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第二课时 气体摩尔体积
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，并能进行气体多方面的计算与判断。
一、决定物质体积大小的因素
1．物质体积的影响因素
2．同温同压下，任何气体粒子之间距离 。
3．同温同压下，相同体积的任何气体都含有 数目的粒子。
相等
相同
1.两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？
【提示】 不一定，因为气体体积受温度和压强的影响较大，若温度和压强不同时，体积相同的两气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。
二、气体摩尔体积
1．定义：单位 的气体所占有的 。符号：Vm，
单位：L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。
2．计算公式：
3．影响气体摩尔体积的因素
(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 和 。
(2)标准状况下(即 )，气体摩尔体积为 。
物质的量
温度
压强
0℃和101kPa
22.4L/mol
体积
2.气体在非标准状况下的气体摩尔体积，一定不是22.4 L/mol吗？
【提示】不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L/mol，升高温度，体积增大，增大压强，体积减小，所以，在温度和压强适当的情况下体积也可能为22.4 L/mol。
一、气体摩尔体积
影响物质体积大小的因素有哪些？
[师生互动]
【提示】 ①微粒多少：对同一种物质来说，相同条件下微粒数目越多，体积越大。
②微粒之间的距离：微粒数相同的情况下，微粒间的距离越大，所占体积越大。分子间距离的大小关系：气态＞液态＞固态，气态物质易压缩，而固态、液态物质难压缩。
③微粒本身的大小：在其他条件相同的情况下，微粒越大，所占体积越大。
气体体积大小除了与上述因素有关外，还与外界因素有关吗？
[学生交流]
【提示】 温度和压强。
如何理解“在同温同压下，1 mol任何气体的体积大致相同”？
[师生互动]
【提示】 当气体分子数目相同时(即气体的物质的量也相同)，对于气体来说，分子间的距离比分子直径大得多，因此其体积主要决定于其分子之间的平均距离，而不是决定于分子本身的大小。气体分子之间的距离明显受温度、压强的影响，当同温、同压时，不同气体分子之间的距离基本相同。
“只有在标准状况(0 ℃，101 kPa)下，才有气体摩尔体积”的说法对吗？
[学生交流]
【提示】 不对。气体在任何温度和压强下都有气体摩尔体积，只不过不一定约为22.4 L·mol－1。
[归纳小结]
气体摩尔体积的使用范围及相关计算
使用
范围 气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
数值 在标准状况下(0 ℃和101 kPa时)，气体摩尔体积为22.4 L·mol－1，在非标准状况下，1 mol气体的体积可能是22.4 L，也可能不是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
标准状
况下相
关计算
下列叙述正确的是( )
A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C．标准状况下，1 mol H2O所占的体积是22.4 L
D．标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol
【思路点拨】 应用“22.4 L/mol”时应注意以下两点：
(1)该物质是否为气体。
(2)该物质是否在标准状况下。
【解析】 A项，没有指明所处的状况；B项，没有指明物质的状态，气
体摩尔体积仅适用于气体；C项，水在标准状况下不是气体；D项正确。
【答案】 D
在273 K和101 kPa的条件下，将2.00 g氦气，1.40 g 氮
气 和1.60 g氧气混合，该混合气体的体积是( )
A．6.72 L B．7.84 L
C．10.08 L D．13.44 L
【解析】 273 K 101 kPa正好是标准状况，2.00 g氦气的物质的量为
n(He)＝＝0.500 mol,1.40 g氮气的物质的量为n(N2)＝＝0.050 mol,1.60 g
氧气的物质的量为n(O2)＝＝0.050 mol，即气体总的物质的量为0.500 mol＋
0.050 mol＋0.050 mol＝0.600 mol。根据阿伏加德罗定律，标准状况下每摩
尔气体所占的体积约为22.4 L。因此气体的总体积为
V＝22.4 L·mol－1×0.600 mol＝13.44 L。
【答案】 D
二、阿伏加德罗定律及其推论
判断下列说法是否正确？(正确打“√”，错误打“×”)
(1)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。( )
(2)同温同压下，气体的体积之比等于气体的摩尔质量的比。( )
(3)同温同压下，气体的密度之比等于气体摩尔质量的反比。( )
(4)同温同压下，相同质量的CO2与CO产生的体积相同。( )
(5)相同温度、相同体积的O2与SO2产生的压强之比等于两气体的分子个数比。( )
[师生互动]
【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
[归纳小结]
1．阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2．阿伏加德罗定律推论
【温馨提示】 (1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况，也可以是其他温度和压强条件下，只要物质的存在状态一定是气态即可。
(2)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。
(3)阿伏加德罗定律推论不可死记公式，要通过阿伏加德罗定律进行推导，在理解的基础上记忆。
(2008年海南高考)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、
乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密
度，则下列说法正确的是( )
A．甲的分子数比乙的分子数多
B．甲的物质的量比乙的物质的量少
C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【解析】 两容器的温度和压强均相同，且气体质量相等，而甲的密度
大于乙的密度，由ρ＝可知V甲＜V乙；同温同压下，气体的物质的量与
体积成正比，故n甲＜n乙，B项正确；气体的分子数与物质的量成正比，
甲的分子数比乙的少，A错误；因为气体的摩尔体积在相同温度和压强
下相等，C错误；根据M＝可知M甲＞M乙，D错误。
【答案】 B
若两容器的温度和体积均相同时，密度也相同，容器内的压强一定相等吗？
【提示】 不一定。温度、体积、气体质量和密度均相等时，若两种气体的相对分子质量相等时，其物质的量相等，压强也相等；若两种气体的相对分子质量不相等时，则相对分子质量大的压强小。
1．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为22.4 L·mol－1
C．标准状况下的气体摩尔体积为22.4 L
D．相同物质的量的气体摩尔体积也相同
【解析】标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L·mol－1，B项错误；气
体摩尔体积的单位是L·mol－1，C项错误；气体摩尔体积与物质的量
无关，当条件不同时气体的摩尔体积不一定相同，D项错误。
【答案】 A
2．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中，正确的是( )
A．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B．2 g氢气所含原子数目为NA
C．在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数为NA
D．17 g氨气所含电子数目为10NA
【解析】 在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同，
但原子数目不一定相同，因为与分子中所含原子数有关，A项不正确；2 g
氢气所含 H2分子物质的量为1 mol，H原子的物质的量为2 mol，H原子数目
为2NA，B项不正确；在常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol－1,11.2 L
氮气所含N2分子的物质的量小于0.5 mol，所含的N原子物质的量小于1 mol，
即所含的N原子数目小于NA，C项不正确；17 g氨气含1 mol NH3分子，
含10 mol电子，即电子数目为10NA，故D项正确。
【答案】 D
3．(2009年运城高一检测)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2
四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是( )
【解析】 由阿伏加德罗定律推论可知：同温同压下，同质量的气
体体积之比等于摩尔质量的反比，由于CH4分子的摩尔质量最小，故体积
最大。
【答案】 D
【答案】 A
4．如果a g某气体中含b 个分子，则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为
阿伏加德罗常数)( )
5．相同条件下，同质量的X、Y两种气体，相对分子质量分别为A、B；则：
(1)X与Y的体积比为________，分子个数比为________，密度比为
________；
(2)相同条件下的X、Y两种气体体积相同，则X与Y的质量比为________，
物质的量比为________。
【解析】 根据阿伏加德罗定律的推论进行分析判断。
【答案】 (1)B∶A B∶A A∶B
(2)A∶B 1∶1
6．标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96 L，其质量为7.60 g，
则混合气体平均相对分子质量为________；混合气体中甲烷的体积为
________；一氧化碳的质量为________。
【答案】 19 g·mol－1 6.72 L 2.8 g第二节 第二课时
气体摩尔体积
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．下列叙述正确的是( )
A．一定温度、压强下，气体体积分数由其分子的大小决定
B．一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定
C．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L
D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等
【解析】 A中气体体积分数由其分子数决定，C中气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积，在标准状况下才为22.4 L；D中体积不相等，只要其物质的量相等，则其分子数也相等。
【答案】 B
2．(2009年北师附中高一检测)下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
【解析】 氦原子是一种单原子，不能形成双原子分子；氢原子可以形成双原子分子；又同温同压下，同质量的氢气与氦气的体积比等于摩尔质量的反比，故选A。
【答案】 A
3．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．常温常压下，0.05NA个CO2分子所占的体积是1.12 L
B．氨气的摩尔质量和NA个氨分子的质量在数值上相等
C．2 g重氢气(D2)在标准状况下所含原子个数为2NA
D．常温常压下，32 g氧气与34 g硫化氢分子个数比为1∶1
【解析】 A项，常温常压与标况相比较，温度高，气体体积大，故0.05NA个CO2占的体积应稍大于1.12 L，故A错；C项，重氢气的摩尔质量为4 g·mol－1，故n(D2)＝＝0.5 mol，所含D原子为1 mol，故为NA个D。故C错。
【答案】 AC
4．(2009年保定质检)关于同温同压下等体积的CO2和CO，下列叙述：①质量相等，②密度相等，③所含分子数相等，④所含碳原子数相等，其中正确的是( )
A．①②③④ B．②③④
C．③④ D．③
【解析】 根据阿伏加德罗定律知，同温同压同体积，则物质的量相等，物质的量相等则碳原子数相等，但其质量和密度不相等。
【答案】 C
5．标准状况下，32 g某气体的分子数目与22 g CO2的分子数目相同，则该气体的摩尔质量为( )
A．32 B．32 g·mol－1
C．64 g·mol－1 D．64
【解析】 摩尔质量的单位是g·mol－1，排除A、D两项，二者分子数相同则物质的量相同(0.5 mol)，由此计算可得C项。
【答案】 C
6．在一定温度和压强下，1体积X2气体与3体积Y2气体化合生成2体积气体化合物Z，则该化合物的化学式为( )
A．XY3 B．XY
C．X3Y D．X2Y3
【解析】 同温同压下气体的体积之比等于其物质的量之比，可以确定反应物与生成物的系数之比，根据系数之比确定反应方程式为X2＋3Y2===2Z，利用反应前后的原子个数相等可知Z的化学式为XY3。
【答案】 A
二、非选择题
7．1.7 g氨气所含的分子数与________g氮气所含的分子数相同，与______g氮气所含的原子数相同，在标准状况下与________L氮气所含的分子数相同。相同状况下，相同体积的氨气和氮气的混合气体的平均相对分子质量为________。
【解析】 n(NH3)＝＝0.1 mol，故和NH3具有相同分子个数的N2：m(N2)＝n(N2)·M＝0.1 mol×28 g·mol－1＝2.8 g。
又NH3中原子物质的量为：4×0.1 mol＝0.4 mol
故含有0.4 mol原子的N2的物质的量为0.2 mol
那么m(N2)＝0.2 mol×28 g·mol－1＝5.6 g。
标况下：V(N2)＝n(N2)·Vm＝0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L
相同状况(同温同压)下，相同体积的氨气和氮气物质的量也相同。设NH3和氮气的物质的量分别为n mol、n mol
则：M＝＝
22．5 g·mol－1
【答案】 2.8 5.6 2.24 22.5
8．在25 ℃，101 kPa条件下，将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。
(1)若剩余气体的体积是15 L，则原CO和H2的混合气体中V(CO)＝________L，V(H2)＝________L。
(2)若剩余气体的体积为a L。则原CO和H2的混合气体中V(CO)∶V(H2)＝________。
(3)若剩余气体的体积为a L，则a的取值范围是
________________________________________________________________________。
【解析】 因2CO＋O2点燃,2CO2,2H2＋O2点燃,2H2O，故CO与O2消耗的物质的量之比等于H2与O2消耗的物质的量之比，都等于2∶1；在同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积比(阿伏加德罗定律推论)，故不论CO与H2以何种比例混合，10 L混合气体完全燃烧，消耗的O2总是5 L，余下O2总是10 L。
(1)题中燃烧后恢复原状时，水为液体，气体体积为15 L，则CO2为15 L－10 L＝5 L，由碳原子守恒得原CO为5 L，则V(H2)＝10 L－5 L＝5 L。
(2)剩余气体为a L，则CO2为(a－10)L，CO为(a－10) L，H2体积为[10－(a－10)]L，即(20－a)L。
(3)假设起始气体全部是CO时，a为最大值；全部是H2时，a为最小值。a为最大值时生成10 L CO2，剩余10 L O2，所以a为20，a为最小值时只是剩余10 L O2，所以10
【答案】 (1)5 5 (2) (3)109．(能力提高)根据阿伏加德罗理论，在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。所以，单位物质的量的任何气体在相同条件下应占有相同的体积。探究1 mol固体或液态物质的相同条件下体积是否相同。
下列物质均为1 mol，完成下表并回答有关问题。
(1)通过计算得出1 mol固态或液态物质在相同条件下体积________(填“相同”或“不相同”)。
(2)决定物质体积大小主要有三个因素：①构成物质的微粒数目；②微粒的大小；③微粒之间的距离。而对固态或液态物质来说，构成它们的微粒间的距离是很小的，因此1 mol固态或液态的体积大小主要决定于________(填序号，下同)。对气态物质来说，气态分子之间的距离是分子直径的10倍左右，因此1 mol气态物质的体积大小主要决定于________。
【解析】 由阿伏加德罗定律推出，1 mol任何气体在相同条件(同温度和压强)下占有相同的体积，探究固体和液体是否也如此，首先以信息形式告诉决定物质体积的三个微观因素，然后根据信息，结合初中所学气、液、固分子间距的大小，可得出确切的结论。
【答案】
质量 体积(cm3)
Fe 55.85 g 7.16
Al 26.98 g 9.99
H2O 18 g 18
H2SO4 98 g 53.55
(1)不相同 (2)② ③