资源简介 第三节 物质的量第2课时 气体摩尔体积[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。一、气体摩尔体积1.决定物质体积大小的因素(1)物质的体积与聚集状态的关系思考1 在一定条件下,1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论 气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0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。(2)气体体积与温度、压强的关系思考2 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/LH2 0 ℃,101 kPa 22.4O2 0 ℃,101 kPa 22.4CO 0 ℃,101 kPa 22.4H2 0 ℃,202 kPa 11.2CO2 0 ℃,202 kPa 11.2N2 273 ℃,202 kPa 22.4NH3 273 ℃,202 kPa 22.4Ⅰ.从上表分析得出结论:①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为 。 ②1 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。 Ⅱ.理论依据:相同温度和压强下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是① , ②__________________________________________________________, ③_________________________________________________________。 提示 Ⅰ.①22.4 L ②不一定 Ⅱ.①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同 ③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略(3)物质体积的影响因素结论:在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。2.气体摩尔体积(1)气体摩尔体积(2)标准状况下的气体摩尔体积特别提醒 ①n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,Vm与温度、压强有关,但质量、物质的量不受温度、压强的影响。思考3 完成下列问题。(1)标准状况下,某气体的密度为1.43 g·L-1,则该气体的摩尔质量约为 。 (2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为 。 (3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则混合气体的平均摩尔质量约为 。 (4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为 。 答案 (1)32.03 g·mol-1 (2)17 g·mol-1(3)34.9 g·mol-1 (4)28 g·mol-1解析 (1)气体的摩尔质量M=Vm·ρ,代入数据求得M≈32.03 g·mol-1。(2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,该气体的物质的量为=0.03 mol,摩尔质量为=17 g·mol-1。(3)混合气体的==≈34.9 g·mol-1。(4)=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。标准状况下(0 ℃,101 kPa),气体摩尔体积的有关计算①气体的物质的量n= mol;②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。③气体的分子数N=n·NA=·NA。④气体的质量m=n·M=·M g。1.判断正误(1)一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小和数目决定 ( )(2)在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA ( )(3)标准状况下,2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol-1 ( )(4)标准状况下的Vm=22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1时也一定是标准状况 ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.(1)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是 ,16 g O2所占体积约是 。 (2)标准状况下,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。 (3)标准状况下,11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是 。 答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)NA二、阿伏加德罗定律及推论1.阿伏加德罗定律的内容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。特别提醒 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、同分子数,“四同”,相互制约,即“三同定一同”。2.阿伏加德罗定律的推论思考 在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。 (2)1 mol O2的质量是32 g,体积是22.4 L,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。1 mol H2的质量是2 g,体积是22.4 L,ρ(H2)== g·L-1。由此可推知: ①同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比。②在标准状况下,气体的密度为 g·L-1。阿伏加德罗定律的推论:语言叙述 公式同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比 =1.判断正误(1)同温同压下,同体积的物质所含的分子数一定相等 ( )(2)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子 ( )(3)同温同压下,相同体积的氧气和氨气,前者质量小于后者 ( )(4)同温同体积下,1 mol氢气与1 mol氧气,它们的压强相同 ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.质量相同的CH4和NH3比较,下列结论错误的是 ( )A.分子个数之比为17∶16B.同温同压下两种气体的体积之比为17∶16C.氢原子个数之比为17∶12D.原子个数之比为17∶16答案 D解析 质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为∶=17∶16。分子个数之比等于物质的量之比,为17∶16,故A正确;同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比,为17∶16,故B正确;氢原子个数之比为(×4)∶(×3)=17∶12,故C正确;原子个数之比为(×5)∶(×4)=85∶64,故D错误。1.(2024·山师附中高一月考)在同温同压下,下列与气体体积大小有关的主要因素是 ( )A.气体的种类 B.分子间的平均距离C.分子本身的大小 D.气体的分子数答案 D解析 在同温同压下,气体分子间的平均距离相等,与气体的种类无关,A、B错误;对于气体来说,气体分子间的距离远大于分子本身的大小,分子本身大小可以忽略不计,C错误。2.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为 ( )A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1答案 C解析 27.2 g H2S的物质的量n==0.8 mol,则Vm==22.8 L·mol-1。3.(2024·广西南宁十四中高一段考)在下列示意图中,白球代表氧原子,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(其质量忽略不计),其中能表示等质量的氧气与氦气的是 ( )答案 B解析 氧气的摩尔质量为32 g·mol-1,氦气的摩尔质量为4 g·mol-1,等质量时,气体的物质的量与摩尔质量成反比,故氧气和氦气的物质的量之比为4 g·mol-1∶32 g·mol-1=1∶8,分子数之比为1∶8,故选B。4.同温同压下,将1体积的CO2和2体积的CO进行比较,则CO2与CO的:(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 。 答案 (1)1∶2 (2)1∶2 (3)3∶4 (4)11∶14 (5)11∶7 (6)11∶7课时对点练 [分值:100分](选择题1~8题,每小题5分,9~12题,每小题7分,共68分)题组一 决定物质体积大小的因素1.(2023·福建泉州七中高一期中)同温同压下,两种气体的体积不相同,其主要原因是 ( )A.分子大小不同 B.分子间距离不同C.性质不同 D.分子数不同答案 D解析 对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子的直径,同温同压下气体粒子间的距离相等,同温同压下气体摩尔体积相同,由V=n·Vm=·Vm知,气体的体积取决于粒子数目的不同,故选D。2.下列有关气体的叙述错误的是 ( )A.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数肯定不同B.在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1C.当分子数目相同时,气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离D.气态物质没有固定的形状,且容易被压缩答案 A解析 气体的体积受温度、压强、分子数多少的影响,若未说明气体体积的条件,则无法知道它们所含有的分子数的多少,A错误;气态物质由于分子之间的间隔较大,可以压缩或扩大,因而没有固定的形状,且容易被压缩,D正确。题组二 气体摩尔体积3.下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是 ( )A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 LB.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 LC.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L答案 D解析 标准状况下,水是非气态,1 mol H2O的体积远远小于22.4 L,A错误;没有指明气体所处的温度与压强,不能确定CO2的体积,B错误;在273 ℃、202 kPa时,气体摩尔体积也是22.4 L·mol-1,C错误。4.(2024·西安高一月考)下列叙述正确的是 ( )A.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 molB.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 SO3所占的体积约为22.4 LD.1 mol任何气体的体积都为22.4 L答案 A解析 没有指明物质的状态及外界的温度、压强,无法计算体积,B错误;SO3在标准状况下不是气体,无法用标准状况下的气体摩尔体积计算,C错误;没有指明气体所处的温度、压强,无法计算体积,D错误。5.(2024·陕西宝鸡高一月考)在标准状况下,某气体的密度为1.5 g·L-1,则该气体的相对分子质量是 ( )A.32 B.20C.33.6 D.无法计算答案 C解析 在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,由ρ=可知,M=ρVm=1.5 g·L-1×22.4 L·mol-1=33.6 g·mol-1,又在以“g·mol-1”为单位时,摩尔质量与相对分子质量的数值相等,则该气体的相对分子质量为33.6,故选C。6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )A.标准状况下,2.24 L 乙醇中含有0.1NA个分子B.常温常压下,80 g氩气含有的原子数为2NAC.1 mol Na2O2与足量H2O反应产生11.2 L的O2D.1 mol Cl2与足量的铁粉反应转移的电子数目是3NA答案 B解析 乙醇在标准状况下为液体,2.24 L 乙醇的物质的量大于0.1 mol,含有分子数大于0.1NA,故A错误;常温常压下,80 g氩气的物质的量为2 mol,氩气是单原子构成的物质,则含有的原子数为2NA,故B正确;未指明气体所处的温度与压强,不可计算体积,故C错误;1 mol Cl2与足量的铁粉反应,氯元素从0价降到-1价,两个氯原子发生价态变化,故转移的电子数目是2NA,故D错误。题组三 阿伏加德罗定律及推论7.(2024·天津田家炳中学高一段考)科学家已发现一种新型氢分子(H3),相同条件下,等质量的H3和H2相同的是 ( )A.分子数 B.原子数C.摩尔质量 D.体积答案 B解析 设H3和H2的质量均为a,则H3物质的量为 mol,H2物质的量为 mol,可知分子数不相同,原子数相同;H3和H2摩尔质量分别为3 g·mol-1、2 g·mol-1;根据同温同压下,体积之比等于物质的量之比,因此体积不相同。8.(2024·广东白云中学高一期末)如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是 ( )A.C2H4 B.H2SC.NH3 D.NO答案 B解析 由阿伏加德罗定律推论可知,在温度、体积和质量相同时,压强之比等于摩尔质量的反比,由图可知,温度相同时,氧气的压强大于X气体的压强,则X气体的摩尔质量大于氧气的摩尔质量,C2H4、NH3、NO的摩尔质量均小于32 g·mol-1,H2S的摩尔质量大于32 g·mol-1,所以X气体可能为H2S,故选B。9.(2024·重庆十八中高一段考)常温常压下,分别向三个气球(同一规格,忽略气球自身的重量)中充入两种按体积比1∶1混合的气体,得到体积相等的①②③三个气球(如图)。下列判断不正确的是 ( )A.三个气球中所含气体的分子数相等B.三个气球中所含气体的物质的量相等C.三个气球中气体分子间的平均距离相等D.将三个气球放在空气中,只有一个往下沉答案 D解析 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分子,则气体的物质的量也相同,A、B正确;相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离都可以看成是相等的,C正确;三个等体积的气球含有的是两种按体积比1∶1混合的气体,②和③的平均摩尔质量分别是30 g·mol-1和54 g·mol-1,都大于空气的29 g·mol-1,故三个气球放在空气中,有两个往下沉,D错误。10.已知a g气体XY3含有b个原子,设阿伏加德罗常数的值为NA,气体摩尔体积为c L·mol-1,则该条件下11.2 L该气体的质量为 ( )A. g B. gC. g D. g答案 A解析 a g该气体的物质的量n= mol,该气体摩尔质量M=== g·mol-1,11.2 L该气体的物质的量n=== mol,对应质量m=n·M= mol× g·mol-1= g。11.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,则下列说法正确的是 ( )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,则甲容器的压强比乙容器的压强大答案 D解析 由于M(CO)n(CO2),则充入的CO分子数比CO2分子数多,A不正确;两容器的温度和压强相同,则两容器内气体的体积与气体的总物质的量成正比,由于n(CO)>n(CO2),所以甲容器的体积比乙容器的体积大,B不正确;温度、压强相同时,气体的摩尔体积相同,C不正确;根据阿伏加德罗定律及推论可知,同温同体积的条件下,压强与气体的总物质的量成正比,由于n(CO)>n(CO2),所以甲容器的压强比乙容器的压强大,D正确。12.(2023·深圳中学高一期中)同温同压下,1 g X气体和2 g Y气体的体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗定律及推论,下列叙述不正确的是 ( )A.常温常压下,X和Y的密度之比为1∶1B.X与Y的相对分子质量之比为1∶1C.同温同体积下,等质量的X和Y气体的压强之比为2∶1D.等质量的X和Y的物质的量之比为1∶1答案 C13.(6分)回答下列问题:(1)含有6.02×1023个氧原子的H2SO4的物质的量是 mol。 (2)在一定的温度和压强下,1体积气体X2跟3体积气体Y2化合生成2体积化合物,则该化合物的化学式是 。 (3)等质量的NH3和N2物质的量之比为 。 答案 (1)0.25 (2)XY3 (3)28∶17解析 (1)6.02×1023个氧原子的物质的量为1 mol,一个H2SO4分子中含有4个O原子,则H2SO4的物质的量是0.25 mol。(2)设该化合物为R,根据信息可得化学方程式为X2+3Y22R,则R为XY3。(3)设NH3和N2的质量均为m g,则物质的量分别为n(NH3)= mol、n(N2)= mol,两者物质的量之比为。14.(12分)现有16.0 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)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)。 (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 (用NA 表示,假设气体全部进入气球中)。 ③气球的体积为 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 (用NA 表示)。 答案 (1)40 g·mol-1 (2)0.4NA (3)①2.8 g ②1.4NA ③2.24 ④0.3NA解析 16.0 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L,则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,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-1。(2)CO和CO2分子中都只含1个碳原子,混合气体的总物质的量是0.4 mol,所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。(3)①二氧化碳被氢氧化钠吸收,气球中收集到的气体是CO,CO的摩尔质量为28 g·mol-1,其质量m=0.1 mol×28 g·mol-1=2.8 g。②1个CO分子中有14个电子,气球中收集到的气体是0.1 mol CO,电子总数为1.4NA。③气球中收集到的气体是0.1 mol CO,标准状况下,气球的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。④若将混合气体通入足量的 Na2O2中,发生反应:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,0.3 mol CO2参与反应,生成0.15 mol氧气,转移0.3NA个电子。15.(14分)(2023·河北邢台高一期末)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+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。根据要求回答下列问题:(1)同温同压下,等物质的量的CO2和NH3,前者与后者的分子数之比为 ,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。 答案 (1)1∶1 3∶4 44∶17 (2)10.8 8.96 (3)1∶2 13解析 (1)同温同压下,等物质的量的CO2和NH3,分子数之比等于物质的量之比,前者与后者的分子数之比为1∶1,原子总数之比为3∶4,密度之比等于摩尔质量之比为44∶17。(2)标准状况下6.72 L CO2的物质的量是=0.3 mol,所含的氧原子的物质的量是0.6 mol,则H2O的物质的量是0.6 mol,质量为0.6 mol×18 g·mol-1=10.8 g,该质量的水中含1.2 mol氢原子,则NH3物质的量为0.4 mol,在标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol-1=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,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是g·mol-1=26 g·mol-1,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,密度是同温同压下氢气密度的=13倍。第三节 物质的量第2课时 气体摩尔体积[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。一、气体摩尔体积1.决定物质体积大小的因素(1)物质的体积与聚集状态的关系思考1 在一定条件下,1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论 气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0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__________。(2)气体体积与温度、压强的关系思考2 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/LH2 0 ℃,101 kPa 22.4O2 0 ℃,101 kPa 22.4CO 0 ℃,101 kPa 22.4H2 0 ℃,202 kPa 11.2CO2 0 ℃,202 kPa 11.2N2 273 ℃,202 kPa 22.4NH3 273 ℃,202 kPa 22.4Ⅰ.从上表分析得出结论:①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为__________。 ②1 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。 Ⅱ.理论依据:相同温度和压强下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是①__________, ②__________________________________________________________, ③_________________________________________________________。 (3)物质体积的影响因素结论:在相同的__________和__________下,粒子数相同的任何气体都具有__________。2.气体摩尔体积(1)气体摩尔体积(2)标准状况下的气体摩尔体积特别提醒 ①n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,Vm与温度、压强有关,但质量、物质的量不受温度、压强的影响。思考3 完成下列问题。(1)标准状况下,某气体的密度为1.43 g·L-1,则该气体的摩尔质量约为__________。 (2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为__________。 (3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则混合气体的平均摩尔质量约为__________。 (4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为__________。 标准状况下(0 ℃,101 kPa),气体摩尔体积的有关计算①气体的物质的量n= mol;②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。③气体的分子数N=n·NA=·NA。④气体的质量m=n·M=·M g。1.判断正误(1)一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小和数目决定 ( )(2)在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA ( )(3)标准状况下,2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol-1 ( )(4)标准状况下的Vm=22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1时也一定是标准状况 ( )2.(1)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是__________,16 g O2所占体积约是__________。 (2)标准状况下,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是__________。 (3)标准状况下,11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是__________。 二、阿伏加德罗定律及推论1.阿伏加德罗定律的内容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。特别提醒 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、同分子数,“四同”,相互制约,即“三同定一同”。2.阿伏加德罗定律的推论思考 在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。(1)1 mol O2的体积是__________,2 mol H2的体积是__________,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其__________之比。 (2)1 mol O2的质量是__________,体积是__________,ρ(O2)== g·L-1(列式不化简,下同)。1 mol H2的质量是__________,体积是__________,ρ(H2)== g·L-1。由此可推知: ①同温同压下,气体的密度之比等于其__________之比。②在标准状况下,气体的密度为 g·L-1。阿伏加德罗定律的推论:语言叙述 公式同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比 =1.判断正误(1)同温同压下,同体积的物质所含的分子数一定相等 ( )(2)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子 ( )(3)同温同压下,相同体积的氧气和氨气,前者质量小于后者 ( )(4)同温同体积下,1 mol氢气与1 mol氧气,它们的压强相同 ( )2.质量相同的CH4和NH3比较,下列结论错误的是 ( )A.分子个数之比为17∶16B.同温同压下两种气体的体积之比为17∶16C.氢原子个数之比为17∶12D.原子个数之比为17∶161.(2024·山师附中高一月考)在同温同压下,下列与气体体积大小有关的主要因素是 ( )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.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为 ( )A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-13.(2024·广西南宁十四中高一段考)在下列示意图中,白球代表氧原子,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(其质量忽略不计),其中能表示等质量的氧气与氦气的是 ( )4.同温同压下,将1体积的CO2和2体积的CO进行比较,则CO2与CO的:(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__________。 答案精析一、1.思考1 较大 近似相等思考2 Ⅰ.①22.4 L ②不一定 Ⅱ.①气体的粒子数相同②粒子间的距离相同 ③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略(3)大小 数目 距离 相等 温度 压强 相同的体积2.(1)单位物质的量的气体 Vm L·mol-1 m3·mol-1 Vm= 温度 压强思考3 (1)32.03 g·mol-1 (2)17 g·mol-1(3)34.9 g·mol-1 (4)28 g·mol-1应用体验1.(1)× (2)× (3)× (4)×2.(1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)NA二、2.思考 (1)22.4 L 44.8 L 物质的量 (2)32 g 22.4 L 2 g 22.4 L ①摩尔质量 ②应用体验1.(1)× (2)× (3)× (4)√2.D随堂演练 知识落实1.D 2.C3.B [氧气的摩尔质量为32 g·mol-1,氦气的摩尔质量为4 g·mol-1,等质量时,气体的物质的量与摩尔质量成反比,故氧气和氦气的物质的量之比为4 g·mol-1∶32 g·mol-1=1∶8,分子数之比为1∶8,故选B。]4.(1)1∶2 (2)1∶2 (3)3∶4 (4)11∶14 (5)11∶7(6)11∶7(共69张PPT)气体摩尔体积第2课时第二章 第三节<<<核心素养发展目标1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。内容索引一、气体摩尔体积二、阿伏加德罗定律及推论课时对点练随堂演练 知识落实气体摩尔体积><一1.决定物质体积大小的因素(1)物质的体积与聚集状态的关系一、气体摩尔体积结论: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 。思考1 在一定条件下,1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论 较大气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0近似相等(2)气体体积与温度、压强的关系思考2 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/LH2 0 ℃,101 kPa 22.4O2 0 ℃,101 kPa 22.4CO 0 ℃,101 kPa 22.4H2 0 ℃,202 kPa 11.2CO2 0 ℃,202 kPa 11.2N2 273 ℃,202 kPa 22.4NH3 273 ℃,202 kPa 22.4Ⅰ.从上表分析得出结论:①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为 。 ②1 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。 Ⅱ.理论依据:相同温度和压强下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是① , ②_________________, ③_____________________________________________。 22.4 L不一定气体的粒子数相同粒子间的距离相同气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略(3)物质体积的影响因素大小结论:在相同的 和 下,粒子数相同的任何气体都具有______。数目距离温度压强相同的体积相等2.气体摩尔体积(1)气体摩尔体积单位物质的量的气体VmL·mol-1m3·mol-1Vm=温度压强(2)标准状况下的气体摩尔体积特别提醒 ①n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,Vm与温度、压强有关,但质量、物质的量不受温度、压强的影响。思考3 完成下列问题。(1)标准状况下,某气体的密度为1.43 g·L-1,则该气体的摩尔质量约为 。 32.03 g·mol-1气体的摩尔质量M=Vm·ρ,代入数据求得M≈32.03 g·mol-1。(2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为 。 17 g·mol-1标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,该气体的物质的量为=0.03 mol,摩尔质量为=17 g·mol-1。(3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则混合气体的平均摩尔质量约为 。 34.9 g·mol-1混合气体的==≈34.9 g·mol-1。(4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为 。 28 g·mol-1=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。归纳总结标准状况下(0 ℃,101 kPa),气体摩尔体积的有关计算归纳总结①气体的物质的量n= mol;②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 g·mol-1。③气体的分子数N=n·NA=·NA。④气体的质量m=n·M=·M g。1.判断正误(1)一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小和数目决定(2)在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA(3)标准状况下,2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol-1(4)标准状况下的Vm=22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1时也一定是标准状况××××2.(1)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是 ,16 g O2所占体积约是 。 (2)标准状况下,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。 (3)标准状况下,11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是 。 返回1.5 mol11.2 L44.8 LNA><二阿伏加德罗定律及推论1.阿伏加德罗定律的内容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。特别提醒 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、同分子数,“四同”,相互制约,即“三同定一同”。二、阿伏加德罗定律及推论2.阿伏加德罗定律的推论思考 在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。(1)1 mol O2的体积是 ,2 mol H2的体积是 ,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其 之比。 (2)1 mol O2的质量是 ,体积是 ,ρ(O2)==______ g·L-1(列式不化简,下同)。1 mol H2的质量是 ,体积是 ,ρ(H2)==_____ g·L-1。由此可推知: ①同温同压下,气体的密度之比等于其 之比。②在标准状况下,气体的密度为______ g·L-1。22.4 L44.8 L物质的量32 g22.4 L2 g22.4 L摩尔质量阿伏加德罗定律的推论:语言叙述 公式同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比 ==同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比 =1.判断正误(1)同温同压下,同体积的物质所含的分子数一定相等(2)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子(3)同温同压下,相同体积的氧气和氨气,前者质量小于后者(4)同温同体积下,1 mol氢气与1 mol氧气,它们的压强相同××√×2.质量相同的CH4和NH3比较,下列结论错误的是A.分子个数之比为17∶16B.同温同压下两种气体的体积之比为17∶16C.氢原子个数之比为17∶12D.原子个数之比为17∶16√质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为∶=17∶16。分子个数之比等于物质的量之比,为17∶16,故A正确;同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比,为17∶16,故B正确;氢原子个数之比为(×4)∶(×3)=17∶12,故C正确;原子个数之比为(×5)∶(×4)=85∶64,故D错误。返回随堂演练 知识落实1.(2024·山师附中高一月考)在同温同压下,下列与气体体积大小有关的主要因素是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√1234在同温同压下,气体分子间的平均距离相等,与气体的种类无关,A、B错误;对于气体来说,气体分子间的距离远大于分子本身的大小,分子本身大小可以忽略不计,C错误。12342.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1√27.2 g H2S的物质的量n==0.8 mol,则Vm==22.8 L·mol-1。3.(2024·广西南宁十四中高一段考)在下列示意图中,白球代表氧原子,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(其质量忽略不计),其中能表示等质量的氧气与氦气的是1234√1234氧气的摩尔质量为32 g·mol-1,氦气的摩尔质量为4 g·mol-1,等质量时,气体的物质的量与摩尔质量成反比,故氧气和氦气的物质的量之比为4 g·mol-1∶32 g·mol-1=1∶8,分子数之比为1∶8,故选B。4.同温同压下,将1体积的CO2和2体积的CO进行比较,则CO2与CO的:(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 。 12341∶21∶23∶411∶1411∶711∶7返回课时对点练题组一 决定物质体积大小的因素1.(2023·福建泉州七中高一期中)同温同压下,两种气体的体积不相同,其主要原因是A.分子大小不同 B.分子间距离不同C.性质不同 D.分子数不同√1234567891011121314对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子的直径,同温同压下气体粒子间的距离相等,同温同压下气体摩尔体积相同,由V=n·Vm=·Vm知,气体的体积取决于粒子数目的不同,故选D。1512345678910111213142.下列有关气体的叙述错误的是A.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数肯定不同B.在标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1C.当分子数目相同时,气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离D.气态物质没有固定的形状,且容易被压缩√151234567891011121314气体的体积受温度、压强、分子数多少的影响,若未说明气体体积的条件,则无法知道它们所含有的分子数的多少,A错误;气态物质由于分子之间的间隔较大,可以压缩或扩大,因而没有固定的形状,且容易被压缩,D正确。151234567891011121314题组二 气体摩尔体积3.下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 LB.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 LC.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值D.标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L√151234567891011121314标准状况下,水是非气态,1 mol H2O的体积远远小于22.4 L,A错误;没有指明气体所处的温度与压强,不能确定CO2的体积,B错误;在273 ℃、202 kPa时,气体摩尔体积也是22.4 L·mol-1,C错误。1512345678910111213144.(2024·西安高一月考)下列叙述正确的是A.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 molB.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 SO3所占的体积约为22.4 LD.1 mol任何气体的体积都为22.4 L√151234567891011121314没有指明物质的状态及外界的温度、压强,无法计算体积,B错误;SO3在标准状况下不是气体,无法用标准状况下的气体摩尔体积计算,C错误;没有指明气体所处的温度、压强,无法计算体积,D错误。1512345678910111213145.(2024·陕西宝鸡高一月考)在标准状况下,某气体的密度为1.5 g·L-1,则该气体的相对分子质量是A.32 B.20C.33.6 D.无法计算√在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,由ρ=可知,M=ρVm=1.5 g·L-1×22.4 L·mol-1=33.6 g·mol-1,又在以“g·mol-1”为单位时,摩尔质量与相对分子质量的数值相等,则该气体的相对分子质量为33.6,故选C。1512345678910111213146.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.标准状况下,2.24 L 乙醇中含有0.1NA个分子B.常温常压下,80 g氩气含有的原子数为2NAC.1 mol Na2O2与足量H2O反应产生11.2 L的O2D.1 mol Cl2与足量的铁粉反应转移的电子数目是3NA√151234567891011121314乙醇在标准状况下为液体,2.24 L 乙醇的物质的量大于0.1 mol,含有分子数大于0.1NA,故A错误;常温常压下,80 g氩气的物质的量为2 mol,氩气是单原子构成的物质,则含有的原子数为2NA,故B正确;未指明气体所处的温度与压强,不可计算体积,故C错误;1 mol Cl2与足量的铁粉反应,氯元素从0价降到-1价,两个氯原子发生价态变化,故转移的电子数目是2NA,故D错误。151234567891011121314题组三 阿伏加德罗定律及推论7.(2024·天津田家炳中学高一段考)科学家已发现一种新型氢分子(H3),相同条件下,等质量的H3和H2相同的是A.分子数 B.原子数C.摩尔质量 D.体积√设H3和H2的质量均为a,则H3物质的量为 mol,H2物质的量为 mol,可知分子数不相同,原子数相同;H3和H2摩尔质量分别为3 g·mol-1、2 g·mol-1;根据同温同压下,体积之比等于物质的量之比,因此体积不相同。1512345678910111213148.(2024·广东白云中学高一期末)如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是A.C2H4 B.H2SC.NH3 D.NO√151234567891011121314由阿伏加德罗定律推论可知,在温度、体积和质量相同时,压强之比等于摩尔质量的反比,由图可知,温度相同时,氧气的压强大于X气体的压强,则X气体的摩尔质量大于氧气的摩尔质量,C2H4、NH3、NO的摩尔质量均小于32 g·mol-1,H2S的摩尔质量大于32 g·mol-1,所以X气体可能为H2S,故选B。1512345678910111213149.(2024·重庆十八中高一段考)常温常压下,分别向三个气球(同一规格,忽略气球自身的重量)中充入两种按体积比1∶1混合的气体,得到体积相等的①②③三个气球(如图)。下列判断不正确的是A.三个气球中所含气体的分子数相等B.三个气球中所含气体的物质的量相等C.三个气球中气体分子间的平均距离相等D.将三个气球放在空气中,只有一个往下沉√151234567891011121314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分子,则气体的物质的量也相同,A、B正确;相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离都可以看成是相等的,C正确;三个等体积的气球含有的是两种按体积比1∶1混合的气体,②和③的平均摩尔质量分别是30 g·mol-1和54 g·mol-1,都大于空气的29 g·mol-1,故三个气球放在空气中,有两个往下沉,D错误。15123456789101112131410.已知a g气体XY3含有b个原子,设阿伏加德罗常数的值为NA,气体摩尔体积为c L·mol-1,则该条件下11.2 L该气体的质量为A. g B. gC. g D. g√151234567891011121314a g该气体的物质的量n= mol,该气体摩尔质量M=== g·mol-1,11.2 L该气体的物质的量n=== mol,对应质量m=n·M= mol× g·mol-1= g。15123456789101112131411.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,则下列说法正确的是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,则甲容器的压强比乙容器的压强大√151234567891011121314由于M(CO)n(CO2),则充入的CO分子数比CO2分子数多,A不正确;两容器的温度和压强相同,则两容器内气体的体积与气体的总物质的量成正比,由于n(CO)>n(CO2),所以甲容器的体积比乙容器的体积大,B不正确;温度、压强相同时,气体的摩尔体积相同,C不正确;151234567891011121314根据阿伏加德罗定律及推论可知,同温同体积的条件下,压强与气体的总物质的量成正比,由于n(CO)>n(CO2),所以甲容器的压强比乙容器的压强大,D正确。15123456789101112131412.(2023·深圳中学高一期中)同温同压下,1 g X气体和2 g Y气体的体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗定律及推论,下列叙述不正确的是A.常温常压下,X和Y的密度之比为1∶1B.X与Y的相对分子质量之比为1∶1C.同温同体积下,等质量的X和Y气体的压强之比为2∶1D.等质量的X和Y的物质的量之比为1∶1√15123456789101112131413.回答下列问题:(1)含有6.02×1023个氧原子的H2SO4的物质的量是 mol。 6.02×1023个氧原子的物质的量为1 mol,一个H2SO4分子中含有4个O原子,则H2SO4的物质的量是0.25 mol。0.2515(2)在一定的温度和压强下,1体积气体X2跟3体积气体Y2化合生成2体积化合物,则该化合物的化学式是 。 1234567891011121314设该化合物为R,根据信息可得化学方程式为X2+3Y2===2R,则R为XY3。XY315(3)等质量的NH3和N2物质的量之比为 。 1234567891011121314设NH3和N2的质量均为m g,则物质的量分别为n(NH3)= mol、n(N2)=mol,两者物质的量之比为。28∶171514.现有16.0 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 。 123456789101112131440 g·mol-115123456789101112131416.0 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L,则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,联立解得x=0.1、y=0.3。该混合气体的平均摩尔质量为=40 g·mol-1。15(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)。1234567891011121314CO和CO2分子中都只含1个碳原子,混合气体的总物质的量是0.4 mol,所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。0.4NA15(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 。 1234567891011121314二氧化碳被氢氧化钠吸收,气球中收集到的气体是CO,CO的摩尔质量为28 g·mol-1,其质量m=0.1 mol×28 g·mol-1=2.8 g。2.8 g15②气球中收集到的气体中,电子总数为_______(用NA 表示,假设气体全部进入气球中)。12345678910111213141个CO分子中有14个电子,气球中收集到的气体是0.1 mol CO,电子总数为1.4NA。1.4NA15③气球的体积为 L(忽略气球弹性的影响)。1234567891011121314气球中收集到的气体是0.1 mol CO,标准状况下,气球的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。2.2415④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中,转移的电子数为________(用NA 表示)。1234567891011121314若将混合气体通入足量的 Na2O2中,发生反应:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,0.3 mol CO2参与反应,生成0.15 mol氧气,转移0.3NA个电子。0.3NA1515.(2023·河北邢台高一期末)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。根据要求回答下列问题:(1)同温同压下,等物质的量的CO2和NH3,前者与后者的分子数之比为 ,原子总数之比为 ,密度之比为 。 12345678910111213141∶1153∶444∶17同温同压下,等物质的量的CO2和NH3,分子数之比等于物质的量之比,前者与后者的分子数之比为1∶1,原子总数之比为3∶4,密度之比等于摩尔质量之比为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 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。123456789101112131410.8158.96标准状况下6.72 L CO2的物质的量是=0.3 mol,所含的氧原子的物质的量是0.6 mol,则H2O的物质的量是0.6 mol,质量为0.6 mol×18 g·mol-1=10.8 g,该质量的水中含1.2 mol氢原子,则NH3物质的量为0.4 mol,在标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol-1=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 ,该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的 倍。 12345678910111213141∶21513123456789101112131415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是g·mol-1=26 g·mol-1,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,密度是同温同压下氢气密度的=13倍。返回 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积 学案.docx 第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积 教案.docx 第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积.pptx