高三化学高考专题复习气体摩尔体积

1、考点解析复习专题辅导气体摩尔体积1。复习重点.掌握气体摩尔体积的概念；.有关气体摩尔体积的计算；.物质的量、气体摩尔体积、气体体积三者之间的关系；.阿伏加德罗定律的应用。.气体摩尔体积的概念及有关气体摩尔体积的计算。2.难点聚焦.对于气体摩尔体积这一概念的理解物质的体积，指一定量的物质在一定条件下所占据空间的大小。从微观的角度去分析， 物质的体积的大小决定因素有：（1）物质所含微粒数的多少。（2）物质微粒间距离的大小。（3）物质微粒本身的大小。在这三个因素中，我们先固定其一，比如我们取1mol物质，那么微粒数目固定为Na个，讨论其余两个因素对物质体积的影响。对于固体和液体来说，由于物质微粒 本

2、身大小比微粒间的距离要大得多，所以固体和液体的体积主要取决于（1）、（3）两个因素，而又由于不同的固体、液体本身的大小有较大差异，所以即使物质的微粒数相同，体积相差也 较大。对于气体体积来说，由于气体的体积受外界条件（如温度、压强）的影响较大。所以讨论气体体积之前必须在一定的温度和压强下进行比较。而对于气体，由于气体分子间作用力弱，使得气体分子间的距离较大；而且气体分子间 的距离比气体分子本身大得多， 气体分子间的距离大约是气体分子本身大小的10倍。所以1mol气体的体积，内因主要决定于气体分子间的距离，而不是分子本身体积的大小；同时气体分 子间的距离这一内因又和温度及压强这两个外因有关，所以

3、在谈到气体的摩尔体积时必须讲 到温度和压强，否则没有任何意义。或者说气体体积在微粒数一定的情况下，主要是由微粒 间距和微粒本身大小决定的，而对气体来说微粒间距远远大于微粒本身大小，所以气体体积 主要是由微粒距离决定的，在外界条件一定时微粒间平均距离近似相等，所以外界条件一定 时，微粒数相同的气体体积近似相等。.阿伏加德罗定律同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。由此可见气体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同 气体间的关系：（1）同温同压下，气体的体积比等于物质的量比。VA / VB = nA / nB（2）同温同容下，气体的压强比等于物质的

4、量比。Pa/Pb =nA/nB（3）同温同压下，气体的摩尔质量比等于密度比。M a / M b = dA /dB（4）同温同压下，同体积的气体质量比等于摩尔质量比。mA/mB=MA/MB（5）同温同压下，同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。Va/Vb = M b / M a此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时，其体积与压强成反比；气 体体积与热力学温度在同压条件下成正比。3.气体摩尔体积的常见应用标准状况下1mol气体为22. 4L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量，也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔

5、质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度，可据以由气体的相对密度求气体的摩尔质量，如某气体对H2的相对密度为15,则其相对分子质量为15父2。常见的有：(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量：Mr = 22.4d(2)由相对密度求气体的相对分子质量：若为对 H 2的相对密度则为：M r = d又H2 M 2 ,若为对空气的相对密度则为：M r = d对空气M 29.* (3)求混合气体的平均相对分子质量( Mr)：即混合气体1mol时的质量数值。在已 知各组成气体的体积分数时见，若为质量分数见：M r =a% Ma b%MbMr =1/(a%-： Ma b% - Mb )(4)由同温同

6、压下气体反应时的体积比求分子数比，进而推分子式。(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。4.摩尔气体常数的测定定义1摩理想气体在标准状况下的P0V0/T0值，叫做摩尔体积常数，简称气体常数。符号 RR=(8.314510 _ 0.000070)J/(mol ?K)。它的计算式是33P0V0 c 101325Pa 22.4141 10 m /molT0 一 一273.15K3= 8.314510Pa m /mol K原理用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程(PV=nRT)中

7、，就能算出摩尔气体常数R的值。氢气中混有水蒸气，根据分压定律可求得氢气的分压(P(H2)=P(总)-P(H2O),不同温度下的P(H2O)值可以查表得到。操作(1)精确测量镁条的质量方法一：用分析天平称取一段质量约10mg的表面被打亮的镁条(精确到1mg)。方法二：取10cm长的镁带，称出质量(精确到0.1g)。剪成长10mm的小段(一般10mm 质量不超过10mg),再根据所称镁带质量求得每10mm镁条的质量。把精确测得质量的镁条用细线系住。(2)取一只10 mL小量筒，配一单孔塞，孔内插入很短一小段细玻管。在量筒里加入23mL6mol/L硫酸，然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水，沾在量筒壁上

8、的酸液洗下，使下层为酸，上层为水，尽量不混合，保证加满水时上面2030mm的水是中性的。(3)把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里，塞上带有玻璃管的橡皮塞，使塞子压住细绳，不让镁条下沉，量筒口的水经导管口外溢。这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。(4)用手指按住溢满水的玻璃导管口，倒转量筒，使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中，放开手指。这时酸液因密度大而下降，接触到镁带而发生反应，生成的氢气全部倒扣在量筒 内，量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。(5)镁条反应完后再静置 35分钟，使量筒内的温度冷却到室温，扶直量筒，使量筒内水面跟烧杯的液面相平（使内、外压强相同），读出量筒内气体的体积数。

9、由于气体的体积是倒置在量筒之中，实际体积要比读数体积小约0.2mL,所以量筒内实际的氢气体积“2=体积读数0.20mL（用10mL的量筒量取）（6）记录实验时室内温度（tC）和气压表的读数（p大气）。计算（1）根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量（小2）（2）按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。查表得到室温下水白饱和蒸气压（PH20）,用下式计算氢气的分压（PH2）PH? =P大气一PH2根据下式PiVi = P0V0W 一亏把Pi = PH 2，Vi = Vh 2，Ti=273+t, p0=100Kpa, T0=273K代入上式，得到标准状况下氢气的体积是7PH2 VH2 27

10、3V0 一（273 t） i00因此，摩尔体积常数（R）是R P0V0i00 V。一 nT0 - Ah2 2733.例题精讲例1判断下列叙述正确的是A.标准状况下，imol任何物质的体积都约为 22.4LB. imol任何气体所含分子数都相同，体积也都约为22.4LC.在常温常压下金属从盐酸中置换出imolH2转移电子数为i.204 Xi04D.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同选题角度：这是一道基础知识概念的理解题，涉及气体摩尔体积、化学反应及物质结构 的初步知识。适合中等学生。思路分析：根据标准状况下气体摩尔体积的定义，应注意：一是标准状况，二是指气体 的体积而非固体或液

11、体的体积，所以A、B两项均错；C项正确，物质的微粒数不受外界条件影响而变化；D项错，气体单质分子，可以是单原子分子如He,也可以是双原子分子如 H2,还可以是多原子分子如因此相同温度压强下相同体积的任何气体虽然分子数相同，但所含原子数不一定相同。解答：C.启示：抓住基础知识和基本概念，不仅可以轻松地进行解题，而且对概念的理解更加准 确和深刻。例2在一密闭气缸中，用一不漏气可滑动的活塞隔开，左边充有N2,右边充有修和。2的混合气体，在 20c时，将右边混合气体点燃，反应后冷却到原来温度，若活塞原来离气缸 i左端的距离为总长的一，反应后静止于气缸的正中（忽略水蒸气），则原来修和。2的体积比4(A)

12、4: 55: 47: 2(D)2: 1解析：反应前：活塞两边气体均处于20 C,压强也相同，根据阿伏加德罗定律，右边混合气体的物质的量是 N2的3倍。反应后：活塞两边气体仍处于20 C,压强也相同，根据阿伏加德罗定律，右边剩余气体的物质的量与心相等。由于反应前后 N2的体积虽然发生变化，但其物质的量没有改变，所以我们若假定N2为1mol时，H2和。2共3mol ,反应后剩余气体即为 1mol ,那么混合气体从 3mol变为1mol是什点燃么原因造成的呢？是由以下反应引起的：2H2+。2,2H2O （液），这是一个气体物质的量减少的反应。现假定参加反应的氢气和氧气分别为xmol和ymol,根据差

13、量法可以确定 x和y：2H2 +。2=2H2。21xy-42显然：x= ,y=33气体物质的量的减少33-1 = 2mol1mol气体是什么呢?应该是氢气或氧气都有可能。讨论如下：若氢气有剩余，则氧气的物质的量为体积比等于物质的量之比为 7: 2。若氧气有剩余，则氢气的物质的量为积比等于物质的量之比为 4: 5。所以本题应选A、C例3如果ag某气体中含有的分子数为mol,氢气的物质的量为：+ 1 = mol,即3334 mol,氧气的物质的量为：2 + 1 = 5 mol,即体333b,则cg该气体在标准状况下的体积是A./acN A22.4ab,B.LcNa22.4acC. LbNA22.4

14、bc ,D. LaN ax+ y=2w3,说明有气体剩余，那么剩余的选题角度： 深刻理解物质的量、摩尔质量、质量、气体摩尔体积和粒子数之间的关系, 培养分析、思维的能力。思路分析：该气体的分子数为b,则物质的量为 mol,Na摩尔质量M=Nag aNAg/mol ,-molAcg气体的物质的量为cgn=aN A 1gmolbcmol.aNAcg该气体标况下体积bc22.4bcV=n?22.4L/mol= mol x 22.4L/mol=LaNAaNA解答：D启示：深刻理解概念，掌握解题思路。例4按体积比为4:2:3所组成的N2、O2、CO2,混合气体100g在标准状况下体积为 L。选题角度：a

15、.学会求混合气体平均相对分子质量。b.加深对气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的理解。思路分析：先根据阿伏加德罗定律求出混合气体的平均相对分子质量，然后求出混合气 体的物质的量，最后求出在标准状况下的体积。根据阿伏加德罗定律，三种气体的体积比为4:2:3,物质的量之比也为 4:2:3,可当作 4mol,2mol,3mol.M 28g /mol 4mol 32g/mol 2mol 44g /mol 3mol4mol 2mol 3mol=34.2g/mol人, 口100g混合气体总物质的量为 g一 =2.92mol34.2g / mol体积应为 2.92 mol X 22.4 L/mol = 65.4

16、L解答：65.4L启示：阿伏加德罗定律的推论之一：同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量 之比，即二n1 TOC o 1-5 h z V22例5体积为1L干燥容器中充入 HCl气体后，测得容器中气体又炸(气的相对密度为1.082。将此气体倒扣在水中，进入容器中液体的体积是()(A)0.25L(B)0.5L(C) 0.75L(D)1L选题角度：此题主要考查气体平均摩尔质量的求法。解析：M r = d X M r( O2) = 1.082 X 32=34.6 3= 一 ：一：，同温同压下产生氢气的体积比是由产生氢气的物质的量之 23242723 12 9比决定的，所以相同质量的Na、Mg、

17、Al分别跟足量稀硫酸反应，在同温同压下产生气体的体一、.，11 1积之比为 一：一：_。当物质的量之比 Na： Mg： Al=1： 1： 1时，分别跟足量稀硫酸反应产生23 12 9氢气的物质的量之比为(1X1)： (1X2)： (1X3) =1: 2： 3,所以等物质的量的 Na、Mg、 Al与稀硫酸反应产生氢气的体积之比为1: 2: 3。11 1答案： ：；1: 2: 3。23 12 9点评：通过此题可以推广：若 Na、Mg、Al分别和足量的稀硫酸作用，产生相同状况下相同体积的氢气，则三种金属的物质的量之比是6: 3: 2,三种金属的质量比是 23: 12: 9。教师可以让学生利用多种解法

18、得出答案，然后总结结论，以后解题可以提高准确率和速度。例7将一小块焦炭和 mg氧气，同时放入一装有压力表的密闭容器中，压强为P0,容器内充分反应后，恢复至原温，压力表示为P1(1)若Po P1,则焦炭质量 W应满足的关系式是什么？(2)若po= P1,则W应满足的关系式是什么？(3)若P1是Po的n倍，则W是多少？选题角度：本题考查气体体积、压强与物质的量之间的关系。 TOC o 1-5 h z 解析：有关反应为 C+ O2=CQCQ + C=2CO或 2C+O2=2CO当C不足：只按式，在气体体积不变，P1 = Po。当C过量：只按式，在气体体积为原来2倍，P1 = 2P0O当生成CO与CQ

19、混合气体时，p0 P1 2p0。W mi 3则(1)右 P0 则：wm12328W m3(2)右 P0= Pi 时： 则：W m12328(3)若 Pi 是 P0 的 n 倍：1WnW2一 一 3则 n = 1 时：W m12 2 324, 33则：-m : W ： 一 m84 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 333_3答案：(1) w m ； (2) w m；(3) mW 1nD.同温同压下，H2与He的密度比为1 ： 22.标准状况下有0.112 L水 3.01 x 1023个氯化氢分子13.6 g H 2s气体 0.2 mol氨气，下列对

20、这四种物质的关系由小到大排列正确的是A.体积：C.质量：3.8.4 g A与3.65 g B完全反应，生成 下为2.24 L,则此气体的密度为相同条件下B.密度：D.氢原子数：5.85 g C和1.8 g D及一种气体，其体积于标准状况A.22 倍B.24 倍H2密度的C.2.2 倍D.44 倍.通常状况下，将 CO和O2的混合气体200 mL置于密闭容器内点燃，再恢复到原状况, 气体的体积变为150 mL ,则原混合气体中 CO的体积可能是A.100 mLB.150 mLC.50 mLD.75 mL.空气和CO2按体积比5： 1混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应，设空气中 N2 和。2

21、的体积比为 4 ： 1 ,不计其他成分，且体积均在同温、同压下设定，则反应后的气体中 CO的体积分数是A.50%B.29%6.将标准斗犬况下a L HCl气体溶于 酸的物质的量浓度为C.43%D.100%1000 g水中，得到的盐酸密度为b gcm 3,则该盐a mol L 122.4ab- mol L 1 22400 c ab. 1 mol L22400 36.5a 1000ab1 mol L22400 36.5a7.某混合气体中各气体的质量分数为O2 32%, N2 28%, CO2 22%, CH4 16%, H22%,则此混合气体对氢气的相对密度为A.32.00B.11.11C.22.

22、22D.30.00mol某煌在1.01 X105 Pa, 273c时和适量氧气完全反应，得混合气体m L,冷却至0c时测得气体的体积为n L,则该煌的分子式为A.CnH2（m B.Cm 引2nC.CnH2m 4nDCnHm-2n.由A、B两种气体组成的混合气体（ A、B的相对分子质量分别为Ma、Mb）,若A的质量分数为w%,则混合气体的平均相对分子质量是A.100w 100 一wMa Mb_ M a MbB.otC.Ma - w%X Mb(1w%)D.无法确定二、非选择题(共 55分).通常情况下CO和O2的混合气体m L,用电火花引燃反应后体积变为n L(前后条件相同)。(1)试确定混合气体

23、中 CO和02的体积用V(CO)和V(O2)表示。(2)若反应后气体的密度在相同条件下为H2密度的15倍，试确定气体成分。.由两种气态燃组成的混合燃的总物质的量与该混合燃充分燃烧后所得气体产物(CO2和H2O蒸气)的物质的量之变化关系如图所示。以下对混合煌组成的判断正确的混合烧总物质的量为Q1气林物质的尊rnfll混胫燃烧有关量变A.一定有乙烯C. 一定有丙快12.一定量的液态化合物X YB.一定有甲烷D.一定没有乙烷2,在一定量的。2中恰好完全燃烧，反应方程式为:占燃J、）、）2XY 2。）+ 3。2 （ g ）XO2（g）+ 2Y O2 （ g ）冷却后，在标准状况下测得生成物质的体积是6

24、72 mL,密度是2.56 g - L 1,则：(1)反应前O2的体积是。(2)化合物XY 2的摩尔质量是。.常温下，A和B两种物质组成的混合气体(A的式量大于B),经分析，混合气体中只有 氮和氧两种元素，而且不论A、B以何种比例混合，氮和氧的质量比总大于工，小于工，由84此可知A为, B为(写化学式)，若上述混合气体中氮和氧 的质量比为21 ： 20,则该混合气体中 A和B的物质的量之比为 。.计算以下两小题时，除必须应用所有给出的数据外，还缺少一个数据，指出该数据的 名称，并分别以a和b表示，列出计算式。(1)在温度为t C和压强为p Pa时，19.5 g A与11 g B恰好完全反应，生

25、成固体C和3.00 L气体D,计算生成C的质量(m)。缺少的数据是 ,计算式为m=。(2)0.48 g金属镁与10 mL盐酸反应，计算生成的 H2在标准状况下的体积V (H?)。缺少的数据是,计算式为。.使一定量的磷化氢和氢气的混合气体，依次通过两支加热的硬质玻璃管，第一支玻璃管中装有铜屑，第二支玻璃管中装有氧化铜，第一支试管中由于发生如下反应：2PH3 +A，、一一，、一.Cu=Cu3P2 (s) +3H2,玻璃管中物质的质量增加4.96 g,第二支玻璃管中物质的质量减少了 5.76 go (1)计算原混合气体中磷化氢和氢气的体积比。组别123盐酸的体积(mL)505050固体A的质量(g)3.806.207.20气体体积(mL)89613441344组数据表明加入的50 mL盐酸反应后有剩余，其理由(1)上表中第_是(2)请通过计算、(2)在标准状况下，原混合气体的密度是多少？16.