第2课时气体摩尔体积知识点归纳和例题解析Word文件下载.docx

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27g

10cm3

液态

H2O

0.998g·

18g

18.04cm3

H2SO4

1.83g·

98g

53.55cm3

气态

O2

1.429g·

L－1（0℃、101kPa）（标准状况）

32g

22.39L

相同条件下，1mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4L

H2

0.0899g·

L－（0℃、101kPa）1（标准状况）

2.016g

22.42L

3.分析出现上述结论的原因。

（1）在温度和压强一定时，任何1mol固态物质或液态物质所含微粒数目相同。

微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以1mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。

（2）对气态物质来说：

通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。

（3）温度和压强会较大程度地影响气体体积，当压强一定时，升高温度则微粒之间的距离变大，气体体积增大。

反之，体积缩小（即通常所说的热胀冷缩）；

当温度一定时增大压强，微粒之间的距离减小，气体体积缩小。

（4）在温度和压强一定时，微粒间的距离近似相等，因此，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。

归纳总结

1.物质体积大小的影响因素

2.粒子数目相同物质的体积关系

1.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是（　　）

A.气体分子的大小不同

B.气体分子间平均距离不同

C.气体的物质的量不同

D.气体的摩尔质量不同

答案　C

二　气体摩尔体积

1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，符号是Vm，常用的单位是L·

mol－1。

标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·

对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：

（1）气体摩尔体积的适用范围是气态物质。

在标准状况下，1mol气体所占的体积约是22.4L。

（2）气体的体积与温度、压强有关。

相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；

相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。

（3）气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。

如0.3molH2与0.7molO2的混合气在标准状况下的体积约为22.4L。

（4）1mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。

2.标准状况下，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＝22.4ρg·

mol－1；

③气体的分子数N＝n·

NA＝

·

NA；

④气体的质量m＝n·

M＝

Mg。

1.标准状况下的气体摩尔体积

2.计算公式

n＝

＝

（标准状况）

2.下列叙述正确的是（　　）

A.1mol任何气体的体积都为22.4L

B.1mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4L

C.标准状况下，1mol水所占的体积是22.4L

D.标准状况下，22.4L任何气体的物质的量都是1mol

答案　D

解析　A中没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；

B中没有指明该物质的状态，错误；

C中水在标准状况下不是气体，错误；

D中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。

3.设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）

A.在常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NA

B.在常温常压下，1mol氦气含有的原子数为NA

C.32g氧气含原子数为NA

D.NA个O2的质量只有在标准状况下才是32g

答案　B

解析　在A中，标准状况下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NA，而题中为常温常压，故A错误；

B中氦气为单原子分子，1mol氦气含有原子数目为NA，B正确；

C中O2的摩尔质量为32g·

mol－1，且O2为双原子分子，所以32gO2含原子数为

×

2NA＝2NA，C错误；

NA个O2的质量为32g，与状态无关，与外界条件无关，D错误。

理解感悟　在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中，常考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题如下：

（1）忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1molH2的体积不是22.4L。

（2）忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。

（3）将1mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·

三　阿伏加德罗定律

1.判断下列说法的正误，正确的划“√”，错误的划“×

”

（1）标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L（√）

（2）同温同压下，1mol（含有相同的粒子数）任何气体的体积相同（√）

（3）同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数（√）

（4）标准状况下，16g氧气与2g氢气的体积比是1∶2（√）

2.实验探究气体的体积与物质的量的关系

（1）下图为电解水的实验装置。

图中A试管中收集到的气体是H2，B试管中收集到的气体是O2，二者的体积比是2∶1。

（2）物质的量比与气体体积比的关系

若有1.8gH2O电解，产生H2的质量为0.2g，物质的量为0.1mol；

产生O2的质量为1.6g，物质的量为0.05mol；

二者物质的量之比为2∶1。

（3）实验结论

①在同温同压下，气体的物质的量比等于体积比。

②在同温同压下，1mol的不同气体，其体积相同。

阿伏加德罗定律

（1）阿伏加德罗定律：

相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子（分子）。

（2）相同条件下的气体，同体积时，分子数相同；

反之，分子数相同时，体积也相同；

气体的体积比等于分子数比（或物质的量比）。

4.下列说法不正确的有（　　）

A.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比等于16∶1

B.标准状况下，22.4L以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为2NA

C.标准状况下，0.5NA个H2O分子所占体积约为11.2L

D.16gO2和O3的混合物中共含有NA个氧原子

解析　分子数相同时，质量比等于相对分子质量比，Mr（O2）∶Mr（H2）＝32∶2＝16∶1，A项对；

阿伏加德罗定律也适用于混合气体，B项中含1mol分子，所以H2与CO共含2mol原子，对；

C项中H2O不是气体，错；

D项，O2、O3都是由氧原子组成的，质量相同时，必含相同的原子数，16gO是1mol氧原子，所以D项对。

5.两个体积相同的密闭容器，一个盛有氯化氢，另一个盛有H2和Cl2的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的（　　）

①质量　②密度　③分子总数　④原子总数

A.①②B.②④C.③④D.①③

解析　同温同压下两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因HCl、H2、Cl2都是双原子分子，故原子总数也相同，质量、密度不一定相同。

6.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3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.两种气体的物质的量相等

B.O2比O3的质量小

C.两种气体的分子数目相等

D.两种气体的氧原子数目相等

解析　由题意知O2与O3的质量相等，所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。

即：

n（O2）∶n（O3）＝M（O3）∶M（O2）＝3∶2，A不对；

B项二者的质量相等，B不对；

C项两种气体的分子数目N（O2）∶N（O3）＝n（O2）∶n（O3）＝3∶2，C不对；

D项两种气体的氧原子数目为N（O2）∶N（O3）＝[n（O2）×

2]∶[n（O3）×

3]＝6∶6相等，故D对。

1.阿伏加德罗定律可适用于任何气体（纯净的或是互不反应的混合气体），但不适用于液体或固体。

2.同温、同压、同体积、同分子数称为“四同”，四“同”共同存在，相互制约，只要有三个“同”成立，第四个“同”就必定成立，在实际应用中往往是知道三“同”而求导另一“同”。

3.标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例，与m、N、V之间的换算关系是

。

1.下列有关气体体积叙述正确的是（　　）

A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定

B.一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定

C.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L

D.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等

解析　气体的体积在温度、压强一定时，体积与其物质的量成正比；

当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小，所以A、D错误，B正确；

非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4L·

mol－1，C错误。

2.下列说法正确的是（　　）

A.1mol任何气体的体积都约是22.4L

B.20℃、1.01×

105Pa时，同体积的O2和CO2含有相同数目的分子数

C.1mol气态物质，当体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况

D.2mol任何气体体积都约为44.8L

解析　A中缺少标准状况的条件；

B中根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子数，故B正确；

C中，1mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4L；

D中缺少标准状况条件。

3.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是（　　）

A.体积相等时密度相等

B.原子数相等时具有的中子数相等

C.体积相等时具有的电子数相等

D.质量相等时具有的质子数相等

解析　依据阿伏加德罗定律：

在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同，而CO和N2分子所含电子数相同，C项正确；

同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12C18O的摩尔质量为30g·

mol－1,14N2的摩尔质量为28g·

mol－1，A项错误；

1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14，B项错误；

12C18O和14N2分子中所含质子数相同，n＝

，m相同、M不同，n不同，故等质量的两种气体所具有的质子数不同，D项错误。

4.现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg·

若阿伏加德罗常数用NA表示，则：

（1）该气体的物质的量为mol。

（2）该气体所含原子总数为个。

（3）该气体在标准状况下的体积为L。

（4）该气体在标准状况下的密度为g·

L－1。

（5）该气体一个分子的质量为g。

答案　

（1）

（2）

　（3）

　（4）

（5）

解析　

（1）由n＝m/M可求。

（2）由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。

（3）由V＝nVm可求得该气体在标准状况下的体积。

（4）由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由M＝Vm·

ρ求得密度。

（5）由摩尔质量为Mg·

mol－1，知每一个分子的质量为

g。

5.相同条件下，同质量的X、Y两种气体，相对分子质量分别为A、B；

则：

（1）X与Y的体积比为，分子个数比为，密度比为。

（2）相同条件下的X、Y两种气体体积相同，则X与Y的质量比为，物质的量比为。

（3）标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96L，其质量为7.60g，则混合气体平均相对分子质量为；

混合气体中甲烷的体积为；

一氧化碳的质量为。

答案　

（1）B∶A　B∶A　A∶B　

（2）A∶B　1∶1

（3）19g·

mol－1　6.72L　2.8g

解析　

（1）二者的摩尔质量之比为A∶B，等质量时物质的量之比为B∶A，由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为B∶A，密度之比为A∶B。

（2）相同条件下的X、Y两种气体体积相同，则X、Y的物质的量相同，故质量比等于其摩尔质量之比A∶B。

（3）混合气体的物质的量为

＝0.4mol，

＝19g·

mol－1，平均相对分子质量为19，设CO的物质的量为x，则有：

7.60g＝x×

28g·

mol－1＋（0.4mol－x）×

16g·

mol－1，求得x＝0.1mol。

n（CH4）＝0.3mol，V（CH4）＝6.72L，m（CO）＝0.1mol×

mol－1＝2.8g。