2026人教版高中化学必修第一册练习--第二章　第三节　第2课时　气体摩尔体积（含解析）

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2026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　物质的量
第2课时　气体摩尔体积
基础过关练
题组一　正确理解气体摩尔体积
1.(2024福建福州延安中学期中)如图是1 mol水由4 ℃转化成100 ℃水蒸气时体积的变化。
由图分析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离
B.相同条件下,粒子数相同的任何气体都具有相同体积
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
2.(2024辽宁朝阳建平实验中学月考)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
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol任何物质所占的体积都约是22.4 L
3.(2025湖南教研教改共同体联考)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(　　)
A.0 ℃时,1 mol CO的体积约为22.4 L
B.常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
C.25 ℃、1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
D.标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA
4.(2025北京第二中学期中)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,其体积约是22.4 L
C.该气体中每个分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积为30 L
题组二　与气体摩尔体积、气体摩尔质量相关的计算
5.(2025上海向明中学期中)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
6.(2024河南济源期末)在一定条件下,某化合物X受热分解:2X A↑+2B↑+4C↑,测得反应后生成的混合气体在标准状况下的密度为1.0 g/L。则在相同条件下,X的相对分子质量是 (　　)
A.11.43　　　　　　B.78.4
C.122.86　　　　　　D.160.02
7.下列叙述正确的是 (　　)
A.NO、CO2、O3三种气体均含有1 mol O,则三种气体的体积之比为6∶3∶2
B.标准状况下,n L Cl2中有m个Cl原子,则阿伏加德罗常数的数值NA可表示为
C.标准状况下,11.2 L X气体的质量为16 g,则X气体的摩尔质量是32 g
D.在25 ℃和101 kPa的条件下,28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
8.(2025江西南昌期中)计算填空:
(1)44 g M和49 g N恰好完全反应生成76 g B和一定量的气体F,若F的相对分子质量为34,则标准状况下F的体积为　　　　。
(2)已知A是一种金属,82 g A(NO3)2中含有6.02×1023个硝酸根离子,则该硝酸盐的摩尔质量为　　　　。
(3)标准状况下,将4.6 g钠投入足量的水中,充分反应后,生成气体的体积为　　　　。
9.CO和CO2的混合气体18 g,与过量的O2充分反应后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。
(1)原混合气体中CO的质量是　　　　g;
(2)原混合气体中CO2在标准状况下的体积是　　　　L;
(3)原混合气体在标准状况下的密度是　　　　g·L-1;
(4)原混合气体的平均摩尔质量是　　　　g·mol-1。
题组三　阿伏加德罗定律及其推论
10.(2025山东泰安新泰一中月考)如图两瓶体积相等的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是 (　　)
A.所含原子数相等
B.气体密度相等
C.气体质量相等
D.摩尔质量相等
11.(2025河南郑州一中期中)在相同条件下,向三个相同的如图所示的容器中分别充入等质量的H2、CH4、O2三种气体,则容器中三种气体的体积(V)从大到小的顺序是 (　　)
A.V(CH4)>V(H2)>V(O2)
B.V(H2)>V(CH4)>V(O2)
C.V(O2)>V(CH4)>V(H2)
D.V(H2)>V(O2)>V(CH4)
12.(2024浙江衢温5+1联盟期中)关于阿伏加德罗定律及其推论,下列说法正确的是(　　)
A.同温同压下,相同体积的任何物质都具有相同数目的分子
B.不同温度下,16.0 g O2和16.0 g O3含有的原子数相等
C.同温同压下,相同质量的二氧化碳与氢气的体积之比为22∶1
D.常温下,相同体积、相同质量的氧气与氢气的压强之比为16∶1
13.(2025广西南宁三中月考)请完成以下有关计算。
(1)同温、同压下等质量的CO2和CO,它们所占的体积比为　　　　。
(2)a g气体X与b g气体Y所含的分子数相等,则X与Y的摩尔质量之比为　　　　。
(3)同温同压下,有三个充有相应气体的气球(如图),其中V(A)=V(B)=1.12 L。
①气球A、B中气体分子个数之比为　　　。
②若气球A、C中气体的质量相等,则V(A)∶V(C)=　　　　。
能力提升练
题组一　与气体摩尔体积相关计算的综合考查
1.(2024天津耀华中学期中)设NA为阿伏加德罗常数的值,标准状况下O2和N2的混合气体m g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应是 (　　)
A. L
C. L
2.(2025浙江六校联盟期中联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,有臭氧(O3)与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标准状况下体积为11.2 L。下列说法错误的是 (　　)
A.混合气体含有的原子数为1.5NA
B.混合气体中O3在标准状况下的体积为6.72 L
C.混合气体中,臭氧的物质的量分数为60%
D.混合气体平均摩尔质量是46.4
题组二　阿伏加德罗定律及其推论的应用
3.(2025河北衡水二中月考)如图为一定量理想气体密度与温度的关系,下列关于图像的分析,正确的是 (　　)
A.由A→B的过程中,气体压强不变
B.由C→A的过程中,气体压强变小
C.由A→B的过程中,气体体积变小
D.由B→C的过程中,气体压强不变
4.(2025广东广州大学附中月考)三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体,以下各种情况下排序正确的是(　　)
A.当它们的温度和压强均相同时,三种气体的密度:ρ(H2)>ρ(N2)>ρ(O2)
B.当它们的温度和密度都相同时,三种气体的压强:p(H2)>p(N2)>p(O2)
C.当它们的质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积:V(O2)>V(N2)>V(H2)
D.当它们的压强和温度均相同时,三种气体的质量:m(O2)5.(2025黑龙江哈尔滨第三中学期中)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是　 (　　)
A.若M(甲)B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙
C.若M(甲)D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲>乙
6.(2025山东省实验中学月考)常温时在刚性容器内部有一个可滑动的活塞将容器分成左右两室。左室充入1 mol N2,右室充入H2和O2的混合气体,活塞恰好停留在容器左侧四分之一处(如图),然后点燃H2和O2的混合气体,反应完毕后恢复至原来的温度,活塞恰好停在容器的中间,忽略水的体积,下列说法错误的是(　　)
A.反应前,右室充入H2与O2共3 mol
B.反应完毕后,恢复至原来温度,左室的压强变为原来的一半
C.反应完毕后,右室剩余气体中含有1 mol原子
D.反应前,H2与O2的体积比是4∶5或7∶2
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　从微观角度来说,物质体积由粒子数、粒子大小和粒子间距离共同决定,A正确;相同条件下,粒子数相同的气体的物质的量相同,体积也相同,B正确;该结论只适用于气态物质,C错误;等质量的H2,压强越小、温度越高,气体分子间距离越大,则气体体积越大,D正确。
归纳总结　(1)固体和液体中粒子间距很小,其体积大小主要取决于粒子数目、粒子大小;(2)对气体来说,粒子间距离远大于粒子本身的直径,气体的体积主要取决于粒子数目、粒子间距离。
2.A　单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol,即标准状况下1 mol任何气体的体积都约为22.4 L。
3.C　标准状况指0 ℃、101 kPa,0 ℃时压强不一定为101 kPa,1 mol CO的体积不一定约为22.4 L,A错误;常温常压下Vm≠22.4 L/mol,则11.2 L Cl2含有的分子数不是0.5NA,B错误;64 g SO2中含有原子的物质的量为×3=3 mol,含原子数为3NA,C正确;标准状况下,水属于非气态物质,不能用标准状况下气体摩尔体积进行计算,则标准状况下,22.4 L H2O中含有的分子数不是NA,D错误。
名师点睛　标准状况下,气体摩尔体积Vm=22.4 L/mol,但Vm=22.4 L/mol时气体不一定处于标准状况下;标准状况下,Vm=22.4 L/mol不适用于液态或固态物质。
4.A　该温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,即1 mol该气体的体积为30 L,因此该温度和压强不是标准状况,A错误;该气体的物质的量为1 mol,若该气体在标准状况下为气体,则其体积约为22.4 L,B正确;1 mol该气体含有1.204×1024个原子,则1个该气体分子中含有原子个数为=2,C正确;1 mol该气体在该条件下为30 L,由此可知该条件下气体摩尔体积为30 L/mol,故若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积为30 L,D正确。
5.C　27.2 g H2S气体的物质的量n==0.8 mol,则Vm==22.8 L·mol-1。
6.B　反应后混合气体的=ρVm=1.0 g/L×22.4 L/mol=22.4 g/mol。根据题中反应的化学方程式可知X与生成物的物质的量之比为2∶7,可求出X的摩尔质量M(X)= g/mol=78.4 g/mol,故X的相对分子质量为78.4。
7.B　含1 mol O的NO、CO2、O3的物质的量分别是1 mol、 mol,三者物质的量之比为6∶3∶2,没有指明温度和压强,无法计算体积之比,A错误;标准状况下,n L Cl2的物质的量约为 mol,含Cl原子数为×NA×2=m,NA=,B正确;摩尔质量的单位为g·mol-1,C错误;在25 ℃和101 kPa的条件下,气体摩尔体积大于22.4 L/mol,28 g CO(即1 mol CO)和22.4 L CO2中含有的碳原子数不相等,D错误。
8.答案　(1)11.2 L　(2)164 g/mol　(3)2.24 L
解析　(1)若F的相对分子质量为34,则F的摩尔质量为34 g/mol,根据质量守恒定律,生成F的质量为(44+49-76) g=17 g,F的物质的量为=0.5 mol,标准状况下F的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
(2)已知A是一种金属,82 g A(NO3)2中含有6.02×1023个硝酸根离子,硝酸根离子的物质的量约为=1 mol,则n[A(NO3)2]=0.5 mol,该硝酸盐的摩尔质量为=164 g/mol。
(3)钠投入足量的水中反应生成氢气:2Na+2H2O H2↑+2NaOH,2 mol Na反应生成1 mol H2,标准状况下,将4.6 g即=0.2 mol钠投入足量的水中,充分反应后得到0.1 mol H2,则生成气体的体积为0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L。
9.答案　(1)7　(2)5.6　(3)1.61　(4)36
解析　CO发生反应:2CO+O2 2CO2,相同条件下,消耗CO的体积与生成CO2的体积相等,与O2充分反应后CO2的体积为11.2 L,故在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,其物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则,解得x=0.25,y=0.25。
(1)原混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25 mol=7 g。
(2)原混合气体中,CO2在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
(3)原混合气体的密度=≈1.61 g·L-1。
(4)解法一:=ρ(标准状况)·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:=36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
10.A　两瓶气体所处的温度和压强相同,二者体积也相同,则分子数相同,即两瓶气体的物质的量相同,又因两瓶所盛气体都是双原子分子,原子数相等,A正确;因N2和O2的混合比例不确定,所以混合气体的质量、密度、摩尔质量不确定,B、C、D错误。
名师点睛　首先根据阿伏加德罗定律推出两瓶中气体分子数相等,再分析每个分子中所含原子数目。
11.B　在相同条件下,等质量的H2、CH4、O2三种气体物质的量为n(H2)>n(CH4)>n(O2),同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,则V(H2)>V(CH4)>V(O2)。
12.B　阿伏加德罗定律及其推论只适用于气体,A项错误;两气体均由O原子构成,气体质量相同,O原子的物质的量相同,则氧原子数相同,B项正确;设气体质量均为1 g,则CO2、H2的物质的量之比为=1∶22,由同温同压下体积之比等于物质的量之比可知,体积之比为1∶22,C项错误;设气体质量均为1 g,O2与H2的物质的量之比为=1∶16,同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比,即压强之比为1∶16,D项错误。
13.答案　(1)7∶11　(2)a∶b　(3)①1∶1　②2∶1
解析　(1)根据pV=RT,同温、同压下等质量的CO2和CO,体积与摩尔质量成反比,则CO2和CO体积比为28∶44=7∶11。
(2)a g气体X与b g气体Y所含的分子数相等,由n=可知,X、Y的摩尔质量之比为a∶b。
(3)①同温同压下,体积相同的气体物质的量相等,V(A)=V(B),故n(H2)=n(N2O),气球A、B中气体分子个数之比为1∶1。②同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,气球A、C中气体的质量相等,则V(A)∶V(C)=n(H2)∶n(He)==M(He)∶M(H2)=4∶2=2∶1。
能力提升练
1.A　解法一:该混合气体的质量与所含分子数成正比,设n g混合气体的分子数为x,即m g∶b=n g∶x,解得x=,混合气体的物质的量为 mol,在标准状况下的体积为 L。
解法二:设混合气体的摩尔质量为M g/mol,根据正比关系,解得M=,则n g混合气体的物质的量为 mol,在标准状况下的体积为 L。
2.D　臭氧与二氧化碳的混合气体共23.2 g,其标准状况下体积为11.2 L,混合气体的物质的量为=0.5 mol;设臭氧为x mol,二氧化碳为y mol,可得x+y=0.5、48x+44y=23.2,解得x=0.3、y=0.2(破题关键)。O3与CO2都是三原子分子,所以混合气体含有的原子数为0.5 mol×3×NA mol-1=1.5NA,A正确;根据以上分析可知,臭氧为0.3 mol,标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L,B正确;根据以上分析可知混合气体中,臭氧的物质的量分数为×100%=60%,C正确;混合气体的平均摩尔质量为=46.4 g/mol,缺少单位,D错误。
3.B　由pV=nRT=(破题关键)。由题图可知,由A→B的过程温度不变,气体密度减小,根据p=可知气体压强减小,A错误;由题图可知,由C→A的过程气体密度不变,温度降低,根据p=可知气体压强变小,B正确;由题图可知,由A→B的过程气体密度减小,气体质量不变,根据ρ=可知气体体积变大,C错误;由题图可知,由B→C的过程气体密度增大,气体温度也升高,根据p=可知气体压强增大,D错误。
4.B　同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,N2、H2、O2三种气体的摩尔质量分别为28 g/mol、2 g/mol、32 g/mol,故密度:ρ(O2)>ρ(N2)>ρ(H2),A错误;由pV=nRT=RT=ρRT,当温度和密度相同时,气体压强与摩尔质量成反比,所以三种气体的压强:p(H2)>p(N2)>p(O2),B正确;由A项分析可知同温同压下,密度:ρ(O2)>ρ(N2)>ρ(H2),质量相同,由m=ρV可知密度和体积成反比,故体积:V(H2)>V(N2)>V(O2),C错误;同温同压下,体积关系未知,无法判断质量关系,D错误。
方法点津　可以利用理想气体状态方程推导各物理量之间的关系,如:pV=nRT=RT pM=ρRT。
　　可以利用下列公式建立同一气体在不同条件下的联系:。
5.B　质量相等的甲、乙两种气体,若M(甲)n(乙),分子数:甲>乙,A错误;甲和乙的质量、密度均相同,则二者的体积相同,若M(甲)>M(乙),则n(甲)乙,B正确,D错误;甲和乙的质量和密度均相同,则二者的体积相同,若M(甲)n(乙),二者温度相同,根据pV=nRT,气体的压强:甲>乙,C错误。
6.C　常温下,可滑动的活塞将容器分成左右两室,左右两室压强相等,温度、压强相等时,气体的体积之比等于物质的量之比,则右室充入H2与O2的混合气体共3 mol,A正确。反应完毕后,恢复至原来温度,左室的体积变为原来的二倍,压强变为原来的一半,B正确。反应完毕后恢复至原来的温度,活塞恰好停在中间,说明氮气和右室剩余气体的物质的量相等,右室剩余1 mol气体,含有2 mol原子,C错误。剩余气体的物质的量为1 mol,2H2+O2 2H2O,假设氢气完全反应,则反应前n(H2)= mol,n(O2)=3 mol- mol,氢气和氧气体积之比=二者物质的量之比,为 mol=4∶5;假设氧气完全反应,则反应前n(O2)= mol,n(H2)=3 mol- mol,所以氢气和氧气的体积之比=二者物质的量之比,为 mol=7∶2,反应前H2与O2的体积比为4∶5或7∶2,D正确。
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