高中化学第3节 化学中常用的物理量——物质的量优秀第2课时2课时学案设计

这是一份高中化学第3节 化学中常用的物理量——物质的量优秀第2课时2课时学案设计，共14页。学案主要包含了物质的量与气体体积之间的关系等内容，欢迎下载使用。




气体摩尔体积





1．影响气体体积的因素








相同条件(同温同压)下，任何气体分子间的距离几乎相等。


2．气体摩尔体积


(1)气体摩尔体积


①概念：在一定温度和压强下，eq \(□,\s\up1(4))__________的气体所占有的体积。


②符号：eq \(□,\s\up1(5))__________。


③单位：eq \(□,\s\up1(6))__________或m3·ml－1。


④气体摩尔体积(Vm)、物质的量(n)与气体体积(V)之间的关系：Vm＝eq \(□,\s\up1(7))__________。


(2)标准状况下的气体摩尔体积


①标准状况的含义：温度为eq \(□,\s\up1(8))______、压强为eq \(□,\s\up1(9))________。


②标准状况下气体的摩尔体积约为eq \(□,\s\up1(10))__________。





使用标准状况下的气体摩尔体积22.4 L·ml－1时，要注意物质的状态和所处的状况。


自我校对：


eq \(□,\s\up1(1))压强 eq \(□,\s\up1(2))分子数目 eq \(□,\s\up1(3))平均距离 eq \(□,\s\up1(4))单位物质的量


eq \(□,\s\up1(5))Vm eq \(□,\s\up1(6))L·ml－1 eq \(□,\s\up1(7))eq \f(V,n) eq \(□,\s\up1(8))0 ℃ eq \(□,\s\up1(9))101 kPa


eq \(□,\s\up1(10))22.4 L·ml－1





1．应用气体摩尔体积解题时的“四注意”





(1)条件：标准状况，即0 ℃、101 kPa；


(2)标准：1 ml，即分子数为6.02×1023；


(3)对象：气体，可为单一气体，也可为混合气体；


(4)数值：约为22.4 L，非精确值。


2．根据标准状况下气体摩尔体积进行的有关计算





(1)气体的物质的量：n＝eq \f(V,22.4)；


(2)气体的摩尔质量：M＝eq \f(m,n)＝eq \f(ρV,\f(V,22.4))＝22.4ρ(ρ的单位是 g·L－1)；


(3)气体的分子数：N＝nNA＝eq \f(V,22.4)NA；


(4)气体的质量：m＝nM＝eq \f(V,22.4)M。





1．(2019·四川三台中学高一第一次月考)当温度和压强一定时，决定气体体积大小的主要因素是( )


A．分子直径的大小B．分子间距离的大小


C．分子间引力的大小D．分子数目的多少


解析：选D。影响气体体积大小的因素有分子直径的大小、分子间距离的大小、分子数目的多少，在一定温度和压强下，气体分子间的平均距离近似相等，因分子间距离远大于气体分子大小，则影响其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少。


2．标准状况下，0.5 ml O2的体积是( )


A．0.5 LB．12.25 L


C．11.2 LD．22.4 L


解析：选C。V＝n·Vm＝0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L。


3．下列说法中，正确的是( )


A．一定状况下，N2的摩尔体积可能恰好为11.2 L/ml


B．在标准状况下，1 ml N2的体积是22.4 L/ml


C．1 ml N2的体积约是22.4 L，则N2是处于标准状况


D．在标准状况下，H2O的摩尔体积约是22.4 L/ml


解析：选A。A项，由于温度和压强影响气体摩尔体积，则一定状况下，N2的摩尔体积可能恰好为11.2 L/ml，正确；B项，在标准状况下，1 ml N2的体积是22.4 L/ml×1 ml＝22.4 L，单位不正确，错误；C项，1 ml N2的体积约是22.4 L，气体摩尔体积为22.4 L/ml，由于温度和压强均影响气体体积，则N2不一定是处于标准状况，错误；D项，标准状况下水不是气态，则水的摩尔体积不是22.4 L/ml，错误。


eq \a\vs4\al()


标准状况下，气体的摩尔体积为22.4 L/ml，做题时要注意前提是标准状况，而不是常温常压，适用对象是气体，而不是液体或固体。


4．(2019·江川二中高一期末)标准状况下，质量相等的下列物质中体积最大的是( )


A．N2B．Cl2


C．H2D．CO2


解析：选C。氮气的摩尔质量是28 g/ml、氯气的摩尔质量是71 g/ml、氢气的摩尔质量是2 g/ml、二氧化碳的摩尔质量是44 g/ml，标准状况下，气体摩尔体积是22.4 L/ml，根据V＝eq \f(m,M)×Vm可知，相同质量的不同气体，其体积与摩尔质量成反比，摩尔质量最小的气体其体积最大，所以气体体积最大的是氢气。


eq \a\vs4\al()


质量相等的气体，摩尔质量越小，物质的量越大，相同条件下的体积也就越大。


5．标准状况下，体积为8.96 L的CO和CO2的混合气体的质量为14.4 g。请回答下列问题：


(1)CO的质量为________g；


(2)CO的体积为________L；


(3)混合气体的平均摩尔质量为________g·ml－1；


(4)混合气体的密度为________g·L－1。


解析：由题中信息可知，CO和CO2的混合气体的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·ml－1)＝0.4 ml。设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x、y，


则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x＋y＝0.4 ml,28 g·ml－1×x＋44 g·ml－1×y＝14.4 g，))


解得：x＝0.2 ml，y＝0.2 ml。


(1)m(CO)＝0.2 ml×28 g·ml－1＝5.6 g；(2)V(CO)＝0.2 ml×22.4 L·ml－1＝4.48 L；(3)M(混)＝eq \f(14.4 g,0.4 ml)＝36 g·ml－1；(4)ρ(混)＝eq \f(14.4 g,8.96 L)≈1.61 g·L－1。


答案：(1)5.6 (2)4.48 (3)36 (4)1.61


阿伏加德罗定律及其推论





阿伏加德罗定律


(1)内容：eq \(□,\s\up1(1))__________下，eq \(□,\s\up1(2))________的任何气体都含有eq \(□,\s\up1(3))________的分子。


(2)适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。


(3)“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。


自我校对：


eq \(□,\s\up1(1))同温、同压 eq \(□,\s\up1(2))相同体积 eq \(□,\s\up1(3))相同数目





阿伏加德罗定律的推论


(1)阿伏加德罗定律的推论规律是“两同定比例”。


(2)适用阿伏加德罗定律推论的对象必须是气体。


(3)上述关系可根据pV＝nRT进行推导(p—压强、V—气体体积、n—气体物质的量、R—常数、T—温度)。





1．(2019·榆林第二中学高一第二次月考)同温同压下，物质的量相等的两种气体一定( )


A．密度相等B．原子数相等


C．分子数相等D．均为22.4 L


解析：选C。A项，根据ρ＝eq \f(M,Vm)可知，两种气体的平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等，故A错误；B项，若两种气体分子中含有相等的原子数，则原子数相等，若两种气体分子中含有的原子数不相等，则所含原子数不相等，故B错误；C项，两种气体的物质的量相等，根据N＝nNA可知，气体分子数相等，故C正确；D项，气体不一定在标准状况下，气体的物质的量也不一定是1 ml，即体积不一定为22.4 L，故D错误。


2．(2019·中山高一期末)同温同压下，相同质量的SO2和SO3相比较，下列有关叙述中正确的是( )


A．分子数之比为1∶1B．原子数之比为16∶15


C．体积之比为4∶5D．密度之比为4∶5


解析：选D。同温同压下，Vm相同，结合n＝eq \f(m,M)、V＝nVm、ρ＝eq \f(M,Vm)计算。A项，分子数之比等于物质的量之比，故相同质量的SO2和SO3的分子数之比为eq \f(m,64)∶eq \f(m,80)＝5∶4，故A错误；B项，二氧化硫中原子的物质的量等于二氧化硫的3倍，三氧化硫中原子的物质的量等于三氧化硫的4倍，则相同质量的SO2和SO3的原子数之比为(5×3)∶(4×4)＝15∶16，故B错误；C项，同温同压下，Vm相同，体积之比等于其物质的量之比，故相同质量的SO2和SO3的体积之比为5∶4，故C错误；D项，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，故相同质量的SO2和SO3的密度之比为64∶80＝4∶5，故D正确。


3．(2019·高安二中高一期中)在相同温度和压强下，容器A中的臭氧(O3)和容器B中的乙炔(C2H2)所含的原子数相同，则A、B两容器中气体的体积之比是( )


A．4∶3B．3∶4


C．1∶1D．2∶3


解析：选A。设臭氧(O3)的物质的量为n1，乙炔(C2H2)的物质的量为n2，则臭氧(O3)中所含的原子数为3n1，乙炔(C2H2)中所含的原子数为4n2，根据题意可知，3n1＝4n2，则eq \f(n1,n2)＝eq \f(4,3)。又因为相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，所以eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(4,3)。


合格考训练[学生用书P69(单独成册)]


1．下列说法正确的是( )


A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 ml


B．含0.2 ml H2和0.8 ml CO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L


C．标准状况下，1 ml任何物质的体积必定都是22.4 L


D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等


解析：选B。A项，22.4 L气体在标准状况下的物质的量为1 ml，A项错误；B项，含0.2 ml H2和0.8 ml CO2的混合气体在标准状况下的体积约为(0.2 ml＋0.8 ml)×22.4 L/ml＝22.4 L，B项正确；C项，标准状况下，1 ml任何气体的体积都约为22.4 L，对于固体、液体不能使用气体摩尔体积，C项错误；D项，没有说明CO2所处的状况，CO2的物质的量未知，水的物质的量为eq \f(18 g,18 g/ml)＝1 ml，故二者含有的分子数目不一定相等，D项错误。


2．(2019·临河三中高一期中)下列物质中，其物质的量为0.2 ml的是( )


A．2.2 g CO2B．4.8 g Mg


C．4.48 L O2D．49 g H2SO4


解析：选B。A项，CO2的摩尔质量为44 g/ml，2.2 g CO2的物质的量为eq \f(2.2 g,44 g/ml)＝0.05 ml，A项错误；B项，Mg的摩尔质量为24 g/ml，4.8 g Mg的物质的量为eq \f(4.8 g,24 g/ml)＝0.2 ml，B项正确；C项，氧气所处状态不确定，气体摩尔体积不确定，不能计算其物质的量，C项错误；D项，H2SO4的摩尔质量为98 g/ml，49 g H2SO4的物质的量为eq \f(49 g,98 g/ml)＝0.5 ml，D项错误。


3．(2019·江苏海安高级中学高一月考)在标准状况下，体积比为1∶2∶3所组成的N2、O2和CO2共100 g的混合气体的体积为( )


A．11.2 LB．30 L


C．60 LD．112 L


解析：选C。在标准状况下，体积比为1∶2∶3组成的N2、O2和CO2的混合气体，物质的量比也为1∶2∶3，设N2、O2和CO2的物质的量分别为x、2x、3x，则28x＋32×2x＋44×3x＝100，x＝eq \f(100,224) ml，混合气体在标准状况下的体积为(x＋2x＋3x)×22.4 L·ml－1＝eq \f(600,224) ml×22.4 L·ml－1＝60 L。


4．有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)，则该气体的摩尔质量是( )


A．28.4B．28.4 g·ml－1


C．71D．71 g·ml－1


解析：选D。标准状况下，1 ml气体所占有的体积为22.4 L，则4.48 L(标准状况)气体的物质的量n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(4.48 L,22.4 L·ml－1)＝0.2 ml，M＝eq \f(m,n)＝eq \f(14.2 g,0.2 ml)＝71 g·ml－1。


5．(2019·息烽一中高一期中)9.03×1023个CH4中，含________ml碳原子，________ml氢原子，________ml质子，________ml电子，与________个NH3含有相同数目的氢原子。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为________。


解析：9.03×1023个CH4的物质的量是eq \f(9.03×1023,6.02×1023 ml－1)＝1.5 ml，1分子甲烷含有1个碳原子、4个氢原子、10个质子和10个电子，则1.5 ml CH4中含有1.5 ml碳原子、6 ml氢原子、15 ml质子、15 ml电子。由于1分子氨含有3个氢原子，则含有6 ml氢原子的氨的物质的量是6 ml÷3＝2 ml，其个数为2 ml×6.02×1023 ml－1＝1.204×1024。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为1.5 ml×22.4 L·ml－1＝33.6 L。


答案：1.5 6 15 15 1.204×1024(或2NA) 33.6 L


等级性测试[学生用书P69(单独成册)]


1．(2019·台州高一期中)下列说法中正确的是( )


A．1 ml任何气体的体积都约为22.4 L


B．1 ml气态物质，当体积约为22.4 L时，该气体一定处于标准状况下


C．在标准状况下，2 ml酒精的体积约为44.8 L


D．常温常压下，质量为32 g的O2含有的分子数为NA


解析：选D。A项，气体的体积受温度和压强的影响，一般情况下1 ml任何气体在标准状况下所占的体积都约为22.4 L，故A错误；B项，气体的体积受温度和压强的影响，1 ml气态物质，当体积约为22.4 L时，该气体可能处于标准状况下，在非标准状况时体积也有可能等于22.4 L，故B错误；C项，标准状况下，酒精是液态，气体摩尔体积不适用于酒精的体积计算，故C错误；D项，32 g氧气的物质的量是1 ml，所以含有的分子数是NA，故D正确。


2．一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法中不正确的是( )


A．该温度和压强可能是标准状况


B．标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 L


C．该气体中每个分子含有2个原子


D．若O2在该条件下为气态，则1 ml O2在该条件下的体积也为30 L


解析：选A。该气体的物质的量为eq \f(6.02×1023,NA)＝1 ml，在该温度和压强下，1 ml该气体的体积为30 L，故不是标准状况，A项错误；若标准状况下该物质为气态，其体积为1 ml×22.4 L·ml－1＝22.4 L，B项正确；该气体中每个分子含有的原子数为eq \f(1.204×1024,6.02×1023)＝2，C项正确；由上述分析可知，D项正确。


3．(2019·吉安二中高一期中)标准状况下V L NH3含有a个原子，则阿伏加德罗常数是( )


A．eq \f(5.6a,V) ml－1B．eq \f(22.4a,V) ml－1


C．22.4a ml－1D．eq \f(11.2a,V) ml－1


解析：选A。首先根据公式n＝eq \f(V,Vm)计算出NH3的物质的量，再根据n＝eq \f(N,NA)计算出阿伏加德罗常数。标准状况下V L NH3物质的量为eq \f(V,22.4) ml，与含有的原子总数的关系为eq \f(V,22.4) ml×4×NA＝a，所以NA＝eq \f(5.6a,V) ml－1。


4．(2019·玉田高一期中)在标准状况下，一氧化碳和二氧化碳的混合气体5.6 L，如果二氧化碳的质量为2.2 g，则一氧化碳的质量为( )


A．5.6 gB．4.4 g


C．2.8 gD．1 g


解析：选A。标准状况下5.6 L混合气体的物质的量为eq \f(5.6 L,22.4 L·ml－1)＝0.25 ml。如果二氧化碳的质量为2.2 g，则n(CO2)＝eq \f(2.2 g,44 g·ml－1)＝0.05 ml，则一氧化碳的质量为m＝(0.25－0.05) ml×28 g/ml＝5.6 g。


5．(2019·舟山高一学考测试)在同温同压下，相同质量的气体X和Y，已知此时Y的体积大于X的体积，则它们的相对分子质量关系是( )


A．MX＞MYB．MX＜MY


C．MX＝MYD．无法确定


解析：选A。同温同压下，气体摩尔体积相同，此时Y的体积大于X的体积，则n(Y)＞n(X)，又知m(X)＝m(Y)，则MX∶MY＝eq \f(m,n（X）)∶eq \f(m,n（Y）)＝n(Y)∶n(X)＞1，所以MX＞MY。


6．(2019·鸡西第十九中学高一期中)下列叙述正确的是( )


A．1.5 ml O2的体积是33.6 L


B．在标准状况下，2 ml H2的体积是44.8 L


C．等质量的CO和N2的体积相等


D．32 g O2的物质的量是1 ml，其体积是22.4 L


解析：选B。A项，未明确标准状况，不能用公式V＝22.4·n计算气体的体积，A项错误；B项，在标准状况下，2 ml H2的体积为22.4 L/ml×2 ml＝44.8 L，B项正确；C项，因为CO和N2的摩尔质量相等，所以等质量的CO和N2的物质的量相等，但题目没有明确两种气体所处的温度和压强是否相同，所以无法判断等质量的CO和N2的体积是否一定相等，C项错误；D项，未明确标准状况，不能用公式V＝22.4·n计算气体的体积，D项错误。


7．(2019·茶陵第三中学高一月考)下列物质中，摩尔质量最大的是( )


A．16 g CH4B．11.2 L O2(标准状况)


C．9 mL H2OD．0.8 ml H2SO4


解析：选D。摩尔质量如果以g/ml为单位，在数值上等于该物质的相对分子质量，其与物质的质量、物质的量、体积没有关系，则四个选项中物质的摩尔质量分别是16 g/ml、32 g/ml、18 g/ml、98 g/ml，所以摩尔质量最大的是H2SO4。


8．(2019·随州一中高一期中)44 g A和49 g B恰好完全反应生成76 g C和一定量的气体D，若D的相对分子质量为34，则生成的气体D在标准状况下的体积为( )


A．22.4 LB．11.2 L


C．5.6 LD．44.8 L


解析：选B。由质量守恒定律可得m(A)＋m(B)＝m(C)＋m(D)，m(D)＝(44 g＋49 g)－76 g＝17 g，气体D的物质的量为eq \f(17 g,34 g/ml)＝0.5 ml，故其在标准状况下的体积为0.5 ml×22.4 L/ml＝11.2 L。


9．同温同压下，某容器充满O2重116 g，若充满CO2重122 g，现充满某气体重114 g，则该气体的相对分子质量为 ( )


A．30B．28


C．32D．64


解析：选B。同温同压下，某容器体积一定，充满任何气体物质的量都相同。设容器质量为m，该气体的相对分子质量为Mr，则有eq \f(116－m,32)＝eq \f(122－m,44)＝eq \f(114－m,Mr)，解得m＝100，Mr＝28。


10．(2019·遂川中学、吉安中学高一联考)有两种金属粉末的混合物15.6 g，投入足量的稀硫酸中充分反应，产生5.6 L标准状况下的氢气，此混合物不可能是( )


A．Fe和ZnB．Al和Zn


C．Fe和CuD．Mg和Al


解析：选D。标准状况下，5.6 L氢气的质量是0.5 g。根据方程式分别计算15.6 g Fe、Zn、Al、Cu、Mg与稀硫酸反应生成氢气的质量，利用平均值法分析判断。


Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，15.6 g铁生成氢气的质量为0.56 g；Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，15.6 g锌生成氢气的质量为0.48 g；2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，15.6 g铝生成氢气的质量约为1.73 g；铜与稀硫酸不反应，15.6 g铜生成氢气的质量为0；Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，15.6 g镁生成氢气的质量为1.3 g；根据平均值法，15.6 g Mg和Al的混合物与稀硫酸反应生成氢气的质量一定大于0.5 g，故此混合物不可能是Mg和Al。


11．(2019·重庆七校高一期末)标准状况下，①0.112 L水；②3.01×1023个氯化氢分子；③13.6 g H2S气体；④0.2 ml氨。下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是( )


A．氢原子数：①③④②B．密度：④①③②


C．质量：①④③②D．体积：①④③②


解析：选D。标准状况下，①水是液体，气体摩尔体积对其不适用；②n(HCl)＝eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml－1)＝0.5 ml；③n(H2S)＝eq \f(13.6 g,34 g·ml－1)＝0.4 ml；④n(NH3)＝0.2 ml。


A项，①水中H原子数N(H)＝eq \f(112 g,18 g·ml－1)×2×NA ml－1≈12.4NA；②HCl中H原子数N(H)＝0.5 ml×NA ml－1＝0.5NA；③H2S气体中含有的H原子数N(H)＝0.4 ml×2×NA ml－1＝0.8NA；④0.2 ml氨中含有的H原子数N(H)＝0.2 ml×3×NA ml－1＝0.6NA，所以H原子数由小到大的顺序是②④③①，A错误。B项，水的密度是1 g·mL－1；根据ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(M,Vm)可知，气体密度与其摩尔质量成正比，HCl的摩尔质量是36.5 g·ml－1、硫化氢的摩尔质量是34 g·ml－1、氨的摩尔质量是17 g·ml－1，气体的密度都小于1 g·mL－1，所以密度由小到大的顺序是④③②①，B错误。C项，m(H2O)＝112 g；m(HCl)＝0.5 ml×36.5 g·ml－1＝18.25 g；m(H2S)＝0.4 ml×34 g·ml－1＝13.6 g；m(NH3)＝0.2 ml×17 g·ml－1＝3.4 g，所以质量由小到大的顺序是④③②①，C错误。D项，水的体积是0.112 L；V(HCl)＝0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L；V(H2S)＝0.4 ml×22.4 L·ml－1＝8.96 L；V(NH3)＝0.2 ml×22.4 L·ml－1＝4.48 L，所以体积由小到大的顺序是①④③②，D正确。


12．(2019·麻江一中高一期末)(1)同温同压下，等体积的O2和O3所含分子数之比为________，质量之比为________。


(2)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 ml C和31.76 g D，则C的摩尔质量为________。


(3)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)分别用p(Ne)、p(H2)、p(O2)表示，由大到小的顺序是____________。


解析：(1)同温同压下，等体积的O2和O3的物质的量相等，根据n＝eq \f(N,NA)可知，气体的物质的量之比等于分子数之比，即二者的分子数之比为1∶1；根据n＝eq \f(m,M)可知，气体的质量之比等于摩尔质量之比，即二者的质量之比为32∶48＝2∶3；


(2)根据质量守恒定律知，C的质量为(16＋20－31.76) g＝4.24 g，C的摩尔质量M＝eq \f(m,n)＝eq \f(4.24 g,0.04 ml)＝106 g/ml；


(3)Ne的摩尔质量是20 g/ml，氢气的摩尔质量是2 g/ml，氧气的摩尔质量是32 g/ml，根据pV＝nRT推导，相同温度和密度的密闭容器中，气体的压强与气体的摩尔质量成反比，则气体摩尔质量由大到小的顺序为M(O2)>M(Ne)>M(H2)，所以其压强由大到小的顺序是p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)。


答案：(1)1∶1 2∶3 (2)106 g/ml


(3)p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)


13．一定量的液态化合物XY2在一定量O2中恰好完全反应：XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)，冷却后在标准状况下，测得生成物的体积为672 mL，密度为2.56 g/L。求：


(1)反应前O2的体积为______________。


(2)化合物XY2的摩尔质量是______________。


(3)在XY2分子中，X、Y两元素质量之比为3∶16，则X、Y两元素分别是______________。


解析：(1)由题中的化学方程式XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)可知，该反应是反应前后气体分子数不变的反应，即反应前后气体体积相同。因反应物中的XY2为液态，故反应前O2的体积为672 mL。


(2)n(O2)＝eq \f(672×10－3 L,22.4 L/ml)＝0.03 ml。因XY2与O2恰好完全反应，则它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知)，故XY2的物质的量为0.01 ml。又因反应后的气体体积为672 mL，密度为2.56 g/L，则反应后气体总质量为m＝ρV＝2.56 g/L×672×10－3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)＝1.72 g－m(O2)＝1.72 g－0.03 ml×32 g/ml＝0.76 g，M(XY2)＝eq \f(0.76 g,0.01 ml)＝76 g/ml。


(3)由题意知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(M（X）＋2M（Y）＝76 g/ml,\f(M（X）,2M（Y）)＝\f(3,16)))，


解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(M（X）＝12 g/ml,M（Y）＝32 g/ml))，


所以X为碳元素，Y为硫元素。


答案：(1)672 mL (2)76 g/ml


(3)碳元素、硫元素


14．(2019·元江一中高一期中)若用NA表示阿伏加德罗常数的值，完成下列填空。


(1)决定物质体积的因素：①构成物质的粒子数；②粒子大小；③粒子间的距离。对固态、液态物质而言，它主要是由上述________(填编号，下同)决定；对气态物质而言，它主要由上述____________决定。


(2)标准状况下，体积为11.2 L的CO2的质量为________g，其所含原子总数是________。


(3)现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·ml－1。则：


①该气体的物质的量为________ml。


②该气体在标准状况下的体积为________ L。


解析：(1)对固态、液态物质而言，粒子大小远远大于粒子间的距离，可以忽略粒子间的距离，故构成物质的粒子数及粒子大小决定固体、液体的体积，故选①②；而对气态物质而言，粒子间的距离远远大于粒子大小，可以忽略粒子大小，故构成物质的粒子数、粒子间的距离决定气体体积大小，故选①③；


(2)标准状况下，11.2 L二氧化碳的物质的量为11.2 L÷22.4 L/ml＝0.5 ml，其质量为0.5 ml×44 g/ml＝22 g，其所含原子总数为N＝nNA＝3×0.5×NA＝1.5NA；


(3)①m g该气体的物质的量为m g÷M g/ml＝eq \f(m,M) ml；


②标准状况下气体摩尔体积Vm＝22.4 L/ml，该气体在标准状况下的体积为22.4 L/ml×eq \f(m,M) ml＝eq \f(22.4m,M) L。


答案：(1)①② ①③ (2)22 1.5NA (3)①eq \f(m,M) ②eq \f(22.4m,M)


15．(2019·河北盐山中学高一月考)现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体，在标准状况下的体积为13.44 L。回答下列问题：


(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。


(2)该混合气体中碳原子的质量为________。


(3)该将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。





①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。


②气球中收集到的气体的体积为________L。


解析：混合气体在标准状况下的体积为13.44 L，根据n＝eq \f(V,Vm)可知，总物质的量为n＝eq \f(13.44 L,22.4 L·ml－1)＝0.6 ml；氢氧化钠吸收二氧化碳，浓硫酸吸收水，气球中收集的气体是一氧化碳。


(1)该混合气体的总物质的量为0.6 ml，根据M＝eq \f(m,n)可知，该混合气体的平均摩尔质量为eq \f(21.6 g,0.6 ml)＝36 g·ml－1；


(2)设一氧化碳的物质的量为a ml，则二氧化碳的物质的量为(0.6－a) ml，故28 g·ml－1×a ml＋44 g·ml－1×(0.6－a) ml＝21.6 g，a＝0.3，碳元素的质量为0.3 ml×12 g·ml－1＋0.3 ml×12 g·ml－1＝7.2 g；也可以根据原子守恒直接计算。


(3)装置吸收了二氧化碳和水，气球中收集到的气体为一氧化碳。


①气球中收集到的气体的摩尔质量为28 g·ml－1；


②一氧化碳的物质的量为0.3 ml，故在标准状况下的体积为6.72 L。


答案：(1)36 g·ml－1 (2)7.2 g (3)①28 g·ml－1 ②6.72





课程标准
核心素养
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：建立气体的体积、物质的量、质量之间的关系，气体的体积与化学方程式中化学计量数的关系及其应用；并从微观的角度探究分析影响气体体积的因素。
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)
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
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(N1,N2)
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
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积
eq \f(m1,m2)＝eq \f(M1,M2)
同温同压下，体积相同的气体，其质量之比等于摩尔质量之比
课堂小结