④H2SO4 ⑤Fe ⑥HCl
⑦NaCl ⑧Ne
①②⑥⑧
3．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：气体粒子间距离较大，远大于粒子的直径，所以粒子大小可忽略不计，决定气体体积的因素主要为构成物质的粒子数和粒子间的距离；相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的。
4．(2024·杭州高一检测)下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，分子数相同的任何气体的体积基本相同
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
√
解析：固体中微粒之间的距离很小，决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1 mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误。
气体摩尔体积
新知探究(二)
1．气体摩尔体积
定义 单位 的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，
符号为____
表达式
________
单位 (或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)
影响因素 气体摩尔体积的影响因素是温度和压强，温度越高，压强越小，气体摩尔体积越大
物质的量
Vm
L/mol
2．标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件：必须为标准状况(0 ℃，101 kPa)。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状况。
(2)1种状态：必须为气体。如水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1 mol”“约22.4 L”。
3．标准状况下，气体各物理量的计算
应用化学
随着人们生活水平的提高，家用轿车已成为常用的交通工具。汽车尾气的排放会给环境带来一定的影响，汽车尾气中含有CO、NO、NO2等有毒气体，因此汽车尾气是否达标是衡量汽车性能的重要指标之一。
1．标准状况下，1 000 L汽车尾气的物质的量约为多少？实际情况排出1 000 L汽车尾气的物质的量也是这些吗？
2．与5.6 g CO中氧原子个数相等的CO2气体在标准状况下的体积是多少？
√
[题点多维训练]
1．在标准状况下，2.8 g CO、0.2 mol O2和0.7 mol N2混合气体的体积约为( )
A．2.24 L B．22.4 L
C．1.12 L D．无法计算
2．设阿伏加德罗常数的值为NA，在标准状况下，某O2和N2的混合气体 m g 中含有 b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位为L)应是( )
√
3．(2024·保定六校联考)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是( )
A．标准状况下，4.48 L水中含有的氧原子数目为0.2NA
B．常温常压下，6.72 L CO2含有的分子数目为0.3NA
C．常温常压下，10.6 g Na2CO3含有的钠离子数目为0.2NA
D．标准状况下，11.2 L由N2和NO组成的混合气体中所含原子总数为2NA
√
解析：标况下水不是气体，4.48 L水的物质的量大于0.2 mol，含有的氧原子数目大于0.2NA，A项错误；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1,6.72 L CO2的物质的量小于0.3 mol，含有的分子数目小于0.3NA，B项错误；10.6 g Na2CO3的物质的量为0.1 mol，含有的钠离子数目为0.2NA，C项正确；11.2 L由N2和NO组成的混合气体，其物质的量为
0.5 mol，N2和NO均为双原子分子，所含原子总数为0.5 mol×2×NA
mol－1＝NA，D项错误。
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_________。
解析：(1)M＝Vm·ρ＝22.4 L·mol－1×1.43 g·L－1≈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__________。
32 g·mol－1
17 g·mol－1
5．(1)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为_______。
64
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下，等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8，则A的摩尔质量为____________。
30 g·mol－1
(3)相同条件下，H2和O2的体积之比为a∶b和质量之比为a∶b的两种混合气体，其平均相对分子质量分别是________和________。
|思维建模|气体摩尔质量或相对分子质量计算方法
阿伏加德罗定律及其推论
新知探究(三)
导学设计
CH4是21世纪的重要能源，NH3是重要的工业原料。现工业生产中需要一定量的CH4和NH3：
(1)若有等物质的量的两种气体，试完成下表：
项目 CH4∶NH3
质量比 ________
分子个数比 ______
原子个数比 ______
氢原子个数比 ______
16∶17
1∶1
5∶4
4∶3
(2)若有等质量的两种气体，试完成下表：
项目 CH4∶NH3
物质的量比 ________
分子个数比 ________
原子个数比 ________
氢原子个数比 ________
17∶16
17∶16
85∶64
17∶12
[系统融通知能]
1．阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律只适用于气体，且既适用于单一气体，也适用于混合气体。
(2)气体都是由分子组成的，因此气体的物质的量指代的是气体分子的物质的量，而不是其组成原子的物质的量。注意分析分子的组成。如稀有气体Ar是单原子分子，O2是双原子分子，O3是三原子分子。
(3)同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，第四“同”必定成立。
2．阿伏加德罗定律的推论
阿伏加德罗定律有很多推论，其中最常用的有以下3个。
续表
[题点多维训练]
1．在同温同压下，同体积的H2和CH4，它们的原子数之比是( )
A．2∶5 B．1∶1
C．1∶5 D．1∶8
解析：由阿伏加德罗定律及其推论可知：同温同压下，两种气体的体积之比等于其物质的量之比。H2和CH4的体积相同，则其物质的量相同。所以H2和CH4的原子个数比为2∶5。
√
2．下列各组中两种气体的分子数一定相等的是( )
A．温度相同、体积相同的Cl2和N2
B．体积相等、密度相等的CO和N2
C．质量不相等、体积相等的N2和C2H4
D．压强相同、体积相同的N2和CO2
√
解析：温度、体积相同条件下，若压强不相等，则两种气体的物质的量不相等，分子数不相等，A错误；体积和密度相等则两气体的质量相等，因为CO和N2的摩尔质量相等，故两者的物质的量相等，分子数也相等，B正确；N2和C2H4的摩尔质量相等，质量不相等时物质的量不相等，分子数不相等，C错误；压强、体积相同条件下，若温度不相同，则两种气体的物质的量不相等，分子数不相等，D错误。
3．(2024·广州高一质检)标准状况下，质量相等的CO和CH4相比较，下列说法中正确的是( )
A．气体体积之比为7∶4
B．气体分子个数之比为4∶7
C．压强之比为4∶7
D．密度之比为4∶7
√
4．如图，同温同压下，分别用N2、H2、O2、CO2吹出体积相等的四个气球，其中气体密度最大的气球是( )
解析：在同温同压、同体积时，气球中气体的物质的量相同，其摩尔质量越大，对应的密度越大，故A中气体密度最大。
√
5．在相同温度和压强下，相同质量的O2与O3，分子数之比为________，体积之比为________，密度之比为________，原子数之比为________。
3∶2
3∶2
2∶3
1∶1
课时跟踪检测
(选择题第1～10小题，每小题3分，第14～15小题，每小题5分，本检测满分80分)
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
√
12
1．常温常压下，气体体积的大小取决于( )
A．分子直径 B．分子质量
C．分子数目 D．分子间的平均距离
16
15
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
12
解析：气体分子间的距离远远大于分子直径，因此气体体积的大小取决于分子间的距离和分子的数目，而常温常压下，温度和压强已经固定，则气体分子间距已经固定，故气体体积的大小取决于分子数目的多少。
16
15
√
1
2
4
5
6
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8
9
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12
13
14
3
2．标准状况下，下列物质所占体积最大的是( )
A．98 g H2SO4 B．6.02×1023个CO2
C．44.8 L HCl D．6 g H2
解析：同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比。H2SO4在标准状况下为液体；6.02×1023个CO2为1 mol，约22.4 L,44.8 L HCl的物质的量为2 mol；6 g H2的物质的量为3 mol，约67.2 L，体积最大。
16
15
√
1
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4
5
6
7
8
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14
3
3．(2024·南充高一检测)我国航天员在太空泡茶，把茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以喝了，但要插上吸管以防止水珠飘起来。下列说法正确的是( )
A．航天员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36
B．1 mol 水的质量是18 g
C．1 mol H2O含有3 mol 电子
D．在标准状况下，1 mol 冰水混合物的体积约是22.4 L
16
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3
解析：A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，且M(H2O)＝18 g·mol－1，错误；C项，1 mol H2O含10 mol 电子，错误；D项，标准状况下，冰水混合物为非气体，错误。
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3
4．下列叙述中正确的是( )
①标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
②常温常压下，1 g H2和14 g N2的体积相同
③28 g CO的体积为22.4 L
④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同
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⑤同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大
⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A．①③④⑥ B．②⑤⑥
C．⑤⑥ D．①⑤⑥
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解析：①标准状况下，H2O不是气态，不能根据气体摩尔体积计算其物质的量，错误；②1 g H2和14 g N2的物质的量都为0.5 mol，体积相同，正确；③28 g CO的物质的量是1 mol，没有说明处于标准状况下，体积不一定是22.4 L，错误；④两种物质的物质的量相同，它们在标准状况下的体积不一定相同，是因为该物质的状态不一定是气体，错误；⑤根据pV＝nRT可知在同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大，正确；⑥根据阿伏加德罗定律及其推论可知，同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比，正确。
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A．V L该气体的质量(单位为g)
B．1 L该气体的质量(单位为g)
C．1 mol该气体的体积(单位为L)
D．1 L该气体中所含的分子数
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6．下列各组物质分子数一定相同的是( )
A．9 g H2O和标准状况下11.2 L H2
B．2 L H2和2 L CO2
C．1 mol H2和标准状况下22.4 L H2O
D．1 mol H2和22.4 L CO2
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7．(2024·太原高一检测)很多食品包装袋内填充有氮气或二氧化碳以延长食品的保质期。在相同体积的食品包装袋内分别填充同温、同压的N2和CO2，则其中的N2和CO2具有相同的( )
A．质量 B．原子数
C．密度 D．分子数
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解析：同温、同压时气体体积相同，分子物质的量相同，分子数相同，D正确；因为M(N2)≠M(CO2)，A、C项错误；因为N2与CO2的原子组成数不同，原子数不同，B错误。
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8．已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B．标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子
C．22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子
D．标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
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解析：A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，空气为混合物，22.4 L空气中含CO2、H2O等化合物分子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，O2和CO2的物质的量均为0.05 mol，则所含氧原子均为0.1NA个。
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9．如图表示1 g O2与1 g气体X在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则气体X可能是( )
A．C2H4 B．CH4
C．NO D．CO2
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解析：由题图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，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，因此X的相对分子质量大于O2，四个选项中只有CO2的相对分子质量大于O2，所以该气体可能是CO2。
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10．同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是( )
A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1
B．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1
C．同温同体积条件下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1
D．等质量的甲和乙中的原子数之比一定为1∶1
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11．(9分)(1)标准状况下，11 g CO2的物质的量为________，体积为________。
(2)已知4.8 g 某混合气体中所含分子个数为0.15NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，该气体的平均摩尔质量为___________。
(3)等物质的量的SO2和SO3含有的氧原子个数之比为__________，气体的质量之比为________，同温同压下的气体体积之比为____________。
0.25 mol
5.6 L
32 g·mol－1
2∶3
4∶5
1∶1
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(4)标准状况下，11.2 L 的A气体的质量为16 g，则A的相对分子质量为____________。
32
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(5)标准状况下，0.25 mol O2与0.5 mol H2混合，混合气体的体积为________，混合气体的平均摩尔质量为__________。
16.8 L
12 g·mol－1
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12．(8分)(1)在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中，所含分子数最多的是______，含原子数最多的是______，质量最大的是________。
H2
H2
H2O
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3
故所含分子数最多的是H2；所含原子数分别为2 mol×2＝4 mol，0.5 mol×2＝1 mol，1 mol×3＝3 mol，故所含原子数最多的是H2；质量分别为4 g,0.5 mol×32 g·mol－1＝16 g，1 mol×18 g·mol－1＝18 g，故质量最大的是H2O。
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3
(2)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________，物质的量之比为______，原子总数之比为________，质量之比为________，密度之比为________。
解析：同温同压下，同体积CH4、CO2的物质的量相同，分子数相等，原子总数之比等于分子中原子个数之比，即5∶3；物质的量相等时，质量之比等于摩尔质量之比，即4∶11；相同状况下，气体密度之比等于相对分子质量之比，即4∶11。
1∶1
1∶1
5∶3
4∶11
4∶11
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3
13．(10分)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。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为__________。
36 g·mol－1
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(2)该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)。
解析：设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则x＋y＝0.4 mol，根据混合物的质量为14.4 g可得28 g·mol－1×x＋44 g·mol－1×y＝14.4 g，解得x＝0.2 mol、y＝0.2 mol，由于每个CO和CO2分子中均含1个碳原子，故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子，即0.4NA。
0.4NA
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(3)将该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的摩尔质量为____________。
解析：将混合气体依次通过题图装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO被浓硫酸干燥，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO，摩尔质量为28 g·mol－1。
28 g·mol－1
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3
②气球中收集到的气体含有的电子总数为_______(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
解析：②一个CO含有14个电子，由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol，则含电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA。
2.8NA
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3
③标准状况下气球中收集到的气体的体积为______L。
解析：③气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
4.48
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高阶思维训练(选做题)
14．如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为( )
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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3
15.(2024·福州八县联考)如图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分，活塞可以自由移动，也可以固定。25 ℃时向Ⅰ中充入8 g SO2，Ⅱ中充入8 g O2，则下列说法正确的是( )
A．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为1∶2
B．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为1∶1
C．当活塞固定在气缸中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为1∶1
D．当活塞固定在气缸中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2∶1
Ⅰ Ⅱ
√
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3
16．(13分)(2024·河北邢台高一期末)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献，该法利用的原理为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。根据要求回答下列问题：
(1)同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，前者与后者的分子数之比为________，原子总数之比为________，密度之比为________。
解析：同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，分子数之比等于物质的量之比，前者与后者的分子数之比为1∶1，原子总数之比为3∶4，密度之比等于摩尔质量之比为44∶17。
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1∶1
3∶4
44∶17
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(2)与标准状况下6.72 L CO2中所含的氧原子数相等的H2O的质量为________g，与该质量的水中所含的氢原子数相等的NH3在标准状况下的体积为________L。
10.8
8.96
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6
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3
16
(3)将一定量CO2和NH3混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7，则该混合气体中CO2与NH3物质的量之比为________，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的________倍。
1∶2
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15课时跟踪检测(十八) 气体摩尔体积
(选择题第1～10小题，每小题3分，第14～15小题，每小题5分，本检测满分80分)
1．常温常压下，气体体积的大小取决于( )
A．分子直径 B．分子质量
C．分子数目 D．分子间的平均距离
2．标准状况下，下列物质所占体积最大的是( )
A．98 g H2SO4 B．6.02×1023个CO2
C．44.8 L HCl D．6 g H2
3．(2024·南充高一检测)我国航天员在太空泡茶，把茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以喝了，但要插上吸管以防止水珠飘起来。下列说法正确的是( )
A．航天员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36
B．1 mol 水的质量是18 g
C．1 mol H2O含有3 mol 电子
D．在标准状况下，1 mol 冰水混合物的体积约是22.4 L
4．下列叙述中正确的是( )
①标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
②常温常压下，1 g H2和14 g N2的体积相同
③28 g CO的体积为22.4 L
④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同
⑤同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大
⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A．①③④⑥ B．②⑤⑥
C．⑤⑥ D．①⑤⑥
5．某气体的摩尔质量为M g·mol－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X。则表示的是( )
A．V L该气体的质量(单位为g)
B．1 L该气体的质量(单位为g)
C．1 mol该气体的体积(单位为L)
D．1 L该气体中所含的分子数
6．下列各组物质分子数一定相同的是( )
A．9 g H2O和标准状况下11.2 L H2
B．2 L H2和2 L CO2
C．1 mol H2和标准状况下22.4 L H2O
D．1 mol H2和22.4 L CO2
7．(2024·太原高一检测)很多食品包装袋内填充有氮气或二氧化碳以延长食品的保质期。在相同体积的食品包装袋内分别填充同温、同压的N2和CO2，则其中的N2和CO2具有相同的( )
A．质量 B．原子数
C．密度 D．分子数
8．已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B．标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子
C．22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子
D．标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
9．如图表示1 g O2与1 g气体X在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则气体X可能是( )
A．C2H4 B．CH4
C．NO D．CO2
10．同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是( )
A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1
B．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1
C．同温同体积条件下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1
D．等质量的甲和乙中的原子数之比一定为1∶1
11.(9分)(1)标准状况下，11 g CO2的物质的量为______，体积为________。
(2)已知4.8 g 某混合气体中所含分子个数为0.15NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，该气体的平均摩尔质量为________。
(3)等物质的量的SO2和SO3含有的氧原子个数之比为__________，气体的质量之比为________，同温同压下的气体体积之比为____________。
(4)标准状况下，11.2 L 的A气体的质量为16 g，则A的相对分子质量为____________。
(5)标准状况下，0.25 mol O2与0.5 mol H2混合，混合气体的体积为________，混合气体的平均摩尔质量为________。
12.(8分)(1)在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中，所含分子数最多的是______，含原子数最多的是______，质量最大的是________。
(2)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________，物质的量之比为______，原子总数之比为________，质量之比为________，密度之比为__________。
13.(10分)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。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)该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)将该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的摩尔质量为______________________________________。
②气球中收集到的气体含有的电子总数为____(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③标准状况下气球中收集到的气体的体积为______L。
高阶思维训练(选做题)
14．如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为( )
A．22.0 L·mol－1 B．22.4 L·mol－1
C．22.8 L·mol－1 D．23.2 L·mol－1
15.(2024·福州八县联考)如图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分，活塞可以自由移动，也可以固定。25 ℃时向Ⅰ中充入8 g SO2，Ⅱ中充入8 g O2，则下列说法正确的是( )
Ⅰ Ⅱ
A．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为1∶2
B．当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为1∶1
C．当活塞固定在气缸中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为1∶1
D．当活塞固定在气缸中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2∶1
16.(13分)(2024·河北邢台高一期末)我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献，该法利用的原理为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。根据要求回答下列问题：
(1)同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，前者与后者的分子数之比为________，原子总数之比为________，密度之比为________。
(2)与标准状况下6.72 L CO2中所含的氧原子数相等的H2O的质量为________g，与该质量的水中所含的氢原子数相等的NH3在标准状况下的体积为________L。
(3)将一定量CO2和NH3混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7，则该混合气体中CO2与NH3物质的量之比为________，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的________倍。
课时跟踪检测(十八)
1．选C 气体分子间的距离远远大于分子直径，因此气体体积的大小取决于分子间的距离和分子的数目，而常温常压下，温度和压强已经固定，则气体分子间距已经固定，故气体体积的大小取决于分子数目的多少。
2．选D 同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比。H2SO4在标准状况下为液体；6.02×1023个CO2为1 mol，约22.4 L,44.8 L HCl的物质的量为2 mol；6 g H2的物质的量为3 mol，约67.2 L，体积最大。
3．选B A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，且M(H2O)＝18 g·mol－1，错误；C项，1 mol H2O含10 mol 电子，错误；D项，标准状况下，冰水混合物为非气体，错误。
4．选B ①标准状况下，H2O不是气态，不能根据气体摩尔体积计算其物质的量，错误；②1 g H2和14 g N2的物质的量都为0.5 mol，体积相同，正确；③28 g CO的物质的量是1 mol，没有说明处于标准状况下，体积不一定是22.4 L，错误；④两种物质的物质的量相同，它们在标准状况下的体积不一定相同，是因为该物质的状态不一定是气体，错误；⑤根据pV＝nRT可知在同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大，正确；⑥根据阿伏加德罗定律及其推论可知，同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比，正确。
5．选B 在一定的温度和压强下，体积为V L的该气体所含有的分子数为X，则气体物质的量n＝ mol，气体的质量m＝nM g·mol－1＝ g，由ρ＝得到气体的密度为 g·L－1。V L该气体的质量m＝nM＝ g，A错误；1 L该气体的质量m＝ρV＝ g·L－1×1 L＝ g，B正确；1 mol该气体的体积为 L，C错误；1 L该气体所含的分子数为，D错误。
6．选A 9 g H2O的物质的量为＝0.5 mol，标准状况下11.2 L H2的物质的量为＝0.5 mol，二者含有分子数目相等，故A正确；没有指明氢气和二氧化碳所处的温度、压强，相等体积的H2和CO2含有的分子数目不一定相等，故B错误；标准状况下，水不是气体，22.4 L H2O的物质的量不是1 mol，故C错误；CO2不一定处于标准状况下，22.4 L CO2的物质的量不一定是1 mol，故D错误。
7．选D 同温、同压时气体体积相同，分子物质的量相同，分子数相同，D正确；因为M(N2)≠M(CO2)，A、C项错误；因为N2与CO2的原子组成数不同，原子数不同，B错误。
8．选D A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，空气为混合物，22.4 L空气中含CO2、H2O等化合物分子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，O2和CO2的物质的量均为0.05 mol，则所含氧原子均为0.1NA个。
9．选D 由题图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，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，因此X的相对分子质量大于O2，四个选项中只有CO2的相对分子质量大于O2，所以该气体可能是CO2。
10．选D 同温同压下，气体摩尔体积相同，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据ρ＝知，其密度相同，A正确；根据m＝nM＝知，二者的相对分子质量之比为1∶1，B正确；同温同体积条件下，气体压强与其摩尔质量成反比，因为二者摩尔质量相同，所以等质量的甲和乙压强相同，C正确；等质量的两种气体的物质的量相同，但分子的构成未知，所以无法判断原子个数是否相同，D错误。
11．解析：(4)M(A)＝＝32 g·mol－1。
(5)V＝(0.25 mol＋0.5 mol)×22.4 L·mol－1＝16.8 L，
M＝＝12 g·mol－1。
答案：(1)0.25 mol 5.6 L (2)32 g·mol－1
(3)2∶3 4∶5 1∶1 (4)32
(5)16.8 L 12 g·mol－1
12．解析：(1)三种物质的物质的量分别为n(H2)＝＝2 mol，n(O2)＝＝0.5 mol，n(H2O)＝1 mol。物质的量越大，所含分子数越多，故所含分子数最多的是H2；所含原子数分别为2 mol×2＝4 mol，0.5 mol×2＝1 mol，1 mol×3＝3 mol，故所含原子数最多的是H2；质量分别为4 g,0.5 mol×32 g·mol－1＝16 g，1 mol×18 g·mol－1＝18 g，故质量最大的是H2O。(2)同温同压下，同体积CH4、CO2的物质的量相同，分子数相等，原子总数之比等于分子中原子个数之比，即5∶3；物质的量相等时，质量之比等于摩尔质量之比，即4∶11；相同状况下，气体密度之比等于相对分子质量之比，即4∶11。
答案：(1)H2 H2 H2O
(2)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
13．解析：(1)气体的物质的量为＝0.4 mol，该混合气体的平均摩尔质量为＝36 g·mol－1。
(2)设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则x＋y＝0.4 mol，根据混合物的质量为14.4 g可得28 g·mol－1×x＋44 g·mol－1×y＝14.4 g，解得x＝0.2 mol、y＝0.2 mol，由于每个CO和CO2分子中均含1个碳原子，故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子，即0.4NA。
(3)将混合气体依次通过题图装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO被浓硫酸干燥，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO，摩尔质量为28 g·mol－1。②一个CO含有14个电子，由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol，则含电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA。③气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
答案：(1)36 g·mol－1 (2)0.4NA
(3)①28 g·mol－1 ②2.8NA ③4.48
14．选C 27.2 g H2S气体的物质的量n＝＝0.8 mol，则Vm＝＝22.8 L·mol－1，C正确。
15．选A 8 g SO2的物质的量为 mol，Ⅱ中充入8 g O2为 mol，据此分析解题。同温同压下，物质的量之比等于体积之比，当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为∶＝1∶2，A正确；ρ＝，质量相同，则密度之比等于体积的反比为2∶1，B错误；当活塞固定在气缸中间，Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为＝＝1∶2，C、D错误。
16．解析：(1)同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，分子数之比等于物质的量之比，前者与后者的分子数之比为1∶1，原子总数之比为3∶4，密度之比等于摩尔质量之比为44∶17。(2)标准状况下6.72 L CO2的物质的量是＝0.3 mol，所含的氧原子的物质的量是0.6 mol，则H2O的物质的量是0.6 mol，质量为0.6 mol×18 g· mol－1＝10.8 g，该质量的水中含1.2 mol氢原子，则NH3的物质的量为0.4 mol，在标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L· mol－1＝8.96 L。(3)将一定量CO2和NH3混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7，碳元素与氮元素的物质的量之比为∶＝1∶2，则该混合气体中CO2与NH3的物质的量之比为1∶2，该混合气体的平均摩尔质量是 g· mol－1＝26 g· mol－1，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，密度是同温同压下氢气密度的＝13倍。
答案：(1)1∶1 3∶4 44∶17
(2)10.8 8.96 (3)1∶2 13
