基础课时4 气体摩尔体积
学习 任务 1．知道固态、液态、气态物质体积的影响因素，进而理解气体摩尔体积的概念，养成宏观辨识与微观探析的学科素养。 2．会用气体摩尔体积进行物质的量与气体体积之间的转化计算。 3．了解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律进行简单问题推导。
一、气体摩尔体积
1．影响物质体积大小的因素
2．气体摩尔体积
(1)在相同条件下，微粒数相同的不同固态物质或液态物质的体积是否相同？
(2)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？
二、阿伏加德罗定律
1．内容：同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。
2．解释：同温同压下，气体分子之间的距离相等，所以体积相同的任何气体含有的分子数也相等。
3．适用范围：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，对固体和液体不适用。
4．“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。 ( )
(2)当温度和压强一定时，1 mol气体的体积均为22.4 L。 ( )
(3)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ( )
(4)当温度和压强一定时，相同物质的量的气体的体积相同。 ( )
气体摩尔体积及相关计算
热气球主要用于航空、体育运动和游览观光，由于热气球操作简单，对起飞、着陆场地的要求不高，热气球运动真正发展成为一项时尚、健康的户外休闲和体育运动。
1．你知道热气球升空的原理吗？气体的体积与温度、压强有何关系？
2．在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，如果当1 mol气体的体积约是22.4 L时，一定是标准状况吗？为什么？
1．注意气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1，与气体的种类无关，即与气体是单一气体还是混合气体无关；但讨论气体中原子数目时要注意气体分子的组成，如稀有气体是单原子分子。
(2)不要看到“22.4 L”或“11.2 L”就默认为“1 mol”或“0.5 mol”，应用Vm＝22.4 L·mol-1时需注意：
①物质的聚集状态一定为气态(可以是单质或化合物，也可以是纯净物或混合物)；
②条件必须是标准状况下(0 ℃、101 kPa)。
(3)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。
2．求解气体摩尔质量“五”方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ： M＝ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D＝)：＝D。
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%…… a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
1．气体的体积主要是由下列哪些因素决定的( )
①气体分子的大小 ②气体分子数的多少
③气体分子间的距离 ④气体分子的相对分子质量
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
2．某化学兴趣小组在关于气体摩尔体积运用时，小组成员各自提出了一个关于这方面的说法，你认为正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L
B．标准状况下，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氮原子的物质的量约为2 mol
阿伏加德罗定律及其推论
化学实验小组利用电解装置，来推导气体体积与物质的量的关系，已知利用图1装置电解水时，水的转化过程如图2所示。已知A试管中收集到的气体为氢气，B试管中收集到的气体为氧气。
图1 图2 图3
1．经测定，同温同压下，A试管中气体体积大约是B试管中气体体积的2倍。写出电解水的化学方程式，推测相同温度和压强下气体体积与物质的量的关系。
2．如图3所示用打气筒给篮球打气时，气体源源不断地被打进去，而篮球的体积几乎不发生变化，气体都去了哪？气球内气体的哪些物理量发生了变化？据此推测恒温、恒容时气体物质的量与压强有何关系。
阿伏加德罗定律的六大推论
条件 结论
公式 语言表达
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同 ＝ 同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同 ＝ 同温、同压下，相同体积的气体，其质量与相对分子质量成正比
T、p、m相同 ＝ 同温、同压下，等质量的气体，其体积与相对分子质量成反比
T、V、m相同 ＝ 同温、同体积下，等质量的气体，其压强与相对分子质量成反比
1．下列说法不正确的是( )
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B．同温同压下，SO2气体与CO2气体的密度之比为16∶11
C．温度和容积相同的两容器中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，则压强之比为5∶2
D．同温同压条件下，5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比为5∶2
2．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和CO
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C2H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是( )
A．粒子大小不同 B．粒子质量不同
C．粒子间距离不同 D．粒子的状态不同
2．标准状况下，有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl，③13.6 g H2S，④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系表示不正确的是( )
A．体积：④<①<③<②
B．密度：①<④<③<②
C．质量：④<①<③<②
D．氢原子数：②<④<①<③
3．下列说法正确的是( )
A．同温同压下，甲烷和氧气的密度之比为2∶1
B．1 g甲烷和1 g氧气的原子数之比为5∶1
C．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
D．在标准状况下，等质量的甲烷和氧气的体积之比为 1∶2
4．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________L(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)。
(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。
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专题1 物质的分类及计量
第二单元 物质的化学计量
基础课时4 气体摩尔体积
学习
任务 1．知道固态、液态、气态物质体积的影响因素，进而理解气体摩尔体积的概念，养成宏观辨识与微观探析的学科素养。
2．会用气体摩尔体积进行物质的量与气体体积之间的转化计算。
3．了解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律进行简单问题推导。
必备知识 自主预习储备
一、气体摩尔体积
1．影响物质体积大小的因素
2．气体摩尔体积
想一想 (1)在相同条件下，微粒数相同的不同固态物质或液态物质的体积是否相同？
(2)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？
[提示] (1)不相同。因为固态物质、液态物质体积主要受微粒的数目和微粒本身的大小不同影响，而不同的固态物质、液态物质的微粒大小各不相同。
(2)不是。气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
二、阿伏加德罗定律
1．内容：同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。
2．解释：同温同压下，气体分子之间的距离相等，所以体积相同的任何气体含有的分子数也相等。
3．适用范围：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，对固体和液体不适用。
4．“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。 ( )
(2)当温度和压强一定时，1 mol气体的体积均为22.4 L。 ( )
(3)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ( )
(4)当温度和压强一定时，相同物质的量的气体的体积相同。 ( )
×
×
×
√
关键能力 情境探究达成
[情境素材]
热气球主要用于航空、体育运动和游览观光，由于热气球操作简单，对起飞、着陆场地的要求不高，热气球运动真正发展成为一项时尚、健康的户外休闲和体育运动。
气体摩尔体积及相关计算
[合作探究]
1．你知道热气球升空的原理吗？气体的体积与温度、压强有何关系？
[提示] 热气球是利用加热的空气或某些气体(如氢气或氦气)的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。升高温度或减小压强气体的体积增大，反之气体的体积减小。
2．在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，如果当1 mol气体的体积约是22.4 L时，一定是标准状况吗？为什么？
[提示] 不一定。因为影响气体的体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下，1 mol气体的体积也可能是22.4 L。
[归纳总结]
1．注意气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1，与气体的种类无关，即与气体是单一气体还是混合气体无关；但讨论气体中原子数目时要注意气体分子的组成，如稀有气体是单原子分子。
(2)不要看到“22.4 L”或“11.2 L”就默认为“1 mol”或“0.5 mol”，应用Vm＝22.4 L·mol-1时需注意：
①物质的聚集状态一定为气态(可以是单质或化合物，也可以是纯净物或混合物)；
②条件必须是标准状况下(0 ℃、101 kPa)。
(3)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。
[能力达成]
1．气体的体积主要是由下列哪些因素决定的( )
①气体分子的大小 ②气体分子数的多少 ③气体分子间的距离 ④气体分子的相对分子质量
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
√
C [由于气体分子间距离较大，远大于分子的直径，所以分子大小可以忽略不计，故决定气体体积的因素主要为分子数和分子间的距离，与气体的相对分子质量无关，C项正确。]
2．某化学兴趣小组在关于气体摩尔体积运用时，小组成员各自提出了一个关于这方面的说法，你认为正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L
B．标准状况下，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氮原子的物质的量约为2 mol
√
D [气体体积受温度、压强影响，这里未指明温度、压强，A错误；气体摩尔体积的单位为L·mol-1，B错误；标准状况下，水为非气态，不适用于气体摩尔体积，C错误；标准状况下，22.4 L混合气体中分子的物质的量为1 mol，N2和N2O均含2个氮原子，故混合气体中含有2 mol氮原子，D正确。]
[情境素材]
化学实验小组利用电解装置，来推导气体体积与物质的量的关系，已知利用图1装置电解水时，水的转化过程如图2所示。已知A试管中收集到的气体为氢气，B试管中收集到的气体为氧气。
阿伏加德罗定律及其推论
图1 图2 图3
[合作探究]
1．经测定，同温同压下，A试管中气体体积大约是B试管中气体体积的2倍。写出电解水的化学方程式，推测相同温度和压强下气体体积与物质的量的关系。
2．如图3所示用打气筒给篮球打气时，气体源源不断地被打进去，而篮球的体积几乎不发生变化，气体都去了哪？气球内气体的哪些物理量发生了变化？据此推测恒温、恒容时气体物质的量与压强有何关系。
[提示] 气体的体积受温度和压强影响。向篮球内打气时气体进入篮球内，气体物质的量增多，压强变大。恒温、恒容时气体物质的量与压强成正比关系。
[归纳总结]
阿伏加德罗定律的六大推论
条件 结论
公式 语言表达
T、p相同 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同 同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比
条件 结论
公式 语言表达
T、p相同 同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同 同温、同压下，相同体积的气体，其质量与相对分子质量成正比
T、p、m相同 同温、同压下，等质量的气体，其体积与相对分子质量成反比
T、V、m相同 同温、同体积下，等质量的气体，其压强与相对分子质量成反比
[能力达成]
1．下列说法不正确的是( )
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B．同温同压下，SO2气体与CO2气体的密度之比为16∶11
C．温度和容积相同的两容器中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，则压强之比为5∶2
D．同温同压条件下，5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比为5∶2
√
A [压强未知，无法判断温度相同、体积相同的 O2(g) 和N2(g)所含分子数是否相同，A错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，B正确；同温同体积的气体的压强之比等于物质的量之比，C正确；同温同压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，D正确。]
2．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和CO
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C2H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
√
A [A项，N2和CO摩尔质量相同，质量相同时，物质的量相同，分子数相同，所含原子数也相同；B项，同温度、同体积而压强不同时，H2和N2的物质的量不同，原子数也不同；C项，同体积、同密度时两种气体的质量相同，但摩尔质量不同，分子数不同，原子数也不同；D项，同压强、同体积时，N2O和CO2的物质的量不一定相同，则原子数不一定相同。]
学习效果 随堂评估自测
√
1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是
( )
A．粒子大小不同 B．粒子质量不同
C．粒子间距离不同 D．粒子的状态不同
A [影响固体或液体体积的主要因素是微粒的数目和微粒的大小。]
√
2．标准状况下，有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl，③13.6 g H2S，④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系表示不正确的是
( )
A．体积：④<①<③<②
B．密度：①<④<③<②
C．质量：④<①<③<②
D．氢原子数：②<④<①<③
√
3．下列说法正确的是( )
A．同温同压下，甲烷和氧气的密度之比为2∶1
B．1 g甲烷和1 g氧气的原子数之比为5∶1
C．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
D．在标准状况下，等质量的甲烷和氧气的体积之比为 1∶2
4．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________L(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)。
(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。
11.2
4
11.2
9.03×1023(1.5NA)
44.8
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A．物质的体积取决于微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离
B．在相同条件下，微粒数目相同的任何气体都具有相同体积
C．在同温同压下，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
基础课时固基练(4) 气体摩尔体积
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
C [从微观角度来说，物质的体积由微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离决定，A正确；微粒数目相同的气体的物质的量相同，相同条件下气体的体积也相同，B正确；C项结论只适用于气态物质，C错误；压强越小、温度越高，气体的体积越大，D正确。]
√
2．下列关于2 mol CO2的叙述中，正确的是( )
A．体积为44.8 L
B．电子数约为32×6.02×1023
C．质量为88 g
D．含有4 mol原子
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．物质的量的单位是mol-1
B．12 g 12C中所含碳原子数为NA
C．标准状况下，22.4 L任何气体所含原子数均为NA
D．相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数均为NA
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
B [物质的量的单位是mol，A项错误；12 g 12C的物质的量是1 mol，所含碳原子数为NA，B项正确；标准状况下22.4 L任何气体所含分子数为NA，原子数不一定为NA，C项错误；相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数不一定均为NA，因为气体的物质的量不能确定，D项错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
4．标准状况下，m g气体A与n g气体B所含分子数相同，下列说法不正确的是( )
A．A与B的相对分子质量之比为m∶n
B．同质量的A与B所含分子数之比为n∶m
C．相同状况下，同体积的气体A与气体B的质量之比为m∶n
D．标准状况下，A与B的密度之比为n∶m
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
5．下列说法中正确的是( )
A．质量相同的CH4和O2，体积之比为2∶1
B．等压等体积的N2O和CO2所含的原子数一定相等
C．同温同压下，等质量的CO和CO2气体所含碳原子数之比为1∶1
D．等体积等密度的O2和O3，所含的原子数一定相等
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
6．由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)，不能确定的物理量有( )
A．1摩尔水的质量
B．1摩尔水蒸气的质量
C．1摩尔水的体积
D．1摩尔水蒸气的体积
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
D [物质的质量与聚集状态无关，1摩尔水的质量与1摩尔水蒸气的质量相等，均为m水·NA；对于水来说，分子之间的距离很小，它的体积主要取决于分子的数目和分子的大小，1摩尔水的体积为V水
·NA；对于水蒸气来说，体积的大小主要取决于分子间的距离，因分子间的距离未知，故由题给条件无法确定1摩尔水蒸气的体积。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
7．下列说法中正确的是( )
A．在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L
B．1 mol任何气体体积均为22.4 L
C．在标准状况下，0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L
D．通常状况下，1 mol N2的体积约为22.4 L
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
C [标准状况下水为液体，不适用气体摩尔体积，A错误；未指明气体所处的状况，B错误；1 mol混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L，C正确；通常状况下，1 mol N2体积不是22.4 L，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
8．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是( )
A．H2S B．HCl
C．NH3 D．Cl2
A [同温同压下，同体积的甲、乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28 g·mol-1＝17∶14，故M(甲)＝
34 g·mol-1，各选项中只有H2S符合。]
√
9．(10分)(1)0.25 mol某固体A的质量是15 g，A的相对分子质量为________。(2分)
(2)在同温、同压、同体积的条件下，H2与气体A的质量之比是1∶8，A的摩尔质量为________________。(2分)
(3)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，A的摩尔质量为________________。(2分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
60
16 g·mol-1
30 g·mol-1
(4)两个同容积的密闭容器A、B，在25 ℃下，A中充入a g A气体，B中充入a g CH4气体，A与B内的压强之比是4∶11，A的摩尔质量为____________。(2分)
(5)在同温、同压下，相同体积的CH4与气体A的密度之比为1∶4，A的摩尔质量为____________。(2分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
44 g·mol-1
64 g·mol-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
(4)同温、同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则p(A)∶p(CH4)＝M(CH4)∶M(A)，即4∶11＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝44 g·mol-1。
(5)同温、同压、同体积下，气体密度与摩尔质量成正比，即ρ(CH4)∶ρ(A)＝M(CH4)∶M(A)，即1∶4＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝64 g·mol-1。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
√
10．(易错题)下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是( )
A．某气体在常温常压下的密度为1.429 g·L-1，则该气体的相对分子质量为32
B．在同温同压下，某气体的密度是氢气密度的22倍，则该气体的相对分子质量为44
C．在一定条件下，16 g某双原子分子中含有原子数为NA，其相对分子质量为32
D．假设空气只由氮气和氧气组成且二者体积比为4∶1，则空气的平均相对分子质量约为29
题号
1
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2
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6
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题号
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√
11．(素养题)人造空气(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，11.2 L人造空气的质量是4.8 g，其中氧气与氦气的质量之比是( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶4 D．2∶3
题号
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题号
1
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12
12．(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分)
(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)。(2分)
(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)。
36 g·mol-1
0.4NA
题号
1
3
5
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4
6
8
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10
11
12
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中，电子总数为____________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。(6分)
28 g·mol-1
2.8NA
4.48
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12基础课时固基练(4) 气体摩尔体积
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A．物质的体积取决于微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离
B．在相同条件下，微粒数目相同的任何气体都具有相同体积
C．在同温同压下，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．下列关于2 mol CO2的叙述中，正确的是( )
A．体积为44.8 L
B．电子数约为32×6.02×1023
C．质量为88 g
D．含有4 mol原子
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．物质的量的单位是mol-1
B．12 g 12C中所含碳原子数为NA
C．标准状况下，22.4 L任何气体所含原子数均为NA
D．相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数均为NA
4．标准状况下，m g气体A与n g气体B所含分子数相同，下列说法不正确的是( )
A．A与B的相对分子质量之比为m∶n
B．同质量的A与B所含分子数之比为n∶m
C．相同状况下，同体积的气体A与气体B的质量之比为m∶n
D．标准状况下，A与B的密度之比为n∶m
5．下列说法中正确的是( )
A．质量相同的CH4和O2，体积之比为2∶1
B．等压等体积的N2O和CO2所含的原子数一定相等
C．同温同压下，等质量的CO和CO2气体所含碳原子数之比为1∶1
D．等体积等密度的O2和O3，所含的原子数一定相等
6．由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)，不能确定的物理量有( )
A．1摩尔水的质量
B．1摩尔水蒸气的质量
C．1摩尔水的体积
D．1摩尔水蒸气的体积
7．下列说法中正确的是( )
A．在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L
B．1 mol任何气体体积均为22.4 L
C．在标准状况下，0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L
D．通常状况下，1 mol N2的体积约为22.4 L
8．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是( )
A．H2S B．HCl
C．NH3 D．Cl2
9．(10分)(1)0.25 mol某固体A的质量是15 g，A的相对分子质量为________。(2分)
(2)在同温、同压、同体积的条件下，H2与气体A的质量之比是1∶8，A的摩尔质量为________________。(2分)
(3)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，A的摩尔质量为______。(2分)
(4)两个同容积的密闭容器A、B，在25 ℃下，A中充入a g A气体，B中充入a g CH4气体，A与B内的压强之比是4∶11，A的摩尔质量为__________。(2分)
(5)在同温、同压下，相同体积的CH4与气体A的密度之比为1∶4，A的摩尔质量为____________。(2分)
10．(易错题)下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是( )
A．某气体在常温常压下的密度为1.429 g·L-1，则该气体的相对分子质量为32
B．在同温同压下，某气体的密度是氢气密度的22倍，则该气体的相对分子质量为44
C．在一定条件下，16 g某双原子分子中含有原子数为NA，其相对分子质量为32
D．假设空气只由氮气和氧气组成且二者体积比为4∶1，则空气的平均相对分子质量约为29
11．(素养题)人造空气(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，11.2 L人造空气的质量是4.8 g，其中氧气与氦气的质量之比是( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶4 D．2∶3
12．(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分)
(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)。(2分)
(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的摩尔质量为____________。
②气球中收集到的气体中，电子总数为____________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。(6分)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)基础课时4 气体摩尔体积
学习 任务 1．知道固态、液态、气态物质体积的影响因素，进而理解气体摩尔体积的概念，养成宏观辨识与微观探析的学科素养。 2．会用气体摩尔体积进行物质的量与气体体积之间的转化计算。 3．了解阿伏加德罗定律及其推论，并能运用阿伏加德罗定律进行简单问题推导。
一、气体摩尔体积
1．影响物质体积大小的因素
2．气体摩尔体积
(1)在相同条件下，微粒数相同的不同固态物质或液态物质的体积是否相同？
(2)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？
[提示] (1)不相同。因为固态物质、液态物质体积主要受微粒的数目和微粒本身的大小不同影响，而不同的固态物质、液态物质的微粒大小各不相同。
(2)不是。气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
二、阿伏加德罗定律
1．内容：同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。
2．解释：同温同压下，气体分子之间的距离相等，所以体积相同的任何气体含有的分子数也相等。
3．适用范围：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，对固体和液体不适用。
4．“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。 ( )
(2)当温度和压强一定时，1 mol气体的体积均为22.4 L。 ( )
(3)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ( )
(4)当温度和压强一定时，相同物质的量的气体的体积相同。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
气体摩尔体积及相关计算
热气球主要用于航空、体育运动和游览观光，由于热气球操作简单，对起飞、着陆场地的要求不高，热气球运动真正发展成为一项时尚、健康的户外休闲和体育运动。
1．你知道热气球升空的原理吗？气体的体积与温度、压强有何关系？
[提示] 热气球是利用加热的空气或某些气体(如氢气或氦气)的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。升高温度或减小压强气体的体积增大，反之气体的体积减小。
2．在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，如果当1 mol气体的体积约是22.4 L时，一定是标准状况吗？为什么？
[提示] 不一定。因为影响气体的体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下，1 mol气体的体积也可能是22.4 L。
1．注意气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1，与气体的种类无关，即与气体是单一气体还是混合气体无关；但讨论气体中原子数目时要注意气体分子的组成，如稀有气体是单原子分子。
(2)不要看到“22.4 L”或“11.2 L”就默认为“1 mol”或“0.5 mol”，应用Vm＝22.4 L·mol-1时需注意：
①物质的聚集状态一定为气态(可以是单质或化合物，也可以是纯净物或混合物)；
②条件必须是标准状况下(0 ℃、101 kPa)。
(3)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。
2．求解气体摩尔质量“五”方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ： M＝ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D＝)：＝D。
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%…… a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
1．气体的体积主要是由下列哪些因素决定的( )
①气体分子的大小 ②气体分子数的多少
③气体分子间的距离 ④气体分子的相对分子质量
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
C [由于气体分子间距离较大，远大于分子的直径，所以分子大小可以忽略不计，故决定气体体积的因素主要为分子数和分子间的距离，与气体的相对分子质量无关，C项正确。]
2．某化学兴趣小组在关于气体摩尔体积运用时，小组成员各自提出了一个关于这方面的说法，你认为正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L
B．标准状况下，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氮原子的物质的量约为2 mol
D [气体体积受温度、压强影响，这里未指明温度、压强，A错误；气体摩尔体积的单位为L·mol-1，B错误；标准状况下，水为非气态，不适用于气体摩尔体积，C错误；标准状况下，22.4 L混合气体中分子的物质的量为1 mol，N2和N2O均含2个氮原子，故混合气体中含有2 mol氮原子，D正确。]
阿伏加德罗定律及其推论
化学实验小组利用电解装置，来推导气体体积与物质的量的关系，已知利用图1装置电解水时，水的转化过程如图2所示。已知A试管中收集到的气体为氢气，B试管中收集到的气体为氧气。
图1 图2 图3
1．经测定，同温同压下，A试管中气体体积大约是B试管中气体体积的2倍。写出电解水的化学方程式，推测相同温度和压强下气体体积与物质的量的关系。
[提示] 电解水的化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，由氢气和氧气的物质的量之比是2∶1，体积之比也是2∶1，可以推测同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比。
2．如图3所示用打气筒给篮球打气时，气体源源不断地被打进去，而篮球的体积几乎不发生变化，气体都去了哪？气球内气体的哪些物理量发生了变化？据此推测恒温、恒容时气体物质的量与压强有何关系。
[提示] 气体的体积受温度和压强影响。向篮球内打气时气体进入篮球内，气体物质的量增多，压强变大。恒温、恒容时气体物质的量与压强成正比关系。
阿伏加德罗定律的六大推论
条件 结论
公式 语言表达
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同 ＝ 同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比
T、p、V相同 ＝ 同温、同压下，相同体积的气体，其质量与相对分子质量成正比
T、p、m相同 ＝ 同温、同压下，等质量的气体，其体积与相对分子质量成反比
T、V、m相同 ＝ 同温、同体积下，等质量的气体，其压强与相对分子质量成反比
1．下列说法不正确的是( )
A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B．同温同压下，SO2气体与CO2气体的密度之比为16∶11
C．温度和容积相同的两容器中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，则压强之比为5∶2
D．同温同压条件下，5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比为5∶2
A [压强未知，无法判断温度相同、体积相同的 O2(g) 和N2(g)所含分子数是否相同，A错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，B正确；同温同体积的气体的压强之比等于物质的量之比，C正确；同温同压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，D正确。]
2．下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和CO
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C2H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
A [A项，N2和CO摩尔质量相同，质量相同时，物质的量相同，分子数相同，所含原子数也相同；B项，同温度、同体积而压强不同时，H2和N2的物质的量不同，原子数也不同；C项，同体积、同密度时两种气体的质量相同，但摩尔质量不同，分子数不同，原子数也不同；D项，同压强、同体积时，N2O和CO2的物质的量不一定相同，则原子数不一定相同。]
1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是( )
A．粒子大小不同 B．粒子质量不同
C．粒子间距离不同 D．粒子的状态不同
A [影响固体或液体体积的主要因素是微粒的数目和微粒的大小。]
2．标准状况下，有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl，③13.6 g H2S，④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系表示不正确的是( )
A．体积：④<①<③<②
B．密度：①<④<③<②
C．质量：④<①<③<②
D．氢原子数：②<④<①<③
D [利用n＝＝＝和阿伏加德罗定律，把题干中的每种物质不同的物理量都转化为物质的量：①0.3 mol CH4，②0.5 mol HCl，③0.4 mol H2S，④0.2 mol NH3。相同状况下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以体积：④<①<③<②，A正确；相同状况下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，所以密度：①<④<③<②，B正确；根据气体的物质的量和摩尔质量计算其质量：①4.8 g CH4，②18.25 g HCl，③13.6 g H2S，④3.4 g NH3，所以质量：④<①<③<②，C正确；根据各气体的化学式和物质的量判断，氢原子数：②<④<③<①，D不正确。]
3．下列说法正确的是( )
A．同温同压下，甲烷和氧气的密度之比为2∶1
B．1 g甲烷和1 g氧气的原子数之比为5∶1
C．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
D．在标准状况下，等质量的甲烷和氧气的体积之比为 1∶2
B [同温同压下，甲烷和氧气的密度之比等于摩尔质量之比，即16 g·mol-1∶32 g·mol-1＝1∶2，A错误；根据N＝nNA＝可知，1 g甲烷和1 g氧气的原子数之比为∶＝5∶1，B正确；根据m＝nM可知，等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为16∶32＝1∶2，C错误；根据公式V＝nVm＝可知，在标准状况下等质量的甲烷和氧气的体积之比为∶＝2∶1，D错误。]
4．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________L(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)。
(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。
[解析] (1)V＝0.5 mol×22.4 L·mol-1＝11.2 L。
(2)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＝1.5×6.02×1023＝9.03×1023(或1.5NA)。
(5)n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故混合气体的体积约为 (0.5＋1.5)mol×22.4 L·mol-1＝44.8 L。
[答案] (1)11.2 (2)4 (3)11.2 (4)9.03×1023(1.5NA) (5)44.8
基础课时固基练(4) 气体摩尔体积
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A．物质的体积取决于微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离
B．在相同条件下，微粒数目相同的任何气体都具有相同体积
C．在同温同压下，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
C [从微观角度来说，物质的体积由微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离决定，A正确；微粒数目相同的气体的物质的量相同，相同条件下气体的体积也相同，B正确；C项结论只适用于气态物质，C错误；压强越小、温度越高，气体的体积越大，D正确。]
2．下列关于2 mol CO2的叙述中，正确的是( )
A．体积为44.8 L
B．电子数约为32×6.02×1023
C．质量为88 g
D．含有4 mol原子
C [气体所处的状况未知，则气体摩尔体积未知，无法计算气体体积，A项错误；由N＝n×NA可知，2 mol CO2中所含分子数约为2×6.02×1023，则电子数约为2×6.02×1023×22，B项错误；由m＝n×M可知，m(CO2)＝＝88 g，C项正确；1个CO2中含有1个碳原子和2个氧原子，则2 mol CO2中所含原子的物质的量为 2 mol×(1＋2)＝6 mol，D项错误。]
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．物质的量的单位是mol-1
B．12 g 12C中所含碳原子数为NA
C．标准状况下，22.4 L任何气体所含原子数均为NA
D．相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数均为NA
B [物质的量的单位是mol，A项错误；12 g 12C的物质的量是1 mol，所含碳原子数为NA，B项正确；标准状况下22.4 L任何气体所含分子数为NA，原子数不一定为NA，C项错误；相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数不一定均为NA，因为气体的物质的量不能确定，D项错误。]
4．标准状况下，m g气体A与n g气体B所含分子数相同，下列说法不正确的是( )
A．A与B的相对分子质量之比为m∶n
B．同质量的A与B所含分子数之比为n∶m
C．相同状况下，同体积的气体A与气体B的质量之比为m∶n
D．标准状况下，A与B的密度之比为n∶m
D [标准状况下，m g A和n g B所含分子数相同，则其物质的量相等，由物质的量和质量的关系可知，物质的量相同的气体，相对分子质量之比等于其质量之比，即A与B的相对分子质量之比为m∶n，A正确；A与B的相对分子质量之比为m∶n，由物质的量和质量的关系可知，同质量时，A和B所含分子数之比等于∶＝n∶m，B正确；相同状况下，同体积的气体A与气体B的物质的量相同，则质量之比等于其相对分子质量之比，即为m∶n，C正确；标准状况下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，A与B的密度之比为m∶n，D错误。]
5．下列说法中正确的是( )
A．质量相同的CH4和O2，体积之比为2∶1
B．等压等体积的N2O和CO2所含的原子数一定相等
C．同温同压下，等质量的CO和CO2气体所含碳原子数之比为1∶1
D．等体积等密度的O2和O3，所含的原子数一定相等
D [CH4的相对分子质量为16，O2的相对分子质量为32，等质量的CH4和O2的物质的量之比为∶＝2∶1，二者所处的状态未知，不能确定二者的体积之比，A错误；设NA为阿伏加德罗常数的值，1 mol N2O和1 mol CO2所含原子数均为3NA，但未说明温度，不能确定等压等体积的N2O和CO2的物质的量关系，B错误；CO的相对分子质量为28，CO2的相对分子质量为44，则同温同压下，等质量的CO和CO2气体的物质的量之比为∶＝11∶7，所含碳原子数之比也为11∶7，C错误；等体积等密度的O2和O3的质量相等，二者都是氧原子构成的单质分子，质量相等时，所含的原子数一定相等，D正确。]
6．由阿伏加德罗常数(NA)和一个水分子的质量(m水)、一个水分子的体积(V水)，不能确定的物理量有( )
A．1摩尔水的质量
B．1摩尔水蒸气的质量
C．1摩尔水的体积
D．1摩尔水蒸气的体积
D [物质的质量与聚集状态无关，1摩尔水的质量与1摩尔水蒸气的质量相等，均为m水·NA；对于水来说，分子之间的距离很小，它的体积主要取决于分子的数目和分子的大小，1摩尔水的体积为V水·NA；对于水蒸气来说，体积的大小主要取决于分子间的距离，因分子间的距离未知，故由题给条件无法确定1摩尔水蒸气的体积。]
7．下列说法中正确的是( )
A．在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L
B．1 mol任何气体体积均为22.4 L
C．在标准状况下，0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L
D．通常状况下，1 mol N2的体积约为22.4 L
C [标准状况下水为液体，不适用气体摩尔体积，A错误；未指明气体所处的状况，B错误；1 mol混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L，C正确；通常状况下，1 mol N2体积不是22.4 L，D错误。]
8．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是( )
A．H2S B．HCl
C．NH3 D．Cl2
A [同温同压下，同体积的甲、乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28 g·mol-1＝17∶14，故M(甲)＝34 g·mol-1，各选项中只有H2S符合。]
9．(10分)(1)0.25 mol某固体A的质量是15 g，A的相对分子质量为________。(2分)
(2)在同温、同压、同体积的条件下，H2与气体A的质量之比是1∶8，A的摩尔质量为________________。(2分)
(3)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，A的摩尔质量为______。(2分)
(4)两个同容积的密闭容器A、B，在25 ℃下，A中充入a g A气体，B中充入a g CH4气体，A与B内的压强之比是4∶11，A的摩尔质量为__________。(2分)
(5)在同温、同压下，相同体积的CH4与气体A的密度之比为1∶4，A的摩尔质量为____________。(2分)
[解析] (1)M(A)＝15 g÷0.25 mol＝60 g·mol-1，Mr(A)＝60。
(2)同温、同压、同体积的两种气体物质的量相同，物质的量相同时，质量与摩尔质量成正比，则m(H2)∶m(A)＝M(H2)∶M(A)，即1∶8＝2 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝。
(3)同温、同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则V(CH4)∶V(A)＝M(A)∶M(CH4)，即15∶8＝M(A)∶16 g·mol-1，解得M(A)＝30 g·mol-1。
(4)同温、同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则p(A)∶p(CH4)＝M(CH4)∶M(A)，即4∶11＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝44 g·mol-1。
(5)同温、同压、同体积下，气体密度与摩尔质量成正比，即ρ(CH4)∶ρ(A)＝M(CH4)∶M(A)，即1∶4＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝64 g·mol-1。
[答案] (1)60 (2)16 g·mol-1 (3)30 g·mol-1 (4)44 g·mol-1 (5)64 g·mol-1
10．(易错题)下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是( )
A．某气体在常温常压下的密度为1.429 g·L-1，则该气体的相对分子质量为32
B．在同温同压下，某气体的密度是氢气密度的22倍，则该气体的相对分子质量为44
C．在一定条件下，16 g某双原子分子中含有原子数为NA，其相对分子质量为32
D．假设空气只由氮气和氧气组成且二者体积比为4∶1，则空气的平均相对分子质量约为29
A [A项，常温常压下，1 mol气体的体积大于22.4 L，则该气体的摩尔质量M>22.4 L· mol-1×1.429 g·L-1≈32 g·mol-1，故其相对分子质量大于32，错误；B项，由MA＝DMB，该气体的摩尔质量为22×M(H2)＝22×2 g·mol-1＝44 g·mol-1，其相对分子质量为44，正确；C项，由n＝可求出双原子分子的物质的量为0.5 mol，所以其摩尔质量M＝＝32 g·mol-1，其相对分子质量为32，正确；D项，由氮气和氧气的体积比可以求出氮气和氧气的体积分数分别为80%、20%，所以由＝M1V1%＋M2V2%＋…＋MiVi%可知，＝M(O2)×20%＋M(N2)×80%＝28.8 g·mol-1，故空气的平均相对分子质量约为29，正确。]
11．(素养题)人造空气(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，11.2 L人造空气的质量是4.8 g，其中氧气与氦气的质量之比是( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶4 D．2∶3
B [人造空气的物质的量是＝0.5 mol，设氧气与氦气的物质的量分别是x mol、y mol, 则x＋y＝0.5、32x＋4y＝4.8，解得x＝0.1、y＝0.4，则氧气与氦气的质量之比是3.2 g∶1.6 g＝2∶1，B项正确。]
12．(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分)
(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)。(2分)
(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的摩尔质量为____________。
②气球中收集到的气体中，电子总数为____________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。(6分)
[解析] (1)n＝＝0.4 mol，＝＝36 g·mol-1。
(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中，含0.4 mol碳原子。
(3)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。
解得，因此气球中收集到0.2 mol CO，含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为 4.48 L。
[答案] (1)36 g·mol-1 (2)0.4NA
(3)①28 g·mol-1 ②2.8NA ③4.48
21世纪教育网(www.21cnjy.com)基础课时固基练(4)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
C C B D D D C A A B
9．(1)60 (2)16 g·mol-1 (3)30 g·mol-1 (4)44 g·mol-1 (5)64 g·mol-1
12．(1)36 g·mol-1 (2)0.4NA (3)①28 g·mol-1
②2.8NA ③4.48
1．C [从微观角度来说，物质的体积由微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离决定，A正确；微粒数目相同的气体的物质的量相同，相同条件下气体的体积也相同，B正确；C项结论只适用于气态物质，C错误；压强越小、温度越高，气体的体积越大，D正确。]
2．C [气体所处的状况未知，则气体摩尔体积未知，无法计算气体体积，A项错误；由N＝n×NA可知，2 mol CO2中所含分子数约为2×6.02×1023，则电子数约为2×6.02×1023×22，B项错误；由m＝n×M可知，m(CO2)＝2 mol×44 g·mol-1＝88 g，C项正确；1个CO2中含有1个碳原子和2个氧原子，则2 mol CO2中所含原子的物质的量为 2 mol×(1＋2)＝6 mol，D项错误。]
3．B [物质的量的单位是mol，A项错误；12 g 12C的物质的量是1 mol，所含碳原子数为NA，B项正确；标准状况下22.4 L任何气体所含分子数为NA，原子数不一定为NA，C项错误；相同体积的O2(g)和NO2(g)中所含分子数不一定均为NA，因为气体的物质的量不能确定，D项错误。]
4．D [标准状况下，m g A和n g B所含分子数相同，则其物质的量相等，由物质的量和质量的关系可知，物质的量相同的气体，相对分子质量之比等于其质量之比，即A与B的相对分子质量之比为m∶n，A正确；A与B的相对分子质量之比为m∶n，由物质的量和质量的关系可知，同质量时，A和B所含分子数之比等于＝n∶m，B正确；相同状况下，同体积的气体A与气体B的物质的量相同，则质量之比等于其相对分子质量之比，即为m∶n，C正确；标准状况下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，A与B的密度之比为m∶n，D错误。]
5．D [CH4的相对分子质量为16，O2的相对分子质量为32，等质量的CH4和O2的物质的量之比为＝2∶1，二者所处的状态未知，不能确定二者的体积之比，A错误；设NA为阿伏加德罗常数的值，1 mol N2O和1 mol CO2所含原子数均为3NA，但未说明温度，不能确定等压等体积的N2O和CO2的物质的量关系，B错误；CO的相对分子质量为28，CO2的相对分子质量为44，则同温同压下，等质量的CO和CO2气体的物质的量之比为＝11∶7，所含碳原子数之比也为11∶7，C错误；等体积等密度的O2和O3的质量相等，二者都是氧原子构成的单质分子，质量相等时，所含的原子数一定相等，D正确。]
6．D [物质的质量与聚集状态无关，1摩尔水的质量与1摩尔水蒸气的质量相等，均为m水·NA；对于水来说，分子之间的距离很小，它的体积主要取决于分子的数目和分子的大小，1摩尔水的体积为V水·NA；对于水蒸气来说，体积的大小主要取决于分子间的距离，因分子间的距离未知，故由题给条件无法确定1摩尔水蒸气的体积。]
7．C [标准状况下水为液体，不适用气体摩尔体积，A错误；未指明气体所处的状况，B错误；1 mol混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L，C正确；通常状况下，1 mol N2体积不是22.4 L，D错误。]
8．A [同温同压下，同体积的甲、乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28 g·mol-1＝17∶14，故M(甲)＝34 g·mol-1，各选项中只有H2S符合。]
9．(1)M(A)＝15 g÷0.25 mol＝60 g·mol-1，Mr(A)＝60。
(2)同温、同压、同体积的两种气体物质的量相同，物质的量相同时，质量与摩尔质量成正比，则m(H2)∶m(A)＝M(H2)∶M(A)，即1∶8＝2 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝16 g·mol-1。
(3)同温、同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则V(CH4)∶V(A)＝M(A)∶M(CH4)，即15∶8＝M(A)∶16 g·mol-1，解得M(A)＝30 g·mol-1。
(4)同温、同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则p(A)∶p(CH4)＝M(CH4)∶M(A)，即4∶11＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝44 g·mol-1。
(5)同温、同压、同体积下，气体密度与摩尔质量成正比，即ρ(CH4)∶ρ(A)＝M(CH4)∶M(A)，即1∶4＝16 g·mol-1∶M(A)，解得M(A)＝64 g·mol-1。
10．A [A项，常温常压下，1 mol气体的体积大于22.4 L，则该气体的摩尔质量M>22.4 L· mol-1×1.429 g·L-1≈32 g·mol-1，故其相对分子质量大于32，错误；B项，由MA＝DMB，该气体的摩尔质量为22×M(H2)＝22×2 g·mol-1＝44 g·mol-1，其相对分子质量为44，正确；C项，由n＝可求出双原子分子的物质的量为0.5 mol，所以其摩尔质量M＝＝32 g·mol-1，其相对分子质量为32，正确；D项，由氮气和氧气的体积比可以求出氮气和氧气的体积分数分别为80%、20%，所以由＝M1V1%＋M2V2%＋…＋MiVi%可知，＝M(O2)×20%＋M(N2)×80%＝28.8 g·mol-1，故空气的平均相对分子质量约为29，正确。]
11．B [人造空气的物质的量是＝0.5 mol，设氧气与氦气的物质的量分别是x mol、y mol，则x＋y＝0.5、32x＋4y＝4.8，解得x＝0.1、y＝0.4，则氧气与氦气的质量之比是3.2 g∶1.6 g＝2∶1，B项正确。]
12．(1)n＝＝0.4 mol，＝36 g·mol-1。
(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中，含0.4 mol碳原子。
(3)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。
解得，因此气球中收集到0.2 mol CO，含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为 4.48 L。
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