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基础课时15　气体摩尔体积
学习目标　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
(一)知识梳理
1.影响物质体积的三个因素
2.粒子数目相同的物质的体积关系
3.气体摩尔体积
(1)概念：单位物质的量的气体，所占的体积叫做气体摩尔体积，用符号Vm表示，常用的单位有L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。
(2)定义式：Vm＝。
(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。
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。
(4)特例：在标准状况(0 ℃和101 kPa)的条件下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
(二)互动探究
材料1　气球在挤压下体积容易变小，而铅球在挤压下体积很难发生变化，那么，决定物质体积大小的因素有哪些？
材料2　固体、液体、气体粒子的排列方式
材料3　标准状况下气体摩尔体积示意图如下。
【问题讨论】
问题1　为什么相同条件下，1 mol不同固体和液体的体积不同，而1 mol不同气体的体积几乎相同？物质的体积与什么因素有关？
提示　①固体或者液体，其粒子之间的间距很小，影响固体和液体物质体积的主要因素是粒子数目和粒子大小，由于不同固体粒子大小不同，所以1 mol固体或液态体积不同；②气体的体积与气体粒子之间的距离和粒子数目有关，当温度和压强一定时，影响气体体积的因素为粒子之间的距离和粒子数目，故相同条件下，1 mol气体的体积几乎相同。
问题2　标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L吗？
提示　不是。在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。
问题3　气体摩尔体积的适用范围是气体，是否必须为纯净的气体？
提示　不是。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，但混合气体中气体之间不能发生化学反应。
问题4　当1 mol气体的体积为22.4 L时，能否说明该气体一定处于标准状况？
提示　不能。标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，但1 mol气体的体积为22.4 L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体)，也能使任意1 mol气体的体积变为22.4 L。
【探究归纳】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1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。
(2)1种状态：必须为气体。水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1 mol ”“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一组分的气体，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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
1.关于物质的体积的说法正确的是(　　)
A.1 mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B.固体和液体的微粒间的空隙很小，因此不能被压缩
C.气态物质微粒间的距离较大，因此气体的体积决定于气体分子间的距离
D.气体的体积受温度和压强的影响较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小
答案　D
解析　固体和液体的体积主要决定于微粒的大小，A错误；固体和液体的空隙很小，不易被压缩，不是不能被压缩，B错误；气体的体积决定于微粒数和微粒间的距离，C错误；气体的体积受温度和压强的影响较大，因为分子间距离较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小，因为分子间距离较小，D正确。
2.在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的(　　)
A.质量为12 g B.物质的量为6 mol
C.体积为 22.4 L D.物质的量为 12 mol
答案　B
解析　12 g H2的物质的量为6 mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6 mol，B正确、D错误；N2的质量为：28 g/mol×6 mol＝168 g，A错误；体积为22.4 L/mol×6 mol＝134.4 L，C错误。
3.下列物质所含分子数最多的是(　　)
A.标准状况下3.36 L CO2
B.5.1 g NH3(NH3的摩尔质量是17 g·mol－1)
C.0.2 mol Cl2
D.0.25NA个CO2(NA为阿伏加德罗常数)
答案　B
解析　标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol，3.36 L CO2的物质的量为3.36 L/(22.4 L/mol)＝0.15 mol；NH3的摩尔质量是17 g·mol－1，5.1 g NH3的物质的量为5.1 g/(17 g/mol)＝0.3 mol；Cl2的物质的量为0.2 mol；0.25NA个CO2的物质的量为0.25 mol；所以上述四种物质中含有分子数最多的是B，答案选B。
二、阿伏加德罗定律
1.阿伏加德罗定律
(1)内容
(2)解释：同温同压下，气体粒子间的平均距离相等，故体积相同时，气体粒子数相等，其物质的量也相等。
2.阿伏加德罗定律及其推论
相同条件 结论
同温同压 ＝＝ 同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同体积 ＝＝ 同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同压 ＝ 同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积 ＝ 同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比
1.下列关于CO和CO2说法正确的是(　　)
A.质量相等时，分子数之比为7∶11
B.同温同压下，密度之比为7∶11
C.物质的量相同时，体积之比为1∶1
D.原子数相同时，物质的量之比为2∶3
答案　B
解析　A项，质量相等时，分子数之比为11∶7，错误；C项，未指明温度和压强，错误；D项，原子数相同，物质的量之比为3∶2，错误。
2.(2023·潍坊青州一中高一检测)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.NH3 B.CH4
C.SO2 D.NO
答案　C
解析　从图中可知，同温同体积时，O2的压强比X气体的大，根据阿伏加德罗定律可知，同温同体积下，气体的压强与物质的量成正比，又等质量的气体的物质的量与摩尔质量成反比，故可知X气体的摩尔质量比氧气的大，即为摩尔质量大于32 g/mol的气体，故答案为：C。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)决定物质体积大小的因素
1.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－1
C.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。
2.决定气体体积的主要因素有(　　)
①气体的分子个数
②气体分子的大小
③气体分子间的平均距离
④气体的相对分子质量
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案　B
解析　由于气体的分子间距离远大于分子本身的大小，则决定气体体积的因素主要是气体的分子数目以及分子间距离，故①③正确。
(二)气体摩尔体积
3.(2023·扬州高邮一中高一期中)对于同温同压下等质量的NO和NO2，下列叙述正确的是(　　)
A.分子数之比为1∶1
B.体积之比为15∶23
C.所含原子数之比为46∶45
D.密度之比为23∶15
答案　C
解析　根据n＝＝可知等质量的NO和NO2的分子数目的比等于二者的物质的量的比，则N(NO)∶N(NO2)＝：＝23∶15，A错误；根据n＝＝可知等质量的NO和NO2在同温同压下气体的体积比等于二者的物质的量的比，则V(NO)∶V(NO2)＝∶＝23∶15，B错误；n＝＝及物质的分子中含有的原子数目，可知等质量的NO和NO2所含原子数之比为×2：×3＝46∶45，C正确；根据密度ρ＝＝，可知在同温同压下NO和NO2的密度比等于二者的摩尔质量之比，所以ρ(NO)∶ρ(NO2)＝30∶46＝15∶23，D错误。
4.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B.相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积
C.同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
答案　C
解析　决定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，但气体中气体微粒之间距离远大于微粒直径，所以微粒直径大小可以忽略不计，则决定气体体积大小的因素是粒子数目和粒子间距离，故A正确；相同条件下，粒子数相同的任何气体，微粒平均距离相同，都具有相同体积，故B正确；决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1 mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误；等质量的H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确。
5.(2023·烟台二中高一检测)如图是两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
A.气体质量相等 B.气体密度相等
C.所含原子数相等 D.摩尔质量相等
答案　C
解析　同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，两瓶体积相等的气体，则两瓶气体的物质的量相等。当左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时，相当于NO，与右瓶内NO的质量相等、密度相等、摩尔质量相等，但左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1，故A、B、D错误；都是双原子分子，物质的量相等的气体含有的原子数目相等，故C正确。
6.相同温度和压强下，3体积的X2气体与6体积的Y2气体化合生成6体积的气态化合物A，则生成物A的化学式为(　　)
A.XY2 B.X3Y2
C.X2Y3 D.XY
答案　A
解析　根据题意知参与反应的三种气体的物质的量之比是1∶2∶2，即X2、Y2、A三种气体分子数之比为1∶2∶2，根据原子守恒可知，A的化学式为XY2。
7.(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________ L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________ g。
(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________ L。
(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为________个。
(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________L。
答案　(1)11.2　(2)4　(3)11.2　(4)9.03×1023　(5)44.8
解析　(1)V＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的物质的量为＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·mol－1＝4 g。
(3)标准状况下，n(O2)＝＝0.5 mol，V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。
(4)标准状况下，n(O2)＝＝1.5 mol，
N＝1.5 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1023。
(5)标准状况下，n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故混合气体的体积为(0.5＋1.5)mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。
(三)阿伏加德罗定律及推论
8.某容器真空时，称其质量为60.4 g，此容器充满N2时总质量为66.0 g，在相同状况下，充满另一气体时，总质量为74.6 g，那么该气体可能是(　　)
A.Cl2 B.O2
C.SO2 D.HCl
答案　A
解析　容器中氮气的质量＝66.0 g－60.4 g＝5.6 g，容器中充满另一气体时，总质量为74.6 g，容器中该气体的质量＝74.6 g－60.4 g＝14.2 g，相同条件下相同体积的不同气体的物质的量相等，根据n＝知，相同物质的量时，其质量之比等于摩尔质量之比，气体的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，设该气体的相对分子质量为M，则＝，解得M＝71，选项中相对分子质量为71的是Cl2。
9.如图所示，在相同的容器中，假设中间的隔板无摩擦，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
答案　B
解析　根据公式V＝nVm＝Vm，在同温同压时，气体的摩尔体积是相等的，气体占据的体积之比等于气体的分子数之比，只有B符合题意。
10.在三个密闭容器中分别充入氖气、氢气、氮气三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是(　　)
A.p(Ne)＞p(H2)＞p(N2)
B.p(N2)＞p(Ne)＞p(H2)
C.p(H2)＞p(N2)＞p(Ne)
D.p(H2)＞p(Ne)＞p(N2)
答案　D
解析　温度相同时气体摩尔体积Vm与压强有关，压强越大、Vm越小；根据气体的密度＝，气体密度相同时M(气体)越大、Vm越大；则气体在温度和密度都相同的条件下，气体的压强与气体的摩尔质量成反比，摩尔质量：H2＜Ne＜N2，压强(p)从大到小的顺序为p(H2)＞p(Ne)＞p(N2)，故D正确。
11.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n(O)＝＝＝1 mol，一个H2SO4分子中含有4个O原子，则H2SO4的物质的量是n＝n(O)＝0.25 mol。(2)设该化合物为R，根据信息可得方程式为X2＋3Y2===2R，则R为XY3。(3)设NH3和N2的质量均为m g，物质的量分别为n(NH3)＝ mol、n(N2)＝ mol，两者物质的量之比为。
B级　素养培优练
12.同温同压下，等体积的甲乙两容器，甲容器中充满Cl2，乙容器中充满CO2，下列说法不正确的是(　　)
A.甲乙两容器中气体分子数之比为1∶1
B.甲乙两容器中气体质量之比为71∶44
C.甲乙两容器中原子个数之比为2∶3
D.甲乙两容器中气体所含质子数之比为17∶22
答案　D
解析　同温同压下，等体积的气体物质的量相同，分子数和物质的量成正比，则甲乙两容器中气体分子数之比为1∶1，故A正确；同温同压下，等体积的气体物质的量相同，气体质量等于物质的量和摩尔质量的乘积，即m(Cl2)∶m(CO2)＝71∶44，故B正确；同温同压下，等体积的气体物质的量相同，原子个数之比为物质的量乘以分子所含原子个数，甲、乙两容器中原子个数之比为2∶3，故C正确：同温同压下，等体积的气体物质的量相同，质子数＝物质的量×分子所含质子数，1个Cl2所含质子数为34，CO2所含质子数为22，所以质子数之比为17∶11，故D错误。
13.在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　)
A.两种气体的压强是p(C2H4)＜p(C3H6)
B.C2H4比C3H6的质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氢原子数目相等
答案　D
解析　C2H4和C3H6的体积相同，密度相等，则C2H4和C3H6的质量相等；C2H4、C3H6的摩尔质量依次为28 g·mol－1、42 g·mol－1，等质量的C2H4和C3H6的物质的量之比为∶＝3∶2。同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，p(C2H4)∶p(C3H6)＝3∶2，故p(C2H4)＞p(C3H6)，A错误；由上分析知两气体的质量相等，B错误；两气体的分子数为3∶2，分子数不相等，C错误；两气体的分子数目之比为3∶2；所含氢原子数之比为(3×4)∶(2×6)＝1∶1，即所含氢原子数目相等，D正确。
14.下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是(　　)
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
答案　A
解析　N2和CO具有相同的摩尔质量，所以两者质量相同时物质的量也相同，分子个数应相同，又因两者都是双原子分子，故原子个数也相等，分子数、原子数多少与密度无关，A项正确；同温、同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，而选项中没有提到压强，所以分子个数不一定相等，B项错误；体积相同、密度相等，所以质量相等，C2H6和NO的摩尔质量也相等，所以分子个数相等，但由于它们的分子组成不同，所以原子个数不相等，C项错误；同压强、同体积时，由于没有说明温度，所以两种气体的物质的量不一定相等，故原子个数不一定相等，D项错误。
15.三种气体 X、Y、Z 的相对分子质量关系为M(X)A.原子数相等的三种气体，质量最大的是Z
B.若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C.同温同压下，三种气体中密度最小的是X
D.同温下，体积相同的两容器分别充a g Y气体和2a g Z气体，则压强之比为1∶2
答案　C
解析　根据m＝nM＝，分子数目相等的三种气体，相对分子质量越大，因为不确定X、Y、Z三种气体分子中原子个数和组成，所以由原子数相等的三种气体不能确定三种气体的分子数，故A错误；气体的物质的量n＝，Vm和气体的状态有关，三种气体体积均为2.24 L，Vm不一定等于22.4 L·mol－1，所以它们的物质的量不一定均为0.1 mol，故B错误；根据阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下，气体的密度和相对分子质量成正比，则三种气体密度最小的是X，故C正确；同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比，已知M(Y)＝0.5M(Z)，则＝＝＝＝1∶1，故D错误。
16.已知NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题：
(1)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中，含有分子数目最少的是________(填化学式，下同)，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是________。
(2)73.0 g HCl气体中含有的分子数为________，标准状况下的体积为________L。
(3)18.6 g Na2R含0.6 mol Na＋，则Na2R的摩尔质量为____________，R的相对原子质量为____________。
答案　(1)SO2　H2　(2)2NA　44.8
(3)62 g·mol－1　16
解析　(1)根据n＝、N＝n·NA可知：当气体的质量相等时，气体的摩尔质量越大，其中所含的分子数目就越少。在四种气体中，SO2的相对分子质量最大，其摩尔质量最大，故SO2气体中含有的分子数目最少；气体的相对分子质量越小，等质量时其中所含气体的物质的量最多，根据V＝nVm可知：气体的物质的量越多，其在相同外界条件下其体积就越大，故在相同温度和相同压强条件下，气体体积最大的是H2；(2)73.0 g HCl的物质的量n(HCl)＝＝2 mol，根据N＝n·NA可知其中所含的HCl分子数目为2NA；其在标准状况下的体积V(HCl)＝2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L；(3)18.6 g Na2R含0.6 mol Na＋，则根据Na2R与其电离产生的Na＋关系可知：Na2R的物质的量为0.3 mol，故其摩尔质量M＝＝62 g·mol－1；Na2R的相对分子质量是62，23×2＋R＝62，所以R＝16，即R的相对原子质量是16。
17.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________。
(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。
18.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＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，该反应为过氧化钠的歧化反应，0.3 mol CO2参与反应，生成0.15 mol氧气，转移0.3NA个电子。基础课时15　气体摩尔体积
学习目标　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
　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.影响物质体积的三个因素
2.粒子数目相同的物质的体积关系
3.气体摩尔体积
(1)概念:单位物质的量的气体,所占的　　　　叫做气体摩尔体积,用符号　　　　　　表示,常用的单位有　　　　　　(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。
(2)定义式:Vm=。
(3)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的　　　　　　　　和　　　　　　　　。
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有　　　　　　数目的粒子。
(4)特例:在标准状况(0 ℃和101 kPa)的条件下,气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
(二)互动探究
材料1　气球在挤压下体积容易变小,而铅球在挤压下体积很难发生变化,那么,决定物质体积大小的因素有哪些
材料2　固体、液体、气体粒子的排列方式
材料3　标准状况下气体摩尔体积示意图如下。
【问题讨论】
问题1　为什么相同条件下,1 mol不同固体和液体的体积不同,而1 mol不同气体的体积几乎相同 物质的体积与什么因素有关
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
问题2　标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L吗
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
问题3　气体摩尔体积的适用范围是气体,是否必须为纯净的气体
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
问题4　当1 mol气体的体积为22.4 L时,能否说明该气体一定处于标准状况
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1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。
(2)1种状态:必须为气体。水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol ”“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一组分的气体,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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
1.关于物质的体积的说法正确的是 (　　)
A.1 mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B.固体和液体的微粒间的空隙很小,因此不能被压缩
C.气态物质微粒间的距离较大,因此气体的体积决定于气体分子间的距离
D.气体的体积受温度和压强的影响较大,固体或液体的体积受温度和压强的影响较小
2.在标准状况下,与12 g H2的体积相等的N2的 (　　)
A.质量为12 g B.物质的量为6 mol
C.体积为 22.4 L D.物质的量为 12 mol
3.下列物质所含分子数最多的是 (　　)
A.标准状况下3.36 L CO2
B.5.1 g NH3(NH3的摩尔质量是17 g·mol-1)
C.0.2 mol Cl2
D.0.25NA个CO2(NA为阿伏加德罗常数)
二、阿伏加德罗定律
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.阿伏加德罗定律
(1)内容
(2)解释:同温同压下,气体粒子间的平均距离相等,故体积相同时,气体粒子数相等,其物质的量也相等。
2.阿伏加德罗定律及其推论
相同条件 结论
同温 同压 == 同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温 同体积 == 同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温 同压 = 同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
同温同压 同体积 = 同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比
1.下列关于CO和CO2说法正确的是 (　　)
A.质量相等时,分子数之比为7∶11
B.同温同压下,密度之比为7∶11
C.物质的量相同时,体积之比为1∶1
D.原子数相同时,物质的量之比为2∶3
2.(2023·潍坊青州一中高一检测)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.NH3 B.CH4 C.SO2 D.NO
:课后完成　第二章　基础课时15(共57张PPT)
第三节　物质的量
第二章　海水中的重要元素——钠和氯
基础课时 　气体摩尔体积
15
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。
学习目标
一、气体摩尔体积
二、阿伏加德罗定律
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、气体摩尔体积
对点训练
(一)知识梳理
1.影响物质体积的三个因素
大小
距离
2.粒子数目相同的物质的体积关系
不同
相同
3.气体摩尔体积
体积
Vm
L/mol
温度
压强
相同
(二)互动探究
材料1　气球在挤压下体积容易变小，而铅球在挤压下体积很难发生变化，那么，决定物质体积大小的因素有哪些？
材料2　固体、液体、气体粒子的排列方式
材料3　标准状况下气体摩尔体积示意图如下。
【问题讨论】
问题1　为什么相同条件下，1 mol不同固体和液体的体积不同，而1 mol不同气体的体积几乎相同？物质的体积与什么因素有关？
提示　①固体或者液体，其粒子之间的间距很小，影响固体和液体物质体积的主要因素是粒子数目和粒子大小，由于不同固体粒子大小不同，所以1 mol固体或液态体积不同；②气体的体积与气体粒子之间的距离和粒子数目有关，当温度和压强一定时，影响气体体积的因素为粒子之间的距离和粒子数目，故相同条件下，1 mol气体的体积几乎相同。
问题2　标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L吗？
提示　不是。在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。
问题3　气体摩尔体积的适用范围是气体，是否必须为纯净的气体？
提示　不是。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，但混合气体中气体之间不能发生化学反应。
问题4　当1 mol气体的体积为22.4 L时，能否说明该气体一定处于标准状况？
提示　不能。标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，但1 mol气体的体积为22.4 L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体)，也能使任意1 mol气体的体积变为22.4 L。
【探究归纳】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1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。
(2)1种状态：必须为气体。水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1 mol ”“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一组分的气体，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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
1.关于物质的体积的说法正确的是(　　)
A.1 mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B.固体和液体的微粒间的空隙很小，因此不能被压缩
C.气态物质微粒间的距离较大，因此气体的体积决定于气体分子间的距离
D.气体的体积受温度和压强的影响较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小
解析　固体和液体的体积主要决定于微粒的大小，A错误；固体和液体的空隙很小，不易被压缩，不是不能被压缩，B错误；气体的体积决定于微粒数和微粒间的距离，C错误；气体的体积受温度和压强的影响较大，因为分子间距离较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小，因为分子间距离较小，D正确。
D
2.在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的(　　)
A.质量为12 g B.物质的量为6 mol
C.体积为 22.4 L D.物质的量为 12 mol
解析　12 g H2的物质的量为6 mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6 mol，B正确、D错误；N2的质量为：28 g/mol×6 mol＝168 g，A错误；体积为22.4 L/mol×6 mol＝134.4 L，C错误。
B
3.下列物质所含分子数最多的是(　　)
A.标准状况下3.36 L CO2
B.5.1 g NH3(NH3的摩尔质量是17 g·mol－1)
C.0.2 mol Cl2
D.0.25NA个CO2(NA为阿伏加德罗常数)
解析　标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol，3.36 L CO2的物质的量为3.36 L/(22.4 L/mol)＝0.15 mol；NH3的摩尔质量是17 g·mol－1，5.1 g NH3的物质的量为5.1 g/(17 g/mol)＝0.3 mol；Cl2的物质的量为0.2 mol；0.25NA个CO2的物质的量为0.25 mol；所以上述四种物质中含有分子数最多的是B，答案选B。
B
二、阿伏加德罗定律
对点训练
1.阿伏加德罗定律
(1)内容
(2)解释：同温同压下，气体粒子间的平均距离相等，故体积相同时，气体粒子数相等，其物质的量也相等。
2.阿伏加德罗定律及其推论
1.下列关于CO和CO2说法正确的是(　　)
A.质量相等时，分子数之比为7∶11
B.同温同压下，密度之比为7∶11
C.物质的量相同时，体积之比为1∶1
D.原子数相同时，物质的量之比为2∶3
解析　A项，质量相等时，分子数之比为11∶7，错误；C项，未指明温度和压强，错误；D项，原子数相同，物质的量之比为3∶2，错误。
B
2.(2023·潍坊青州一中高一检测)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.NH3 B.CH4
C.SO2 D.NO
C
解析　从图中可知，同温同体积时，O2的压强比X气体的大，根据阿伏加德罗定律可知，同温同体积下，气体的压强与物质的量成正比，又等质量的气体的物质的量与摩尔质量成反比，故可知X气体的摩尔质量比氧气的大，即为摩尔质量大于32 g/mol的气体，故答案为：C。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)决定物质体积大小的因素
1.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－1
C.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
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。
2.决定气体体积的主要因素有(　　)
①气体的分子个数 ②气体分子的大小 ③气体分子间的平均距离 ④气体的相对分子质量
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析　由于气体的分子间距离远大于分子本身的大小，则决定气体体积的因素主要是气体的分子数目以及分子间距离，故①③正确。
B
(二)气体摩尔体积
3.(2023·扬州高邮一中高一期中)对于同温同压下等质量的NO和NO2，下列叙述正确的是(　　)
A.分子数之比为1∶1 B.体积之比为15∶23
C.所含原子数之比为46∶45 D.密度之比为23∶15
C
4.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B.相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积
C.同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
C
解析　决定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，但气体中气体微粒之间距离远大于微粒直径，所以微粒直径大小可以忽略不计，则决定气体体积大小的因素是粒子数目和粒子间距离，故A正确；相同条件下，粒子数相同的任何气体，微粒平均距离相同，都具有相同体积，故B正确；决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1 mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误；等质量的H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确。
5.(2023·烟台二中高一检测)如图是两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
A.气体质量相等 B.气体密度相等
C.所含原子数相等 D.摩尔质量相等
解析　同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，两瓶体积相等的气体，则两瓶气体的物质的量相等。当左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时，相当于NO，与右瓶内NO的质量相等、密度相等、摩尔质量相等，但左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1，故A、B、D错误；都是双原子分子，物质的量相等的气体含有的原子数目相等，故C正确。
C
6.相同温度和压强下，3体积的X2气体与6体积的Y2气体化合生成6体积的气态化合物A，则生成物A的化学式为(　　)
A.XY2 B.X3Y2 C.X2Y3 D.XY
解析　根据题意知参与反应的三种气体的物质的量之比是1∶2∶2，即X2、Y2、A三种气体分子数之比为1∶2∶2，根据原子守恒可知，A的化学式为XY2。
A
7.(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________ L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________ g。
(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________ L。
(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为_________个。
(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________L。
11.2
4
11.2
9.03×1023
44.8
(三)阿伏加德罗定律及推论
8.某容器真空时，称其质量为60.4 g，此容器充满N2时总质量为66.0 g，在相同状况下，充满另一气体时，总质量为74.6 g，那么该气体可能是(　　)
A.Cl2 B.O2 C.SO2 D.HCl
A
9.如图所示，在相同的容器中，假设中间的隔板无摩擦，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
B
10.在三个密闭容器中分别充入氖气、氢气、氮气三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是(　　)
A.p(Ne)＞p(H2)＞p(N2) B.p(N2)＞p(Ne)＞p(H2)
C.p(H2)＞p(N2)＞p(Ne) D.p(H2)＞p(Ne)＞p(N2)
D
11.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________。
0.25
XY3
28∶17
B级　素养培优练
12.同温同压下，等体积的甲乙两容器，甲容器中充满Cl2，乙容器中充满CO2，下列说法不正确的是(　　)
A.甲乙两容器中气体分子数之比为1∶1
B.甲乙两容器中气体质量之比为71∶44
C.甲乙两容器中原子个数之比为2∶3
D.甲乙两容器中气体所含质子数之比为17∶22
D
解析　同温同压下，等体积的气体物质的量相同，分子数和物质的量成正比，则甲乙两容器中气体分子数之比为1∶1，故A正确；同温同压下，等体积的气体物质的量相同，气体质量等于物质的量和摩尔质量的乘积，即m(Cl2)∶m(CO2)＝71∶44，故B正确；同温同压下，等体积的气体物质的量相同，原子个数之比为物质的量乘以分子所含原子个数，甲、乙两容器中原子个数之比为2∶3，故C正确：同温同压下，等体积的气体物质的量相同，质子数＝物质的量×分子所含质子数，1个Cl2所含质子数为34，CO2所含质子数为22，所以质子数之比为17∶11，故D错误。
13.在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　)
A.两种气体的压强是p(C2H4)＜p(C3H6)
B.C2H4比C3H6的质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氢原子数目相等
D
14.下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是(　　)
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
A
解析　N2和CO具有相同的摩尔质量，所以两者质量相同时物质的量也相同，分子个数应相同，又因两者都是双原子分子，故原子个数也相等，分子数、原子数多少与密度无关，A项正确；同温、同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，而选项中没有提到压强，所以分子个数不一定相等，B项错误；体积相同、密度相等，所以质量相等，C2H6和NO的摩尔质量也相等，所以分子个数相等，但由于它们的分子组成不同，所以原子个数不相等，C项错误；同压强、同体积时，由于没有说明温度，所以两种气体的物质的量不一定相等，故原子个数不一定相等，D项错误。
15.三种气体 X、Y、Z 的相对分子质量关系为M(X)A.原子数相等的三种气体，质量最大的是Z
B.若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol
C.同温同压下，三种气体中密度最小的是X
D.同温下，体积相同的两容器分别充a g Y气体和2a g Z气体，则压强之比为1∶2
C
16.已知NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题：
(1)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中，含有分子数目最少的是________(填化学式，下同)，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是________。
(2)73.0 g HCl气体中含有的分子数为________，标准状况下的体积为________L。
(3)18.6 g Na2R含0.6 mol Na＋，则Na2R的摩尔质量为____________，R的相对原子质量为____________。
SO2
H2
2NA
44.8
62 g·mol－1
16
17.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________。
(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
18.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)。
40 g·mol－1
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________(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)。
2.8 g
1.4NA
2.24
0.3NA
解析　(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＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，该反应为过氧化钠的歧化反应，0.3 mol CO2参与反应，生成0.15 mol氧气，转移0.3NA个电子。

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