专题一 第一单元
第三课时 物质的聚集状态和气体摩尔体积
(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．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 八妇女节 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
3．下列说法正确的是( )
A．32 g O2占有的体积约为22.4 L
B．22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子
C．在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g
D．22 g CO2与标准状况下的11.2 L HCl含有相同的分子数
【解析】 A、B都没有注明是“标准状况”，是错误的；C虽有标准状况条件，但在此条件下水不是气体，所以22.4 L水不是1 mol，也不是18 g；D项中22 g CO2的物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2 L HCl也是0.5 mol，所以含有的分子数相同。因此D正确。
【答案】 D
4．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
5．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
6．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入足量的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是( )
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．6∶3∶2 D．3∶1∶1
【解析】 由2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，
产生H2的物质的量比是1∶2∶3，又因是同温同压，
故体积比也是1∶2∶3。
【答案】 B
7．(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
8．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)( )
A. L B. L
C. L D. L
【解析】 因为a g该气体中含有b个分子，标准状况下，则b个分子的体积为×22.4 L，那么c g该气体的体积应为××22.4 L，故选A。
【答案】 A
二、非选择题
9．2 mol O3和3 mol O2的质量之比为________；分子数之比为________；含有的原子数之比为________；在相同条件下的体积之比为________。
【答案】 1∶1 2∶3 1∶1 2∶3
10．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________。
【解析】 混合气体的物质的量为＝0.4 mol，＝＝＝19 g·mol－1，平均相对分子质量为19，设CO的物质的量为x，则有：
7．60 g＝x×28 g·mol－1＋(0.4 mol－x)×16 g·mol－1，求得x＝0.1 mol。
n(CH4)＝0.3 mol，V(CH4)＝6.72 L，
m(CO)＝0.1 mol×28 g·mol－1＝2.8 g。
【答案】 19 g·mol－1 6.72 L 2.8 g
11．实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。若收集到标准状况下3.36 L氧气，至少需要多少克氯酸钾？同时生成氯化钾的物质的量为多少？
【解析】 标准状况下，氧气的物质的量
n(O2)＝＝0.15 mol
2KClO32KCl ＋ 3O2↑
2 mol 2 mol 3 mol
n(KClO3) n(KCl) 0.15 mol
n(KClO3)＝n(KCl)
＝＝0.10 mol
m(KClO3)＝122.5 g/mol×0.1 mol＝12.25 g
【答案】 12.25 g 0.10 mol
12．(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。
物质 物质的摩尔质量(g/mol) 质量 0 ℃密度(g/cm3) 体积(cm3)
Fe 55.85 7.8
Al 26.98 2.7
H2O 18 1.0
H2SO4 98 1.83
(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(共27张PPT)
第三课时 物质的聚集状态和气体摩尔体积
1．了解物质的聚集状态，认识不同状态的特征。
2．了解气体摩尔体积的含义。
3．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。
4．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、物质的聚集状态
物质的聚集状态主要有 、 和 三种。在不同聚集状态的物质中，构成微粒的自身大小，运动方式，微粒之间的距离是 的。固体、液体、气体物质在微观结构上的差异，导致了它们 的不同。
气态
液态
固态
不相同
宏观性质
物质的聚集状态 微观结构 微粒运动 宏观性质
固态 微粒紧密排列，微粒间的空隙很小 有固定形状，几乎不能被压缩
液态 微粒排列较紧密，微粒间空隙较小 没有固定形状，
气态 微粒之间的距离较大 没有固定形状，
不同聚集状态物质的特性
在固定位置
上振动
可以自由移动
不易被压缩
容易被压缩
可以自由移动
二、气体摩尔体积
1．影响物质体积的因素
(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。
影响
因素
固体或液体体积
气体体积
粒子
粒子
粒子
粒子
数目
大小
数目
之间的距离
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。
2．气体摩尔体积
(1)定义：单位 的气体所占有的 。符号： ，单位L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。
(2)计算公式：Vm＝ 。
(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
体积
Vm
温度
压强
0℃和101kPa
22.4L/mol
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气体摩尔体积也可能为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。
如何理解“在同温同压下，1 mol任何气体的体积大致相同”？
[学生交流]
【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？
[师生互动]
【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 (1)M与Vm的关系：M＝Vm·ρ＝22.4 ρ g/mol
(2)n与Vm的关系：n＝ mol
(3)m与Vm的关系：m＝n·M＝ ·M
(4)N与Vm的关系：N＝n·NA＝ ·NA
下列说法正确的是( )
A．标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
B．0.5 mol H2所占的体积是11.2 L
C．标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
D．标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
【思路指引】 本题主要考查气体体积与物质的量之间的关系，一定要看清楚是在标准状况下还是在常温常压下，因为气体的体积与温度和压强的关系很大。
【解析】 有6.02×1023个分子的物质的物质的量是1 mol，在标准状况下，1 mol气体物质的体积约是22.4 L，但A选项中的1 mol分子不一定是气体，错误；B选项氢气虽是气体，但没有指明气体所处的状况，因此，0.5 mol H2的体积也不一定就是11.2 L；C选项中的水在标准状况下不是气体而是固液混合物，所以也错误；D选项中，虽是混合气体，但是N2和CO的摩尔质量相等，两者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，故28 g N2和CO的混合气体的物质的量是1 mol，标准状况下其体积约为22.4 L，正确。
【答案】 D
【规律小结】 应用标准状况下的气体摩尔体积时，要特别注意三点：①条件：标准状况下；②对象：气体；③约为22.4 L·mol－1。
1.下列说法正确的是( )
A．在常温、常压下11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
B．标准状况下，22.4 L H2和O2的混合物所含分子数为NA
C．标准状况下，18 g H2O的体积是22.4 L
D．1 mol SO2的体积是22.4 L
【解析】 (1)常温、常压下的气体摩尔体积是未知数，无法求出分子数，A错误。
(2)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，其分子数为NA，B正确。
(3)标准状况下，H2O为液体，所以C不正确。
(4)未指明标准状况。所以D不正确。
【答案】 B
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“×”)
[师生互动]
(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。( )
【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
标准状况下有①6.72 L甲烷，②3.01×1023个氯化氢分子，③13.6 g硫化氢，④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大表示不正确的是( )
A．体积：④<①<②<③ B．密度：①<④<③<②
C．质量：④<①<③<② D．氢原子数：②<④<③<①
【思路指引】 本题考查的是气体的体积、粒子数、质量、密度及物质的量之间的关系，可以利用阿伏加德罗定律及其推论解题。
在标准状况下，根据＝知，四种气体的体积从小到大的顺序是：④①③②；根据＝知，四种气体密度从小到大的顺序是：①④③②；根据m＝nM可知，质量从小到大的顺序是：④①③②；根据每种气体的物质的量及分子的组成可知，氢原子个数从小到大的顺序是：②④③①。
【答案】 A
【解析】
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
一、关于气体摩尔体积的计算
1．已知标准状况下气体体积(V)，求气体物质的量(n)
n＝ ，反之V＝n×22.4 L·mol－1。
2．已知气体质量(m)，求标准状况下气体的体积(V)
V＝ ×22.4 L·mol－1，反之m＝ 。
3．已知气体摩尔质量(M)，求气体在标准状况下的密度(ρ)
ρ＝ ，反之M＝ρ×22.4 L·mol－1。
二、阿伏加德罗定律的推论
1．同温、同压下，两种气体的体积比等于物质的量之比，也等于其分子数之比：V1/V2＝n1/n2＝N1/N2。
2．同温、同压下，两种气体的密度比等于摩尔质量之比：ρ1/ρ2＝M1/M2。
3．同温、同体积下，两种气体的压强比等于物质的量之比：p1/p2＝n1/n2。
4．同温、同压、同体积下，两种气体的质量比等于摩尔质量之比：m1/m2＝M1/M2。
5．同温、同压、同质量下，两种气体的体积与其摩尔质量成反比：V1/V2＝M2/M1。
(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体。
(2)同温、同压、同体积和同分子数，四“同”共同存在，相互制约，只要有三个“同”成立，第四个“同”必定成立，称作“三同定一同”。
(3)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例(明确规定了温度为0 ℃和压强为101 kPa)。
1．在同温同压下，1 mol Ar和1 mol F2具有相同的( )
A．质子数 B．质量
C．原子数 D．体积
【解析】 每个Ar与F2含有质子数相等，故1 mol两物质所含质子数
相等。且又因两
物质是气体，故具有的体积也相等。
【答案】 AD
2．(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
3．(2009年山东省实验中学高一检测)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后
测得CO2的体积为11.2 L(标准状况)。试回答：
(1)混合气体中CO的质量是________g。
(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________。
(3)混合气体在标准状况下的密度是________。
【解析】 n(CO)＝x n(CO2)＝y
x＝y＝0.25 mol
(1)m(CO)＝0.25 mol×28 g/mol＝7 g
(2)V(CO2)＝0.25 mol×22.4 L/mol＝5.6 L
(3)ρ＝ ＝1.6 g/L
【答案】 (1)7 (2)5.6 L (3)1.6 g/L
