第05讲 气体摩尔体积-高一化学同步精品讲义（鲁科必修第一册 ）

第05讲  气体摩尔体积

知识点01  影响物质体积的决定因素

1．影响物质体积的因素

2．影响气体体积的因素

（1）内在因素：气体的____________

（2）外在因素：气体所处的______和______

【即学即练1】决定气体的体积的主要因素有：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气体分子的相对分子质量（     ）。

    A．①②    B．①③    C．②③    D．②④

【解析】选B。气体分子在较大的空间运动，所以气体分子间的平均距离会影响气体的体积，在分子之间距离相同的情况下，气体的分子数越多，气体的体积就越大，所以气体的分子数的多少能影响气体体积的大小，故影响气体体积的主要因素是由①气体的分子个数的多少，③气体分子间的平均距离决定，①②不符合题意；①③符合题意；②③不符合题意；②④不符合题意。

知识点02  气体摩尔体积

1．气体摩尔体积

（1）概念：在一定的温度和压强下，__________的气体所占的体积。

（2）符号：______。

（3）单位：____________和m3·mol－1。

（4）物质的量、气体的体积与气体摩尔体积之间的关系：n＝______。

2．标准状况下气体的摩尔体积：

（1）标准状况的含义：温度为______、压强为______。

（2）标准状况下气体的摩尔体积约为____________。

【即学即练2】下列说法正确的是（     ）。

    A．由于空气是混合物，所以空气在标准状况下的气体摩尔体积不等于22.4L·mol－1

    B．44g CO2在任何情况下所含分子数都约为6.02×1023

    C．44.8L纯净气体所含的分子数约为1.204×1024

    D．22.4L H2和22.4L O2所含的分子数只有在标准状况下才相等

【解析】选B。标准状况下任何气体摩尔体积为22.4L·mol－1，所以A选项错。根据物质的质量求物质的量时，不受任何外界条件的限制，所以44g CO2为1mol，其所含分子数就约为6.02×1023。C选项缺少标准状况条件，无法确定气体的物质的量。只要在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同分子数，所以D选项错。

知识点03  阿伏加德罗定律

1．内容：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有______数目的分子。

2．内容总结：“三同”定“一同”

3．判断正误

（1）1mol不同的固体物质，体积大小不相同，主要原因是粒子大小不同（     ）。

（2）通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L（     ）。

（3）标准状况下，36g水的体积约为44.8L。（     ）。

（4）1mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4L。（     ）。

【即学即练3】下面关于阿伏加德罗定律的说法正确的是（     ）。

    A．同温同压，相同体积的任何物质，所含的分子数一定相等

    B．同温同压，相同质量的任何气体，所含的分子数相等

    C．同温同压，任何气体物质的量之比等于体积比，等于分子数比

    D．任何气态物质，物质的量相同时，分子数相等、体积也相等

考法01  气体摩尔体积的概念及影响因素

【典例1】（2022•上饶高一上学期期中）下列物质中，体积为22.4升的是（     ）。

    A．25℃时18 g水

    B．标准状况下含6.02×1023个原子的Cl2

    C．标准状况下1mol氨气

    D．常温常压下44g二氧化碳

【知识拓展】对气体摩尔体积的理解

1．标准状况下的气体摩尔体积

（1）条件：标准状况，即0℃、101kPa

①当使用22.4L·mol－1时，一定是在标准状况下的气体。

②非标准状况下，1mol气体的体积不一定是22.4L。

③1mol气体的气体体积是22.4L，但不一定处于标准状况下。

④标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，非标准状况下气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol－1。

（2）标准：1mol，即分子数为6.02×1023

（3）对象：气体

①必须为气体，且任何气体均可，包括单一气体和混合气体。

②注意水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。

（4）数值：约为22.4L，非精确值。

2．影响气体摩尔体积的外界因素

（1）温度：升高温度，气体受热膨胀，气体摩尔体积增大

（2）压强：增大压强，气体被压缩，气体摩尔体积减小

考法02  各量和气体体积之间的换算关系

【典例2】（2022·昆明高一检测）若ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是（式中的NA为阿佛加德常数）（     ）。

    A．L    B．L    C．L    D．L

【知识拓展】气体摩尔体积的有关计算公式

①气体的物质的量n＝

②气体的密度ρ＝＝＝

③气体的分子数N＝nNA＝NA

④气体的质量m＝nM＝M

考法03  气体摩尔体积的计算

【典例3】（2022·浙江丽水高一上学期期末）已知在一定温度和压强下，测得10L氧气的质量为16g，则在相同条件下，11.2L气体可能是（     ）。

    A．密度约为1.96g•L－1的CO2

    B．物质的量为0.5mol的H2

    C．质量为14g的N2

    D．质量为35.84g的SO2

【知识拓展】气体摩尔体积的测量和计算

1．计算公式：Vm＝＝＝

2．测量方法：准确测量在一定温度和压强下，一定质量气体的体积，带入公式计算即可

考法04  气体密度的比较和计算

【典例4】（2022·福建上杭高一上学期期中检测）分别由下列四种物质制取气体：①双氧水和MnO2；②Zn和稀硫酸；③大理石和稀盐酸；④Cu和稀HNO3制NO。所产生的气体在同温同压下的密度，由小到大的排列顺序为（     ）。

    A．②＜④＜③＜①        B．②＜④＜①＜③

     C．③＜①＜④＜②        D．①＜③＜④＜②

【知识拓展】气体的密度

1．基本公式：＝＝＝（标准状况下）

（1）单一气体的摩尔质量：M＝22.4 L·mol－1·ρ（气体）

（2）混合气体的平均摩尔质量：＝22.4 L·mol－1·ρ（混合气体）

2．相对密度：D＝＝（气体A对气体B的相对密度，同温同压）

（1）同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比

（2）已知某气体对气体A的相对密度D，可以计算其摩尔质量

①其一气体：M（X）＝D×M（A）

②混合气体：（混）＝D×M（A）

考法05  阿伏加德罗定律及应用

【典例5】（双选）（2022·连云港高一上学期期末检测）在两个密闭容器中，分别充满等物质的量的甲、乙两种气体，它们的温度和摩尔质量均相同。试根据甲、乙的密度（ρ）的关系，下列说法中正确的是（     ）。

    A．若ρ（甲）＞ρ（乙），则气体体积：甲＜乙

    B．若ρ（甲）＞ρ（乙），则分子数：甲＞乙

    C．若ρ（甲）＜ρ（乙），则气体摩尔体积：甲＞乙

    D．若ρ（甲）＜ρ（乙），则气体的压强：甲＞乙

【知识拓展】阿伏加德罗定律及其推论

1．阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系

2．阿伏加德罗定律的常用推论

（1）在任何情况下气体的分子数与物质的量成正比＝

（2）同温、同压气体的体积与物质的量成正比＝

（3）同温、同压气体的密度与摩尔质量成正比＝

（4）同温、同体积气体的压强之比与其物质的量成正比＝

（5）同温、同压、同体积气体的质量与摩尔质量成正比＝。

【特别提醒】正确理解阿伏加德罗定律的应用

（1）阿伏加德罗定律的适用对象是气体（单一气体或混合气体），不适用于液体或固体。

（2）“三同”定“一同”。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“同”成立，则另一“同”就必定成立。

（3）“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量，若两个量相同，则另两个量成正比或反比。

（4）气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。

（5）阿伏加德罗定律及其所有推论不必死记硬背，用时可以通过理想气体状态方程pV＝nRT（式中R为常数）以及n＝＝、＝进行简单地推导而得到。

题组A  基础过关练

1．标准状况下，32gCH4所占体积约为（     ）。

    A．44.8L    B．22.4L    C．11.2L    D．5.6L

2．（2022•保定高一上期中）下列物理量与所对应的单位不正确的是（     ）。

    A．n：mol    B．M：g•mol－1

    C．NA：个    D．Vm：L•mol－1

3．在标准状况下，0.4molHCl气体的体积是（      ）。

    A．22.4L    B．8.96L    C．4.48L    D．11.2L

4．（2022·嘉兴高一检测）关于标准状况下11.2LCO2的说法正确的是（     ）。

    A．质量为44g         B．CO2物质的量为1mol

    C．含有1mol氧原子    D．CO2分子数为3.01×1021

5．（2021~2022学年河北省唐山市高一上期末）在同温同压下，50mL气体M2跟100mL气体N2化合生成50mL气体Q，则Q的化学式是（     ）。

    A．MN2    B．M2N    C．MN3    D．M2N4

6．（2022·宁波高一检测）氯气是一种大气污染物，为检验输送氯气的管道是否漏气常用浓氨水来检验，其反应的原理为3Cl2+8NH36NH4Cl+N2。下列叙述正确的是（     ）。

    A．1mol N2的体积为22.4L

    B．Cl2的摩尔质量为71g·mol－1

    C．1mol NH3的质量为17g·mol－1

    D．22.4L NH3物质的量为1mol

7．（2020年6月·福建合格考真题）下列物质所含分子数最多的是（     ）。

    A．0.2molH2

    B．标准状况下2.24LNH3

    C．44gCO2（CO2的摩尔质量为44g·mol－1）

    D．0.5NA个NO（NA为阿伏加德罗常数的值）

8．（2022·长沙高一检测）同温同压下甲烷与氧气的物质的量比为1∶1，此时甲烷与氧气的体积比为（     ）。

    A．1∶4    B．1∶2    C．1∶1    D．2∶1

9．（1）标准状况下，①4g氢气；②33.6L甲烷（CH4）；③6.02×1023个水分子中，物质的量最大的是（填写序号，下同）______，体积最小的是______。

（2）质量相等的两种物质SO2和SO3，它们的物质的量之比为____________，所含氧原子个数之比为____________。

10．（1）现有34g某气体，它的摩尔质量为17g·mol－1。则：

    ①该气体为________mol。

    ②该气体所含分子数为________NA。

    ③该气体在标准状况下的体积为________L。

（2）________gH2O中的氧原子数目与标准状况下22.4LCO2中的氧原子数目相同。

题组B  能力提升练

1．（2022·张掖高一检测）常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是（     ）。

    A．    B．    C．    D．

2．（2022·舟山高一检测）下列说法正确的是（     ）。

    A．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子

    B．常温常压下，44gCO2中含有NA个CO2分子

    C．标准状况下2.24LCO和2.24LH2O均含0.1NA个氧原子

    D．22.4LCl2中含有34NA个质子

3．（2022·张家口高一检测）同温同压下体积均为VL的a、b集气瓶中装有不同的气体（如图），瓶内气体的摩尔质量大小关系为（     ）。

    A．a大    B．b大    C．一样大    D．无法比较

4．（2022·吉林通化高一上学期期末）常温常压下，某容器真空时质量为201.0g，当它盛满甲烷（CH4）时质量为203.4g，而盛满某气体Y时质量为205.5g，则Y气体可能是（     ）。

    A．O2    B．N2    C．C2H6    D．CO2

5．标况下1LN2含有m个分子，则阿伏加德罗常数可表示为（     ）。

    A．/ mol    B．/ mol    C．22.4m    D．22.4m/ mol

6．（2022·连云港高一检测）mg H2O2与V L（标准状况）CO中所含氧原子数目相同，则m的数值是（     ）。

    A．    B．    C．    D．

7．（2021·北京丰台区高一期中检测）氨气（NH3）是一种重要的化工原料，广泛应用于制氮肥、制药、合成纤维等。请回答下列问题：

（1）2molNH3在标准状况下的体积是____________。

（2）2molNH3的质量是____________，其中所含氢元素的质量是____________。

（3）2molNH3所含的氨分子数为_________，电子数为____________。

（4）工业上用反应N2+3H22NH3来合成氨气，则若制得2molNH3，标准状况下参与反应的H2的体积为____________；14gN2参与反应可得NH3物质的量为_______________。

8．某研究性学习小组同学为了探究“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分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如图实验装置并记录相关实验数据。

【实验装置】

【部分实验数据】

请回答下列问题：

（1）4分钟时H2、O2的物质的量分别是________mol、________mol。

（2）该温度下，气体摩尔体积是__________。

（3）在该实验条件下，3molO2的气体的体积为________L。

题组C  培优拔尖练

1．（2022·昆明高一上期中检测）在同温同压下，有同质量的气体X和Y。已知此时Y的体积大于X的体积，则它们的式量关系是（     ）。

    A．Mx＞My    B．Mx＜My    C．Mx＝My    D．无法确定

2．镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）的关系如图所示，则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是（     ）。

    A．二者物质的量之比为3∶2

    B．二者质量之比为3∶2

    C．二者摩尔质量之比为2∶3

    D．二者消耗H2SO4的物质的量之比为2∶3

3．（2021~2022学年河北省沧州市高一上期末）下面关于同温同压下的两种气体一氧化碳和氮气的判断不正确的是（     ）。

    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

4．（2021•深圳高级中学高一上期中）在标准状况下，由N2O和NO2组成的混合气体13.44L，质量为27g，此混合气体中N和O两种原子的物质的量之比是（     ）。

    A．2∶3    B．3∶2    C．1∶1    D．5∶4

5．奥运会男子篮球比赛用7＃球，内部空间体积大约是7.35L，比赛时内部压强约为170kPa。己知，在25℃，100kPa时，气体摩尔体积约为24.5L/mol。假设比赛场馆温度为25℃，下列说法中正确的是（     ）。

    A．比赛时，篮球内一般充填氮气

    B．比赛时，篮球内约有空气0.3mol

    C．比赛时，篮球内约有空气14.8g

    D．当25℃，170kPa时，Vm＞24.5L/mol

6．（2021·唐山高一检测）已知：2KClO32KCl+3O2↑。某同学设计了利用氯酸钾分解制O2测定气体摩尔体积的探究实验。实验步骤如下：

    ①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95g。

    ②连接好实验装置，______。

    ③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止

    ④测量排入量筒中水的体积为279.7mL

    ⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55g

根据上述实验过程，回答下列问题：

（1）请补充②中的实验步骤___________________。

（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：a．调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同；b．使试管和广口瓶内气体都冷却至室温；c．读取量筒内液体的体积。这三步操作的正确顺序是________（请填写步骤序号）。进行实验操作c时，若仰视读数，则读取氧气的体积______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

（3）实验过程中产生氧气的物质的量是__________mol；实验测得该条件下的气体摩尔体积是________（保留小数点后两位）。

（4）若欲检验试管中产物所含的阴离子，方案为：将固体冷却后溶于水，过滤，_________________________________（填写具体实验方案）。