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第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第三节　物质的量
第2课时　气体摩尔体积
课程标准 核心素养目标
1.了解气体摩尔体积的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。 宏观辨识与微观探析：了解气体摩尔体积的含义，体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义。从宏观体积和微观粒子角度认识气体的组成。
一、影响物质体积大小的因素
1．影响物质体积大小的三个因素
固体
液态
气态
2．具体分析
(1)1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的，均约为 ，因此，在粒子数目相同时，物质体积的大小主要取决于构成物质的粒子的 和粒子之间的 。
(2)对于气体来说，粒子之间的距离(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径。当粒子数相同时，气体的体积主要取决于气体
。
(3)在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是
的，因此，粒子数相同的任何气体都具有相同的 。
6.02×1023
大小
距离
粒子之间的距离
相等
体积
二、气体摩尔体积
1．气体摩尔体积
单位物质的量
温度
压强
2．阿伏加德罗定律
在相同的 和 下，相同体积的任何气体都含有 的粒子，这就是阿伏加德罗定律。
◆名师点拨
(1)影响气体粒子之间距离的因素是温度和压强。
(2)其他条件相同时，升高温度，气体粒子之间的距离增大；增大压强，气体粒子之间的距离减小。
温度
压强
相同数目
◆特别提醒
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(不反应)。
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同(　　　)
(2)不同气体的体积不同，则它们所含分子数一定不同(　　　)
(3)一定温度和压强下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol(　　　)
(4)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L(　　　)
×
×
×
　√
探究一 气体摩尔体积及相关计算
(1)感知标准状况下22.4 L气体体积的大小。
(2)在相同的温度和压强下，1 mol任何气体含有的分子数都相同，分子之间的平均距离也近似相等，其体积基本相同。实验测得1 mol三种气体处于不同温度和压强下的体积如下表：
化学式 体积
0 ℃，101 kPa 20 ℃，101 kPa 0 ℃，202 kPa
H2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
O2 22.4 L 24.0 L 11.2 L
CO2 22.4 L 23.9 L 11.2 L
[问题设计]
(1)分析表中数据，影响1 mol气体体积大小的因素有哪些？影响结果如何？
提示：温度和压强；其他条件相同，温度升高，气体体积增大；压强增大，气体体积减小。
(2)结合表中信息分析，11.2 L CO2的物质的量是否一定为0.5 mol？为什么？
提示：不一定；若处于0 ℃、101 kPa下，则11.2 L CO2为0.5 mol；若处于0 ℃、202 kPa下，则11.2 L CO2为1.0 mol。
(3)2 g H2和16 g O2组成的混合气体的总物质的量是多少？标准状况下，该混合气体所占的体积是多少？
提示：1.5 mol；33.6 L。
1．标准状况下气体摩尔体积的理解
(1)1个条件：必须是标准状况。非标准状况下，1 mol 气体的体积不一定是22.4 L，因此在利用“Vm≈22.4 L/mol”计算时，一定要看清气体是否处于标准状况下。
(2)1种状态：必须是气体。只有气体物质的体积才能利用“Vm≈22.4 L/mol”计算，如水、酒精等物质在标准状况下为非气体，不能用该式进行计算。
(3)2个数据：“1 mol”“约为22.4 L”。
2．标准状况下气体摩尔体积的相关计算
[例1] 一种气体的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是(　　 )
A．28.4 B．71
C．28.4 g/mol D．71 g/mol
D
解析：
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
①标准状况下，4.48 L NO和2.24 L O2混合后，原子总数为0.6NA
②若1 mol气体的体积为22.4 L，则它一定处于标准状况下
③标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
④标准状况下，1 g H2和14 g N2的体积相同
⑤常温常压下，0.5×6.02×1023个二氧化碳分子的质量是22 g
⑥相同温度下，同体积容器中，气体物质的物质的量越大，则压强越大　　　　　
A．①②③④ B．①④⑤⑥ C．①③⑥ D．②⑤⑥
B
①标准状况下，4.48 L NO和2.24 L O2混合后，原子总数为(0.2×2＋0.1×2)NA＝0.6NA，正确；②1 mol气体的体积为22.4 L，它不一定处于标准状况下，也可以处于非标准状况下，错误；③标准状况下HCl是气体，水是液体，1 L HCl和1 L H2O的物质的量不相同，错误；④1 g H2和14 g N2的物质的量都为0.5 mol，根据阿伏加德罗定律，可知标准状况下1 g H2和14 g N2的体积相同，正确；⑤常温常压下，0.5×6.02×1023个二氧化碳分子的物质的量为0.5 mol，其质量是0.5 mol×44 g/mol＝22 g，正确；⑥根据同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，可知相同温度下，同体积容器中，气体物质的物质的量越大，则压强越大，正确。
解析：
探究二 阿伏加德罗定律及推论的应用
阿伏加德罗定律指出“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”。将等质量的H2、O2、CO2和N2分别充入四个气球中(常温常压)，结合所学化学知识推测四个气球中分别充入哪种气体。
[问题设计]
(1)甲、乙、丙、丁四个气球中分别充入哪种气体？
提示：甲：H2。乙：N2。丙：O2。丁：CO2。
(2)你的判断依据是什么？
提示：摩尔质量大小为CO2>O2>N2>H2，则等质量时，四种气体的物质的量大小为H2>N2>O2>CO2；由阿伏加德罗定律可知，同温同压下，气体的物质的量越大，气体的体积越大。
1．阿伏加德罗定律的理解及应用
2．阿伏加德罗定律的重要推论
条件 结论(等式) 语言叙述
T、p相同 同温同压下，气体的体积与气体的物质的量成正比
T、V相同 同温同体积时，气体的压强与气体的物质的量成正比
T、p相同 同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比
[例2] 同温同压下，下面关于CO和N2的判断不正确的是(　　)
A．体积相等时，密度不相等
B．体积相等时，分子数相等
C．体积相等时，具有的电子数相等
D．质量相等时，具有的原子数相等
A
解析：
2．在一个容积固定的恒温容器内部，有两个可左右滑动的密封隔板，装置如下图所示。在甲、乙、丙内分别充入等质量的X、H2和Y三种气体，当隔板静止时，甲中气体密度比丙中气体密度大。下列比较关系正确的是(　　)
A．摩尔质量：M(X)>M(Y)
B．气体体积：V(X)>V(Y)
C．压强：p(X)>p(H2)>p(Y)
D．分子数目：N(X)>N(Y)
A
同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，已知甲中气体密度大于丙中气体密度，即气体X密度大于气体Y，则摩尔质量M(X)>M(Y)，A正确；甲中气体密度大于丙中气体密度，且三种气体的质量相等，说明甲中气体的体积小于丙中气体的体积，B错误；隔板可移动无阻力，则压强p(X)＝p(H2)＝p(Y)，C错误；同温同压下，气体的分子数之比＝气体物质的量之比＝气体体积之比，甲中气体的体积小于丙中气体体积，则N(X)解析：
1．在标准状况下，22.4 L N2的物质的量是(　　)
A．0.25 mol B．0.50 mol C．1.0 mol D．1.5 mol
解析：
C
2．据报道，科学家已经成功合成了少量N4气体，下列说法正确的是(　　)
A．N4是一种新型化合物
B．相同质量的N4和N2原子个数比为1∶2
C．同温同压下，N4和N2的密度之比为2∶1
D．N4与N2之间的转化属于物理变化
C
解析：
N4是一种单质，不是化合物，A错误；N4和 N2是氮元素组成的不同单质，分子均由氮原子构成，相同质量的 N4和 N2原子个数比为 1∶1，B错误；同温同压下气体的密度之比等于其相对分子质量之比，故同温同压下N4和N2的密度之比为2∶1，C正确； N4与 N2是不同物质，两者之间的转化属于化学变化，D错误。
3．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 H2O含有的氧原子数为0.1NA
B．常温常压下，22 g CO2含有的电子总数为11NA
C．等物质的量的Na2O和Na2O2，含有的离子总数均为3NA
D．将7.1 g氯气通入足量水中反应，电子转移的数目为0.1NA
B
标准状况下H2O不是气体，2.24 L H2O的物质的量不是0.1 mol，含有的氧原子数大于0.1NA，A错误；常温常压下，22 g CO2物质的量为0.5 mol，含有的电子总数为11NA，B正确；未说明氧化钠和过氧化钠具体的物质的量，无法计算含有的离子总数，C错误；Cl2＋H2O HCl＋HClO，7.1 g氯气的物质的量为0.1 mol，若能与水完全反应，则转移电子数为0.1NA，但是氯气与水的反应为可逆反应，故转移电子数小于0.1NA，D错误。
解析：
4．物质的量是把宏观物质和微观粒子联系起来的纽带。下列说法正确的是(　　)
A．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
B．在标准状况下，等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2
C．等质量的甲烷和氧气的原子数之比为5∶1
D．同温同压下，甲烷和氧气的密度之比为2∶1
C
解析：
5．现有CO和CO2混合气体18 g，将该混合气体通过灼热的氧化铜，完全反应，测得最终CO2的体积为11.2 L(标准状况)。
(1)该混合气体中CO的质量为________g。
(2)该混合气体中CO2的体积(在标准状况下)约为______L。
(3)该混合气体的平均摩尔质量为________g/mol，在标准状况下的密度约为____g/L(保留两位小数)。
7
5.6
36
1.61
解析：
解析：

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