1、第2课时气体摩尔体积学习目标定位1.知道决定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。一决定物质体积大小的因素1.在温度和压强一定时，决定物质体积大小的主要因素有：微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。2.根据表格中的数据完成下列填空：状态物质密度1 mol该物质的质量1 mol该物质的体积结论固态Fe7.86 gcm3(20 )56 g7.12 cm3相同条件下1 mol固体、液体的体积差别较大Al2.70 gcm3(20 )27 g10 cm3液态H2O0.998 gcm3(2
2、0 )18 g18.04 cm3H2SO41.83 gcm3(20 )98 g53.55 cm3气态O21.429 gL1(0 、101 kPa) (标准状况)32 g22.39 L相同条件下，1 mol 气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 LH20.089 9 gL(0 、101 kPa)1(标准状况)2.016 g22.42 L3.分析出现上述结论的原因。(1)在温度和压强一定时，任何1 mol固态物质或液态物质所含微粒数目相同。微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。(2)对气态物质来说：通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直
3、径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。(3)温度和压强会较大程度地影响气体体积，当压强一定时，升高温度则微粒之间的距离变大，气体体积增大。反之，体积缩小(即通常所说的热胀冷缩)；当温度一定时增大压强，微粒之间的距离减小，气体体积缩小。(4)在温度和压强一定时，微粒间的距离近似相等，因此，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。归纳总结1.物质体积大小的影响因素2.粒子数目相同物质的体积关系1.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是()A.气体分子的大小不同B.气体分子间平均距离不同C.气体的物质的量不同D.气体的摩
4、尔质量不同答案C二气体摩尔体积1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，符号是Vm，常用的单位是Lmol1。标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下，1 mol 气体所占的体积约是22.4 L。(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气在标准状况下的体积约为22.4 L。(4)1 mo
5、l气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。2.标准状况下，气体摩尔体积的有关计算气体的物质的量n mol；气体的摩尔质量MVm22.4 gmol1；气体的分子数NnNANA；气体的质量mnMM g。归纳总结1.标准状况下的气体摩尔体积2.计算公式n(标准状况)2.下列叙述正确的是()A.1 mol任何气体的体积都为22.4 LB.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 LC.标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 LD.标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol答案D解析A中没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；B中没有指
6、明该物质的状态，错误；C中水在标准状况下不是气体，错误；D中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。3.设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A.在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为 0.5NAB.在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为NAC.32 g氧气含原子数为NAD.NA个O2的质量只有在标准状况下才是32 g答案B解析在A中，标准状况下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA，而题中为常温常压，故A错误；B中氦气为单原子分子，1 mol氦气含有原子数目为NA，B正确；C中O2的摩尔质量为32 gmol1 ，且O2为双原子分子，所以32 g O2含原子数为2NA2
7、NA，C错误；NA个O2的质量为32 g，与状态无关，与外界条件无关，D错误。理解感悟在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中，常考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题如下：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1 mol H2的体积不是22.4 L。(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为Lmol1。三阿伏加德罗定律1.判断下列说法的正误，正确的划“”，错误的划“”(1)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L()(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体
8、的体积相同()(3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数()(4)标准状况下，16 g氧气与2 g氢气的体积比是12()2.实验探究气体的体积与物质的量的关系(1)下图为电解水的实验装置。图中A试管中收集到的气体是H2，B试管中收集到的气体是O2，二者的体积比是21。(2)物质的量比与气体体积比的关系若有1.8 g H2O电解，产生H2的质量为0.2 g，物质的量为0.1 mol；产生O2的质量为1.6 g，物质的量为0.05 mol；二者物质的量之比为21。(3)实验结论在同温同压下，气体的物质的量比等于体积比。在同温同压下，1 mol的不同气体，其体积相同。归纳总结阿伏加德罗
9、定律(1)阿伏加德罗定律：相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。(2)相同条件下的气体，同体积时，分子数相同；反之，分子数相同时，体积也相同；气体的体积比等于分子数比(或物质的量比)。4.下列说法不正确的有()A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比等于161B.标准状况下，22.4 L以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为2NAC.标准状况下，0.5NA个H2O分子所占体积约为11.2 LD.16 g O2和O3的混合物中共含有NA个氧原子答案C解析分子数相同时，质量比等于相对分子质量比，Mr(O2)Mr(H2)322161，A项对；阿伏加德罗定律也适用于
10、混合气体，B项中含1 mol分子，所以H2与CO共含2 mol原子，对；C项中H2O不是气体，错；D项，O2、O3都是由氧原子组成的，质量相同时，必含相同的原子数，16 g O是1 mol 氧原子，所以D项对。5.两个体积相同的密闭容器，一个盛有氯化氢，另一个盛有H2和Cl2的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的()质量密度分子总数原子总数A. B. C. D.答案C解析同温同压下两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因HCl、H2、Cl2都是双原子分子，故原子总数也相同，质量、密度不一定相同。6.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密
11、度相等时，下列说法正确的是()A.两种气体的物质的量相等B.O2比O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等答案D解析由题意知O2与O3的质量相等，所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。即：n(O2)n(O3)M(O3)M(O2)32，A不对；B项二者的质量相等，B不对；C项两种气体的分子数目N(O2)N(O3)n(O2)n(O3)32，C不对；D项两种气体的氧原子数目为N(O2)N(O3)n(O2)2n(O3)366相等，故D对。1.阿伏加德罗定律可适用于任何气体(纯净的或是互不反应的混合气体)，但不适用于液体或固体。2.同温、同压、同体积、同分子数称为“四同”，四
12、“同”共同存在，相互制约，只要有三个“同”成立，第四个“同”就必定成立，在实际应用中往往是知道三“同”而求导另一“同”。3.标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例，与m、N、V之间的换算关系是n。1.下列有关气体体积叙述正确的是()A.一定温度、压强下，气体体积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约为22.4 LD.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等答案B解析气体的体积在温度、压强一定时，体积与其物质的量成正比；当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体
13、积的大小，所以A、D错误，B正确；非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4 Lmol1，C错误。2.下列说法正确的是()A.1 mol任何气体的体积都约是22.4 LB.20 、1.01105 Pa时，同体积的O2和CO2含有相同数目的分子数C.1 mol气态物质，当体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况D.2 mol任何气体体积都约为44.8 L答案B解析A中缺少标准状况的条件；B中根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子数，故B正确；C中，1 mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4 L；D中缺少标准状况条件。3.下列关于同温同压下的两种气体
14、12C18O和14N2的判断正确的是()A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等答案C解析依据阿伏加德罗定律：在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同，而CO和N2分子所含电子数相同，C项正确；同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12C18O的摩尔质量为30 gmol1,14N2的摩尔质量为28 gmol1，A项错误；1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14，B项错误；12C18O和14N2分子中所含质子数相同，n，m相同、M不同，n不同，故等质量的两种气体所具有的质子数不同
15、，D项错误。4.现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M gmol1。若阿伏加德罗常数用NA表示，则：(1)该气体的物质的量为 mol。(2)该气体所含原子总数为 个。(3)该气体在标准状况下的体积为 L。(4)该气体在标准状况下的密度为 gL1。(5)该气体一个分子的质量为 g。答案(1)(2)(3)(4)(5)解析(1)由nm/M可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。(3)由VnVm可求得该气体在标准状况下的体积。(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由MVm求得密度。(5)由摩尔质量为M gmol1，知每一个分子的质量为 g。5.
16、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 。(3)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(1)BABAAB(2)AB11(3)19 gmol16.72 L2.8 g解析(1)二者的摩尔质量之比为AB，等质量时物质的量之比为BA，由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为BA，密度之比为AB。(2)相同条件下的X、Y两种气体
17、体积相同，则X、Y的物质的量相同，故质量比等于其摩尔质量之比AB。(3)混合气体的物质的量为0.4 mol，19 gmol1，平均相对分子质量为19，设CO的物质的量为x，则有：7.60 gx28 gmol1(0.4 molx)16 gmol1，求得x0.1 mol。n(CH4)0.3 mol，V(CH4)6.72 L，m(CO)0.1 mol28 gmol12.8 g。40分钟课时作业经典基础题题组一正确理解概念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.气体摩尔体积一定是22.4 Lmol1C.1 mol气体体积为22.4 L，则一定是
18、标准状况D.相同物质的量的气体摩尔体积也相同答案A解析气体体积受温度、压强的影响，随着条件的不同，气体摩尔体积对应的数值有无数种，不一定是22.4 Lmol1，B错误；非标准状况通过调节温度和压强也可以使1 mol气体体积达到22.4 L，C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错误。2.下列说法中正确的是()A.标准状况下，22.4 Lmol1就是气体摩尔体积B.1 mol H2的质量只有在标准状况下才约为2 gC.标准状况下，18 g水的体积为22.4 LD.H2和O2的混合气体1 mol在标准状况下的体积约为22.4 L答案D解析气体摩尔体积是指一定温
19、度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积，22.4 Lmol1仅是标准状况下气体摩尔体积的近似值，A项不正确；1 mol H2的质量与是否是标准状况无关，B项不正确；标准状况下，水不是气体，18 g水的体积不是22.4 L，C项不正确。3.NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A.标准状况下，0.1NA个水分子所占的体积约为2.24 LB.11.2 L CO2的物质的量为0.5 molC.NH3的摩尔质量等于NA个氨分子的质量之和D.101 kPa、4 时，18 mL水和202 kPa、27 时32 g O2所含分子数均为NA答案D解析在标准状况下水不是气体，不能用气体摩尔体积来计
20、算，A项错误；题中没有指明温度、压强，因此不能确定11.2 L CO2的物质的量就是0.5 mol，B项错误；NH3的相对分子质量为17，其摩尔质量为17 gmol1，NA个NH3分子的质量之和为17 g，三者在数值上相同，但单位不同，C项错误；4 时，18 mL水就是18 g水，其物质的量为1 mol，含有NA个水分子；32 g O2的物质的量是1 mol，不管在什么温度和压强下，1 mol O2都含有NA个O2分子。题组二n的应用4.在标准状况下，由0.5 g H2、11 g CO2和4 g O2组成的混合气体，其体积约为()A.8.4 L B.11.2 L C.14.0 L D.16.8
21、 L答案C5.如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)()A. L B. L C. L D. L答案B解析设该气体的摩尔质量为M，则b，所以M gmol1。c g该气体在标准状况下的体积为22.4 Lmol1 L。6.在标准状况下有：6.72 L CH4，3.011023个HCl分子，13.6 g H2S，0.2 mol NH3。下列对这四种气体的描述正确的是()a.体积b.密度c.质量d.氢原子个数A.abc B.bcd C.cbd D.abcd答案D解析先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量，然后再比较它们的体积、密度等。
22、标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.011023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol，然后进行比较即可得出结论。题组三阿伏加德罗定律7.在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是()A.同密度、同压强的N2和C2H4B.同温度、同体积的O2和N2C.同体积、同密度的C2H4和COD.同压强、同体积的O2和N2答案C解析根据阿伏加德罗定律及其推论可以判断A、B、D错误。C项，同体积、同密度的C2H4和CO质量相等，C2H4和CO的相对分子质量都是28，所以等质量时两者物质的量相等，分子数也相等。8.同温同压下，用等质量的
23、CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是()答案D解析在同温同压下，气体的物质的量越大，气体所占的体积就越大，对等质量的气体，其相对分子质量越小，气体的物质的量越大(n)。CH4的相对分子质量为16，最小，相等质量的4种气体中，其物质的量最大，故其体积最大。9.如图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.摩尔质量相等答案A解析由同温同压可得Vm相同，再由公式n可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由原子个数之比等于其物质的量之比可得两瓶内分子所含原子数相同，A
24、项正确；两瓶内分子的物质的量相等，由mnM，M不一定相等，故m不一定相等，同时由也可得不一定相等。能力提升题10.(1)相同温度和压强下，现有等质量的SO2和O2。二者体积比为 ，分子个数比 ，密度比 。(2)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为 ，物质的量之比为 ，原子总数之比为 ，质量之比为 ，密度之比为 。答案(1)121221(2)111153411411解析(1)SO2与O2的摩尔质量之比为21，等质量时，物质的量之比为12，由阿伏加德罗定律可推出体积比和分子数之比均为12，密度之比为21。(2)同温同压下，同体积CH4、CO2的物质的量相同，分子数相等，原子总数
25、之比等于分子中原子个数之比，即53；物质的量相等时，质量之比等于摩尔质量之比，即411；相同状况下，气体密度之比等于相对分子质量之比，即411。11.(1)9.031023个CH4中，含 mol碳原子， mol氢原子， mol质子， mol电子。与 个NH3含有相同数目的氢原子。(2)与17 g NH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是 L。(3)某3.65 g气体在标准状况下的体积是2.24 L，则其摩尔质量是 。(4)标准状况下9.031023个CH4所占的体积为 。答案(1)1.5615151.2041024(或2NA)(2)22.4(3)36.5 gmol1(4)33.6 L解
26、析(1)n(CH4)1.5 mol。所以含有1.5 mol碳原子，6 mol氢原子；由于每个CH4分子中含有10个质子和10个电子，所以含质子、电子的物质的量均为15 mol。2 mol NH3中含有6 mol H，2 mol NH3的分子个数为2NA，即1.2041024。(2)17 g NH3的物质的量为1 mol，故与17 g NH3所含有分子数目相同的O2为1 mol，标准状况下体积为22.4 L。(3)该3.65 g气体的物质的量为0.1 mol，故该气体的摩尔质量为36.5 gmol1。(4)9.031023个CH4所占的体积(标况下)：1.5 mol22.4 Lmol133.6
27、L。12.对一定量气体体积的探究。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/LH20 ，101 kPa22.4O20 ，101 kPa22.4CO0 ，101 kPa22.4H20 ，202 kPa11.2CO20 ，202 kPa11.2N2273 ，202 kPa22.4NH3273 ，202 kPa22.4(1)从上表分析得出的结论：1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为 。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。(2)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是 ， 。(3)应用：在标
28、准状况下，4 g O2的体积为多少升？(写出计算过程)答案(1)22.4 L不一定(2)气体分子数目相等相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等(3)V(O2)n22.4 Lmol122.4 Lmol122.4 Lmol12.8 L。解析(1)从表中的数据可以看出：1 mol任何气体在标准状况下，体积都约为22.4 L；1 mol不同气体，在不同条件下，体积不一定相同。(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且1 mol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等。(3)4 g O2的物质的量n(O2)0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol22.4 Lmol12.8 L。
