(共43张PPT)
第二章
海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
课时12 气体摩尔体积
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 了解气体摩尔体积的含义 2. 掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算 3. 理解阿伏加德罗定律及其推论
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的原子数( )
(2) 当1 mol气体的体积约为22.4 L时，则一定处在标准状况下( )
(3) 标准状况下，0.1 mol H2与0.9 mol O2的混合气体体积约为22.4 L( )
(4) 常温常压下，1 mol H2的体积约为22.4 L( )
(5) 标准状况下，1 mol H2O的体积约为22.4 L( )
(6) 同温同压下，1 mol任何气体的体积相同( )
(7) 不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同 ( )
(8) 同温同压下，同体积的CH4和NH3含有的质子数相等( )
(9) 同温同压下，等质量的NO2和N2O4的体积(均为气态)相同( )
概 念 辨 析
×
×
√
×
×
√
√
√
×
纲要笔记
已知1 mol物质所占有的体积叫物质的摩尔体积。在一定条件下，1 mol不同物质的体积(固体、液体在20 ℃时的体积，气体的体积在0 ℃、101 kPa时测定)如下表所示。观察并分析表中的数据。
决定物质摩尔体积的因素
1
举例 聚集状态 体积
Fe 固体 7.12 cm3
Al 固体 10.0 cm3
H2O 液体 18.0 cm3
H2SO4 液体 53.6 cm3
H2 气体 22.4 L
O2 气体 22.4 L
[结论]同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别______。同温同压下，1 mol气体的体积____________。在一定的温度和压强下：
大小
距离
较大
近似相等
[要点提醒]
(1) 在一定温度和压强下，当物质的状态为液态和固态时，1 mol物质体积大小主要取决于其本身粒子的大小。
(2) 当物质的状态为气态时，因为粒子之间的距离远远大于粒子本身的大小，所以在一定温度和压强下，1 mol 气体的体积主要取决于粒子之间的距离，而忽略粒子本身的大小。所以在相同的温度和压强下，相同物质的量的任何气体都具有相同的体积。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
气体摩尔体积
2
化学式 条件 1 mol气体体积/L
N2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
N2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
[结论]1 mol任何气体，在标准状况下(0℃，101 kPa)的体积都约为_________；1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积_________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
1. 定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号为_____，公式为________，单位为_________。
2. 标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol，但气体摩尔体积约为 22.4 L/mol时，不一定是在标准状况下。
22.4 L
不一定
Vm
L/mol
[要点提醒]
(1) 在一定的温度和压强下，气体摩尔体积(Vm)是一个定值，与气体的种类无关。
(2) 标准状况下的气体摩尔体积
①1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定约为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。标准状况下，水、硫酸、酒精、CCl4、苯、SO3等都不是气态。
②2个数据：“1 mol”和“约22.4 L”。
(3) 若不是气体或不是标准状况均不能用22.4 L/mol 进行相关计算。
(4) 气体可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体。
1. 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。
2. 阿伏加德罗定律常用推论
阿伏加德罗定律及推论
3
物质的量
气体分子数
摩尔质量
物质的量
(n：物质的量；ρ：气体的密度；M：气体的摩尔质量；V：气体的体积；m：气体的质量；N：气体的分子数。设NA为阿伏加德罗常数的值)
在标准状况下，气体的相关计算
4
分类悟法
类型1 气体摩尔体积
(2024·深圳)下列关于气体摩尔体积的说法正确的是( )
A. 1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L
B. 1 mol气体在非标准状况下的体积不可能约为22.4 L
C. 气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体
D. 0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体的体积约为22.4 L
1
【解析】气体未处于标准状态下，1 mol气体的体积不一定约为22.4 L，A错误；增大压强并升高温度，1 mol气体在非标准状况下的体积也可能约为22.4 L，B错误；气体未告知是否处于标准状况下，故0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体的体积不一定约为22.4 L，D错误。
C
类型2 气体摩尔体积的计算
设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，4.48 L CO含有0.2NA个原子
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
2
【解析】常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol，A错误；标准状况下，4.48 L CO物质的量为0.2 mol，则应含有0.4NA个原子，C错误；未指明标准状况，不能根据22.4 L/mol 计算气体物质的量，C错误；标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2物质的量均是0.05 mol，O2和CO2分子中均含2个氧原子，则氧原子的数目均为0.1NA，D正确。
D
类型3 阿伏加德罗定律及其推论
在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同。下列说法正确的是( )
A. 充入的CO分子数比CO2分子数少
B. 甲容器的体积比乙容器的体积小
C. CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D. 若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大
3
D
【解析】相同质量的不同气体，其分子数之比等于摩尔质量的反比，M(CO)＜M(CO2)，则N(CO)＞N(CO2)，A错误；由阿伏加德罗定律可知，等温等压等质量的不同气体，其体积之比等于摩尔质量的反比，M(CO)＜M(CO2)，则V(CO)＞V(CO2)，B错误；当温度和压强相同，所有气体的摩尔体积相同，C错误；等温等容等质量的不同气体，压强与物质的量成正比，气体的物质的量与摩尔质量成反比，M(CO)＜M(CO2)，则n(CO)＞n(CO2)，p(CO)＞p(CO2)，D正确。
课堂评价
1. 当固体或液体粒子数目相同时，下列决定了固体或液体的体积大小的因素是( )
A. 微粒之间的距离 B. 温度和压强
C. 微粒本身的大小 D. 物质的摩尔质量
C
2. 同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较。
(1) 物质的量之比为_________。
(2) 分子数之比为_________。
(3) 原子数之比为 _________。
(4) 质量之比为_______________。
(5) 摩尔质量之比为____________。
(6) 密度之比为____________。
1∶2
1∶2
3∶4
11∶14
11∶7
11∶7
3. 同温同压下，a g气体A和b g气体B的体积相同。下列说法正确的是( )
A. A和B的摩尔质量之比是b∶a
B. 同温同体积下，同质量的A和B气体的压强之比是a∶b
C. 同温同压下，A和B的密度之比为a∶b
D. 同温同压下，同质量的A和B气体的体积之比是a∶b
【解析】同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，则a g气体A和b g气体B的物质的量相等；由阿伏加德罗定律可知，相同物质的量的物质，其摩尔质量之比等于其质量之比，则A和B的摩尔质量之比是a∶b，A错误；同温同体积同质量下，气体的压强与摩尔质量成反比，则同质量的A和B气体的压强之比是b∶a，B错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则A和B的密度之比为a∶b，C正确；同温同压同质量下，气体的体积之比和摩尔质量成反比，则体积之比为b∶a，D错误。
C
4. (2024·深圳)同温同压下，等质量的CO气体和CO2气体。下列说法正确的是 ( )
A. 分子个数比1∶1 B. 原子个数比22∶21
C. 体积比7∶11 D. 密度比11∶7
B
配套新练案
1. 同温同压下，下列影响气体体积的主要因素是( )
A. 气体的种类 B. 分子间的平均距离
C. 分子本身的大小 D. 气体的分子数
【解析】影响气体体积的因素有气体的分子数和分子间距离，同温同压下，气体分子间的平均距离相等，故同温同压下，影响气体体积的主要因素是气体的分子数，D正确。
D
2. 下列说法正确的是( )
A. 1 mol 任何气体的体积都是22.4 L
B. 1 mol 任何物质在标准状况下所占体积都约是22.4 L
C. 1 mol 氯气、水、干冰在标准状况下所含分子数相等
D. 在室温和101 kPa下，1 mol 任何气体的体积约小于22.4 L
【解析】未注明温度和压强，无法计算气体体积，A错误；标准状况下， 1 mol 气体的体积约为22.4 L，B错误；由阿伏加德罗定律可知，物质的量相同的物质所含有的微粒数相同，C正确；标准状况下，1 mol 气体的体积都约为22.4 L，当气体物质的量和压强一定时，气体的体积与温度成正比，故温度升高到室温， 1 mol 任何气体的体积应大于22.4 L，D错误。
C
3. 下列说法正确的是( )
A. 摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B. 1 mol氢气的质量为2 g，含有6.02×1023个氢分子
C. 氧气的摩尔质量为32 g，氧气的相对分子质量也为32 g
D. 1 mol氧气的体积约为22.4 L
【解析】摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质中所含有的粒子数约为6.02×1023，但不一定是分子，A错误；O2的摩尔质量为32 g/mol，其相对分子质量是32，C错误；未注明气体的温度和压强，无法利用标准状况下的气体摩尔体积计算出气体体积，D错误。
B
4. 物质的量能联系宏观和微观，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 物质的量是一个物理量，符号为M
B. 1 mol Na含有的电子数为NA
C. 常温常压下，1 mol O2的体积约为22.4 L
D. 28 g N2含有的分子数为NA
D
5. 下列说法正确的是( )
A. 28 g CO的体积约为22.4 L
B. 标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
C. 同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大
D. 两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也一定相同
【解析】未注明气体的温度和压强，无法利用标准状况下的气体摩尔体积计算出气体体积，A错误；标准状况下，水不处于气态，故不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算出水的物质的量，B错误；未强调物质状态，若为固体或液体则不成立，D错误。
C
6. 有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)。该气体的摩尔质量是( )
A. 28.4 B. 28.4 g/mol
C. 71 D. 71 g/mol
D
7. 如图所示的是两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )
A. 原子数相等
B. 密度相等
C. 质量相等
D. 摩尔质量相等
【解析】同温同压下，体积相等的两种气体，其所含分子的物质的量相等，又N2、O2、NO都是双原子分子，故可知两种气体中所含原子数相等，A正确。
A
8. 相同条件下，下列气体质量相等时体积最大的是( )
A. O2 B. H2
C. CO D. NO
【解析】相同条件下，相同质量的气体，摩尔质量越小，物质的量越大，气体体积越大，因M(O2)>M(NO)>M(CO)>M(H2)，则H2的体积最大，B正确。
B
9. 同温同压下，对于相同体积的SO2和SO3气体。下列说法错误的是( )
A. 气体分子物质的量之比为1∶1 B. 气体密度之比为5∶4
C. 原子数目之比为3∶4 D. 气体质量之比为4∶5
【解析】同温同压下，相同体积的任何气体具有相同数目的分子，则等体积的SO2和SO3，气体分子物质的量之比为1∶1，A正确；相同条件下，气体的密度之比是摩尔质量之比，SO2和SO3气体的密度之比为64 g/mol∶80 g/mol＝4∶5，B错误；气体分子物质的量之比为1∶1，SO2分子中含有3个原子，SO3分子中含有4个原子，则其原子数目之比为3∶4，C正确；气体分子物质的量之比为1∶1，气体质量之比等于摩尔质量之比，则SO2和SO3的质量之比为64 g/mol∶80 g/mol＝4∶5，D正确。
B
10. 标准状况下，将3.36 L的CO2与一定量的Na2O2粉末充分反应后，得到气体2.24 L。下列说法正确的是( )
A. 反应后得到的固体为混合物
B. 反应前Na2O2的物质的量为0.2 mol
C. 反应后固体增重4.4 g
D. 标准状况下，反应后约生成1.12 L O2
D
11. (2024·广州)按要求填写下列空白：
(1) 物质的量相同的CO和CO2，所含的分子数之比是_________，质量之比是____________。
(2) 质量相同的O2和O3，分子数之比是________，O原子数之比是________。
(3) 4.6 g XO2气体中含有1.204×1023个O原子，则X的摩尔质量是_________。
(4) 1.204×1024个NH3中含有的H原子数与_____ g CH4含有的H原子数目相同。
1∶1
7∶11
3∶2
1∶1
14 g/mol
24
(5) 28 g N2的体积(标准状况下)约为_________ L。
(6) 同温同压下，同体积的NH3和H2S气体的物质的量之比为_________，质量之比为_________，其中含有的氢原子数目之比为_________。
22.4
1∶1
1∶2
3∶2
12. 现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积约为 8.96 L。设NA 表示阿伏加德罗常数的值，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___________。
40 g/mol
0.4NA
(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质量为__________。
②气球中收集到的气体中，电子总数为_________(假设气体全部进入气球中)。
③气球的体积约为________ L(忽略气球弹性的影响)。
④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为_________。
2.8 g
1.4NA
2.24
0.3NA
13. 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。回答下列问题。
(1) 同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，二者的分子数之比为_________，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。
1∶1
3∶4
44∶17
10.8
8.96
1∶2
13
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学习目标 知识体系
1. 了解气体摩尔体积的含义2. 掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算3. 理解阿伏加德罗定律及其推论
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的原子数(×)
(2) 当1 mol气体的体积约为22.4 L时，则一定处在标准状况下(×)
(3) 标准状况下，0.1 mol H2与0.9 mol O2的混合气体体积约为22.4 L(√)
(4) 常温常压下，1 mol H2的体积约为22.4 L(×)
(5) 标准状况下，1 mol H2O的体积约为22.4 L(×)
(6) 同温同压下，1 mol任何气体的体积相同(√)
(7) 不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同(√)
(8) 同温同压下，同体积的CH4和NH3含有的质子数相等(√)
(9) 同温同压下，等质量的NO2和N2O4的体积(均为气态)相同(×)
决定物质摩尔体积的因素
已知1 mol物质所占有的体积叫物质的摩尔体积。在一定条件下，1 mol不同物质的体积(固体、液体在20 ℃时的体积，气体的体积在0 ℃、101 kPa时测定)如下表所示。观察并分析表中的数据。
举例 聚集状态 体积
Fe 固体 7.12 cm3
Al 固体 10.0 cm3
H2O 液体 18.0 cm3
H2SO4 液体 53.6 cm3
H2 气体 22.4 L
O2 气体 22.4 L
[结论]同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别较大。同温同压下，1 mol气体的体积近似相等。在一定的温度和压强下：
[要点提醒]
(1) 在一定温度和压强下，当物质的状态为液态和固态时，1 mol物质体积大小主要取决于其本身粒子的大小。
(2) 当物质的状态为气态时，因为粒子之间的距离远远大于粒子本身的大小，所以在一定温度和压强下，1 mol 气体的体积主要取决于粒子之间的距离，而忽略粒子本身的大小。所以在相同的温度和压强下，相同物质的量的任何气体都具有相同的体积。
气体摩尔体积
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
N2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
N2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
[结论]1 mol任何气体，在标准状况下(0℃，101 kPa)的体积都约为22.4 L；1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积不一定(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
1. 定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号为Vm，公式为Vm＝，单位为L/mol。
2. 标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol，但气体摩尔体积约为22.4 L/mol时，不一定是在标准状况下。
[要点提醒]
(1) 在一定的温度和压强下，气体摩尔体积(Vm)是一个定值，与气体的种类无关。
(2) 标准状况下的气体摩尔体积
①1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定约为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。标准状况下，水、硫酸、酒精、CCl4、苯、SO3等都不是气态。
②2个数据：“1 mol”和“约22.4 L”。
(3) 若不是气体或不是标准状况均不能用22.4 L/mol 进行相关计算。
(4) 气体可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体。
阿伏加德罗定律及推论
1. 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。
2. 阿伏加德罗定律常用推论
条件 语言叙述 公式
同温、同压下 气体的体积之比等于其物质的量、气体分子数之比 ＝＝
气体的密度之比等于其摩尔质量之比 ＝
同温、同体积下 气体的压强之比等于其物质的量之比 ＝
同温、同体积、同质量的气体 气体的压强与摩尔质量成反比 ＝
在标准状况下，气体的相关计算
(n：物质的量；ρ：气体的密度；M：气体的摩尔质量；V：气体的体积；m：气体的质量；N：气体的分子数。设NA为阿伏加德罗常数的值)
公式 n＝＝＝＝
求ρ ρ＝＝＝＝
求N N＝n·NA＝·NA
求m m＝n·M＝·M
求M M＝ρ·22.4 L/mol
类型1 气体摩尔体积
(2024·深圳)下列关于气体摩尔体积的说法正确的是(C)
A. 1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L
B. 1 mol气体在非标准状况下的体积不可能约为22.4 L
C. 气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体
D. 0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体的体积约为22.4 L
【解析】气体未处于标准状态下，1 mol气体的体积不一定约为22.4 L，A错误；增大压强并升高温度，1 mol气体在非标准状况下的体积也可能约为22.4 L，B错误；气体未告知是否处于标准状况下，故0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体的体积不一定约为22.4 L，D错误。
类型2 气体摩尔体积的计算
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(D)
A. 常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B. 标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子
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
【解析】常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol，A错误；标准状况下，4.48 L CO物质的量为0.2 mol，则应含有0.4NA个原子，C错误；未指明标准状况，不能根据22.4 L/mol 计算气体物质的量，C错误；标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2物质的量均是0.05 mol，O2和CO2分子中均含2个氧原子，则氧原子的数目均为0.1NA，D正确。
类型3 阿伏加德罗定律及其推论
在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同。下列说法正确的是(D)
A. 充入的CO分子数比CO2分子数少
B. 甲容器的体积比乙容器的体积小
C. CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D. 若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大
【解析】相同质量的不同气体，其分子数之比等于摩尔质量的反比，M(CO)＜M(CO2)，则N(CO)＞N(CO2)，A错误；由阿伏加德罗定律可知，等温等压等质量的不同气体，其体积之比等于摩尔质量的反比，M(CO)＜M(CO2)，则V(CO)＞V(CO2)，B错误；当温度和压强相同，所有气体的摩尔体积相同，C错误；等温等容等质量的不同气体，压强与物质的量成正比，气体的物质的量与摩尔质量成反比，M(CO)＜M(CO2)，则n(CO)＞n(CO2)，p(CO)＞p(CO2)，D正确。
1. 当固体或液体粒子数目相同时，下列决定了固体或液体的体积大小的因素是(C)
A. 微粒之间的距离 B. 温度和压强
C. 微粒本身的大小 D. 物质的摩尔质量
2. 同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较。
(1) 物质的量之比为 1∶2。
(2) 分子数之比为1∶2。
(3) 原子数之比为 3∶4。
(4) 质量之比为11∶14。
(5) 摩尔质量之比为11∶7。
(6) 密度之比为11∶7。
3. 同温同压下，a g气体A和b g气体B的体积相同。下列说法正确的是(C)
A. A和B的摩尔质量之比是b∶a
B. 同温同体积下，同质量的A和B气体的压强之比是a∶b
C. 同温同压下，A和B的密度之比为a∶b
D. 同温同压下，同质量的A和B气体的体积之比是a∶b
【解析】同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，则a g气体A和b g气体B的物质的量相等；由阿伏加德罗定律可知，相同物质的量的物质，其摩尔质量之比等于其质量之比，则A和B的摩尔质量之比是a∶b，A错误；同温同体积同质量下，气体的压强与摩尔质量成反比，则同质量的A和B气体的压强之比是b∶a，B错误；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则A和B的密度之比为a∶b，C正确；同温同压同质量下，气体的体积之比和摩尔质量成反比，则体积之比为b∶a，D错误。
4. (2024·深圳)同温同压下，等质量的CO气体和CO2气体。下列说法正确的是(B)
A. 分子个数比1∶1 B. 原子个数比22∶21
C. 体积比7∶11 D. 密度比11∶7
【解析】由n＝可知，当气体质量相同时，物质的量与其摩尔质量成反比，则二者的分子个数比等于物质的量的比为∶＝11∶7，A错误；分子数之比11∶7，每个CO、CO2分子中原子数目之比为2∶3，故总的原子个数之比为11×2∶7×3＝22∶21，B正确；由阿伏加德罗定律可知，同温同压同质量下，其体积之比等于其摩尔质量的反比，即为∶＝11∶7，C错误；同温同压下，气体密度与其摩尔质量成正比，故二者密度之比等于其摩尔质量之比，即为28 g/mol∶44 g/mol＝7∶11，D错误。
配套新练案
1. 同温同压下，下列影响气体体积的主要因素是(D)
A. 气体的种类 B. 分子间的平均距离
C. 分子本身的大小 D. 气体的分子数
【解析】影响气体体积的因素有气体的分子数和分子间距离，同温同压下，气体分子间的平均距离相等，故同温同压下，影响气体体积的主要因素是气体的分子数，D正确。
2. 下列说法正确的是(C)
A. 1 mol 任何气体的体积都是22.4 L
B. 1 mol 任何物质在标准状况下所占体积都约是22.4 L
C. 1 mol 氯气、水、干冰在标准状况下所含分子数相等
D. 在室温和101 kPa下，1 mol 任何气体的体积约小于22.4 L
【解析】未注明温度和压强，无法计算气体体积，A错误；标准状况下，1 mol 气体的体积约为22.4 L，B错误；由阿伏加德罗定律可知，物质的量相同的物质所含有的微粒数相同，C正确；标准状况下，1 mol 气体的体积都约为22.4 L，当气体物质的量和压强一定时，气体的体积与温度成正比，故温度升高到室温，1 mol 任何气体的体积应大于22.4 L，D错误。
3. 下列说法正确的是(B)
A. 摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B. 1 mol氢气的质量为2 g，含有6.02×1023个氢分子
C. 氧气的摩尔质量为32 g，氧气的相对分子质量也为32 g
D. 1 mol氧气的体积约为22.4 L
【解析】摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质中所含有的粒子数约为6.02×1023，但不一定是分子，A错误；O2的摩尔质量为32 g/mol，其相对分子质量是32，C错误；未注明气体的温度和压强，无法利用标准状况下的气体摩尔体积计算出气体体积，D错误。
4. 物质的量能联系宏观和微观，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(D)
A. 物质的量是一个物理量，符号为M
B. 1 mol Na含有的电子数为NA
C. 常温常压下，1 mol O2的体积约为22.4 L
D. 28 g N2含有的分子数为NA
【解析】物质的量的符号为n，A错误；1 mol Na含有的电子数为1 mol×11×NA mol－1＝11NA，B错误；未注明气体的温度和压强，无法利用标准状况下的气体摩尔体积计算出气体体积，C错误；28 g N2含有的分子数为×NA mol－1＝NA，D正确。
5. 下列说法正确的是(C)
A. 28 g CO的体积约为22.4 L
B. 标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
C. 同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大
D. 两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也一定相同
【解析】未注明气体的温度和压强，无法利用标准状况下的气体摩尔体积计算出气体体积，A错误；标准状况下，水不处于气态，故不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算出水的物质的量，B错误；未强调物质状态，若为固体或液体则不成立，D错误。
6. 有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)。该气体的摩尔质量是(D)
A. 28.4 B. 28.4 g/mol
C. 71 D. 71 g/mol
【解析】M＝＝＝＝＝71 g/mol，D正确。
7. 如图所示的是两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是(A)
A. 原子数相等
B. 密度相等
C. 质量相等
D. 摩尔质量相等
【解析】同温同压下，体积相等的两种气体，其所含分子的物质的量相等，又N2、O2、NO都是双原子分子，故可知两种气体中所含原子数相等，A正确。
8. 相同条件下，下列气体质量相等时体积最大的是(B)
A. O2 B. H2
C. CO D. NO
【解析】相同条件下，相同质量的气体，摩尔质量越小，物质的量越大，气体体积越大，因M(O2)>M(NO)>M(CO)>M(H2)，则H2的体积最大，B正确。
9. 同温同压下，对于相同体积的SO2和SO3气体。下列说法错误的是(B)
A. 气体分子物质的量之比为1∶1
B. 气体密度之比为5∶4
C. 原子数目之比为3∶4
D. 气体质量之比为4∶5
【解析】同温同压下，相同体积的任何气体具有相同数目的分子，则等体积的SO2和SO3，气体分子物质的量之比为1∶1，A正确；相同条件下，气体的密度之比是摩尔质量之比，SO2和SO3气体的密度之比为64 g/mol∶80 g/mol＝4∶5，B错误；气体分子物质的量之比为1∶1，SO2分子中含有3个原子，SO3分子中含有4个原子，则其原子数目之比为3∶4，C正确；气体分子物质的量之比为1∶1，气体质量之比等于摩尔质量之比，则SO2和SO3的质量之比为64 g/mol∶80 g/mol＝4∶5，D正确。
10. 标准状况下，将3.36 L的CO2与一定量的Na2O2粉末充分反应后，得到气体2.24 L。下列说法正确的是(D)
A. 反应后得到的固体为混合物
B. 反应前Na2O2的物质的量为0.2 mol
C. 反应后固体增重4.4 g
D. 标准状况下，反应后约生成1.12 L O2
【解析】Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应前CO2的物质的量为＝0.15 mol，反应后气体的总物质的量为＝0.1 mol，由化学方程式可知，若CO2完全参与反应时，生成的气体的物质的量为0.15 mol×＝0.075 mol＜0.1 mol，则说明CO2过量，Na2O2完全反应生成Na2CO3，则反应后得到的固体为纯净物，A错误；由化学方程式可知，参与反应的Na2O2的物质的量为0.1 mol，B错误；反应前后固体质量的变化值为0.1 mol CO2和0.05 mol O2的质量差，即固体的质量增加了0.1 mol×44 g/mol－0.05 mol×32 g/mol＝2.8 g，C错误；反应后O2的物质的量为0.05 mol，则其在标准状况下的体积约为0.05 mol×22.4 L/mol＝1.12 L，D正确。
11. (2024·广州)按要求填写下列空白：
(1) 物质的量相同的CO和CO2，所含的分子数之比是1∶1，质量之比是7∶11。
(2) 质量相同的O2和O3，分子数之比是3∶2，O原子数之比是1∶1。
(3) 4.6 g XO2气体中含有1.204×1023个O原子，则X的摩尔质量是14 g/mol。
(4) 1.204×1024个NH3中含有的H原子数与24 g CH4含有的H原子数目相同。
(5) 28 g N2的体积(标准状况下)约为22.4 L。
(6) 同温同压下，同体积的NH3和H2S气体的物质的量之比为1∶1，质量之比为1∶2，其中含有的氢原子数目之比为3∶2；
12. 现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积约为 8.96 L。设NA 表示阿伏加德罗常数的值，回答下列问题。
(1) 该混合气体的平均摩尔质量为40 g/mol。
(2) 混合气体中碳原子的个数为0.4NA。
(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质量为2.8 g。
②气球中收集到的气体中，电子总数为1.4NA(假设气体全部进入气球中)。
③气球的体积约为2.24 L(忽略气球弹性的影响)。
④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为0.3NA。
【解析】标准状况下，8.96 L混合气体的总物质的量是＝0.4 mol，设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol，根据C原子守恒可知x＋y＝0.4，根据质量守恒可得28x＋44y＝16.0，联立解得x＝0.1，y＝0.3。(1) 该混合气体的平均摩尔质量为＝40 g/mol。(2) CO和CO2分子中都只含1个碳原子，则混合气体中碳原子的个数为0.4NA。(3) ①将混合气体通入如图所示的装置中，CO2被NaOH溶液吸收，则收集的气体为CO，故其质量m＝0.1 mol×28 g/mol＝2.8 g。②CO分子中有14个电子，故气球中收集到的气体所含有的电子数为1.4NA。③标准状况下，0.1 mol CO的体积为0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L。
13. 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。回答下列问题。
(1) 同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，二者的分子数之比为1∶1，原子总数之比为3∶4，密度之比为44∶17。
(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10.8 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，则该混合气体中CO2与NH3物质的量之比为1∶2，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的13倍。
【解析】(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物质的量之比为1∶2，该混合气体的平均摩尔质量为＝26 g/mol，同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则该气体的密度是同温同压下氢气密度的13倍。课时12 气体摩尔体积
学习目标 知识体系
1. 了解气体摩尔体积的含义2. 掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算3. 理解阿伏加德罗定律及其推论
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的原子数( )
(2) 当1 mol气体的体积约为22.4 L时，则一定处在标准状况下( )
(3) 标准状况下，0.1 mol H2与0.9 mol O2的混合气体体积约为22.4 L( )
(4) 常温常压下，1 mol H2的体积约为22.4 L( )
(5) 标准状况下，1 mol H2O的体积约为22.4 L( )
(6) 同温同压下，1 mol任何气体的体积相同( )
(7) 不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同( )
(8) 同温同压下，同体积的CH4和NH3含有的质子数相等( )
(9) 同温同压下，等质量的NO2和N2O4的体积(均为气态)相同( )
决定物质摩尔体积的因素
已知1 mol物质所占有的体积叫物质的摩尔体积。在一定条件下，1 mol不同物质的体积(固体、液体在20 ℃时的体积，气体的体积在0 ℃、101 kPa时测定)如下表所示。观察并分析表中的数据。
举例 聚集状态 体积
Fe 固体 7.12 cm3
Al 固体 10.0 cm3
H2O 液体 18.0 cm3
H2SO4 液体 53.6 cm3
H2 气体 22.4 L
O2 气体 22.4 L
[结论]同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别________。同温同压下，1 mol气体的体积________。在一定的温度和压强下：
[要点提醒]
(1) 在一定温度和压强下，当物质的状态为液态和固态时，1 mol物质体积大小主要取决于其本身粒子的大小。
(2) 当物质的状态为气态时，因为粒子之间的距离远远大于粒子本身的大小，所以在一定温度和压强下，1 mol 气体的体积主要取决于粒子之间的距离，而忽略粒子本身的大小。所以在相同的温度和压强下，相同物质的量的任何气体都具有相同的体积。
气体摩尔体积
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
N2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
N2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
[结论]1 mol任何气体，在标准状况下(0℃，101 kPa)的体积都约为__________；1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
1. 定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号为________，公式为______，单位为______。
2. 标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol，但气体摩尔体积约为22.4 L/mol时，不一定是在标准状况下。
[要点提醒]
(1) 在一定的温度和压强下，气体摩尔体积(Vm)是一个定值，与气体的种类无关。
(2) 标准状况下的气体摩尔体积
①1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定约为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。标准状况下，水、硫酸、酒精、CCl4、苯、SO3等都不是气态。
②2个数据：“1 mol”和“约22.4 L”。
(3) 若不是气体或不是标准状况均不能用22.4 L/mol 进行相关计算。
(4) 气体可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体。
阿伏加德罗定律及推论
1. 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。
2. 阿伏加德罗定律常用推论
条件 语言叙述 公式
同温、同压下 气体的体积之比等于其________、________之比 ＝______＝____
气体的密度之比等于其________之比 ＝____
同温、同体积下 气体的压强之比等于其________之比 ＝______
同温、同体积、同质量的气体 气体的压强与摩尔质量成反比 ＝______
在标准状况下，气体的相关计算
(n：物质的量；ρ：气体的密度；M：气体的摩尔质量；V：气体的体积；m：气体的质量；N：气体的分子数。设NA为阿伏加德罗常数的值)
公式 n＝＝＝＝
求ρ ρ＝＝＝＝
求N N＝n·NA＝·NA
求m m＝n·M＝·M
求M M＝ρ·22.4 L/mol
类型1 气体摩尔体积
(2024·深圳)下列关于气体摩尔体积的说法正确的是( )
A. 1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L
B. 1 mol气体在非标准状况下的体积不可能约为22.4 L
C. 气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体
D. 0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体的体积约为22.4 L
类型2 气体摩尔体积的计算
设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，4.48 L CO含有0.2NA个原子
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
类型3 阿伏加德罗定律及其推论
在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同。下列说法正确的是( )
A. 充入的CO分子数比CO2分子数少
B. 甲容器的体积比乙容器的体积小
C. CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D. 若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大
1. 当固体或液体粒子数目相同时，下列决定了固体或液体的体积大小的因素是( )
A. 微粒之间的距离
B. 温度和压强
C. 微粒本身的大小
D. 物质的摩尔质量
2. 同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较。
(1) 物质的量之比为 ________。
(2) 分子数之比为________。
(3) 原子数之比为 ________。
(4) 质量之比为________。
(5) 摩尔质量之比为________。
(6) 密度之比为________。
3. 同温同压下，a g气体A和b g气体B的体积相同。下列说法正确的是( )
A. A和B的摩尔质量之比是b∶a
B. 同温同体积下，同质量的A和B气体的压强之比是a∶b
C. 同温同压下，A和B的密度之比为a∶b
D. 同温同压下，同质量的A和B气体的体积之比是a∶b
4. (2024·深圳)同温同压下，等质量的CO气体和CO2气体。下列说法正确的是( )
A. 分子个数比1∶1
B. 原子个数比22∶21
C. 体积比7∶11
D. 密度比11∶7
配套热练
课时12 气体摩尔体积
1. 同温同压下，下列影响气体体积的主要因素是( )
A. 气体的种类 B. 分子间的平均距离
C. 分子本身的大小 D. 气体的分子数
2. 下列说法正确的是( )
A. 1 mol 任何气体的体积都是22.4 L
B. 1 mol 任何物质在标准状况下所占体积都约是22.4 L
C. 1 mol 氯气、水、干冰在标准状况下所含分子数相等
D. 在室温和101 kPa下，1 mol 任何气体的体积约小于22.4 L
3. 下列说法正确的是( )
A. 摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B. 1 mol氢气的质量为2 g，含有6.02×1023个氢分子
C. 氧气的摩尔质量为32 g，氧气的相对分子质量也为32 g
D. 1 mol氧气的体积约为22.4 L
4. 物质的量能联系宏观和微观，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 物质的量是一个物理量，符号为M
B. 1 mol Na含有的电子数为NA
C. 常温常压下，1 mol O2的体积约为22.4 L
D. 28 g N2含有的分子数为NA
5. 下列说法正确的是( )
A. 28 g CO的体积约为22.4 L
B. 标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
C. 同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大
D. 两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也一定相同
6. 有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)。该气体的摩尔质量是( )
A. 28.4 B. 28.4 g/mol
C. 71 D. 71 g/mol
7. 如图所示的是两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )
A. 原子数相等
B. 密度相等
C. 质量相等
D. 摩尔质量相等
8. 相同条件下，下列气体质量相等时体积最大的是( )
A. O2 B. H2
C. CO D. NO
9. 同温同压下，对于相同体积的SO2和SO3气体。下列说法错误的是( )
A. 气体分子物质的量之比为1∶1
B. 气体密度之比为5∶4
C. 原子数目之比为3∶4
D. 气体质量之比为4∶5
10. 标准状况下，将3.36 L的CO2与一定量的Na2O2粉末充分反应后，得到气体2.24 L。下列说法正确的是( )
A. 反应后得到的固体为混合物
B. 反应前Na2O2的物质的量为0.2 mol
C. 反应后固体增重4.4 g
D. 标准状况下，反应后约生成1.12 L O2
11. (2024·广州)按要求填写下列空白：
(1) 物质的量相同的CO和CO2，所含的分子数之比是________，质量之比是________。
(2) 质量相同的O2和O3，分子数之比是________，O原子数之比是________。
(3) 4.6 g XO2气体中含有1.204×1023个O原子，则X的摩尔质量是________。
(4) 1.204×1024个NH3中含有的H原子数与________g CH4含有的H原子数目相同。
(5) 28 g N2的体积(标准状况下)约为________L。
(6) 同温同压下，同体积的NH3和H2S气体的物质的量之比为________，质量之比为________，其中含有的氢原子数目之比为________；
12. 现有16.0 g CO 和 CO2 的混合气体，在标准状况下其体积约为 8.96 L。设NA 表示阿伏加德罗常数的值，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______________。
(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质量为________。
②气球中收集到的气体中，电子总数为________(假设气体全部进入气球中)。
③气球的体积约为________L(忽略气球弹性的影响)。
④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为________。
13. 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。回答下列问题。
(1) 同温同压下，等物质的量的CO2和NH3，二者的分子数之比为________，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。
