第15讲气体摩尔体积（教师版）高一化学课件讲义（人教版2019）

第15第15讲气体摩尔体积学习目标学习目标1.知道气体摩尔体积的含义，能进行简单计算。2.了解阿伏加德罗定律及其推论，能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。知识导航知识导航课前引入冰，水，水蒸气，都是冰，水，水蒸气，都是H2O分子构成的物质。为什么冰有固定的形状，水和水蒸气却没有呢？知识精讲知识精讲一、不同聚集状态物质的微观结构1.固体、液体、气体粒子的排列方式（以H2O为例）2.固体、液体、气体的微观结构与宏观性质聚集状态微观结构微粒的运动方式宏观性质固态微粒排列紧密，微粒间的空隙很小在固定位置上振动有固定形状，几乎不能被压缩液态微粒排列较紧密，微粒间的空隙较小可以自由移动没有固定形状，不易被压缩气态微粒间的距离较大可以自由移动没有固定形状，容易被压缩二、影响物体体积的因素从微观来角度来看，物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子的数目、粒子的大小和粒子之间的距离。1.固态、液态物质粒子之间的距离是非常小的，因此决定固体或液体体积的主要因素是构成物质的粒子的数目和粒子的大小。2.气态分子之间的距离远远大于分子本身的大小，因此决定气体体积的主要因素则是构成气体的分子的数目和分子之间的距离。分子间的距离与温度、压强有关：温度越高，距离越大；压强越大，距离越小。三、气体摩尔体积1.定义：单位物质的量的气体所占有的体积，叫做气体摩尔体积。2.符号：Vm3.单位：L·mol1（或L/mol）4.数值：在标准状况（温度为0℃，压强为101kPa）下，气体摩尔体积为5.计算公式：V＝n·Vm及时小练——填写下表物质物质物质的量分子数质量体积（标况）CO21.5molO264gCl2NA【答案】A66g2mol2NA1mol71g四、阿伏加德罗定律1.阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体，含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。可总结为：“三同”定“一同”，即同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数。对点训练对点训练题型一：决定物质体积大小的因素【变12】（2023春·上海静安·高二上海市回民中学校考期中）下列几乎不影响气体体积的是A．温度 B．压强 C．微粒数目 D．微粒直径【答案】D【详解】通常，气体微粒间的平均距离约为微粒直径的10倍，则微粒直径几乎不影响气体体积，影响气体体积的微观因素是微粒数目、微粒间的平均距离，而微粒间的平均距离受温度、压强影响，故D满足；选D。题型二：气体摩尔体积的适用范围【变21】下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是A．相同物质的量的气体摩尔体积也相同B．通常状况下的气体摩尔体积约为C．标准状况下的气体摩尔体积约为D．一定物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积【答案】C【详解】A．气体摩尔体积只与气体的存在条件有关，与物质的量无关，故A不符合题意；B．气体摩尔体积就是指物质的量的气体所占的体积，故气体摩尔体积单位为L/mol，故B不符合题意；C．标况下指的是0℃和1.01×105Pa，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，标准状况下的气体摩尔体积指的是标况下1mol任何气体所占的体积约为，故标准状况下的气体摩尔体积约为，故C符合题意；D．气体摩尔体积就是指物质的量的气体所占的体积，故D不符合题意；答案选C。【点睛】理解气体的摩尔体积时应注意：①气态物质；②物质的量为1mol；③气体状态为0℃和1.01×105Pa(标准状况)；④体积是近似值；⑤Vm的单位为L/mol和m3/mol，适用对象：纯净气体与混合气体均可。题型三：气体摩尔体积的计算【例3】1g氮气所占有的体积为VL，则该条件下氮气的摩尔体积为A．22.4L·mol1 B．28VL·mol1 C．28/VL·mol1 D．V/28L·mol1【答案】B【详解】1g氮气的物质的量为，氮气的摩尔体积，故B正确。故选B。【变31】（2023春·福建三明·高一三明一中校考期中）下列物质所含分子数最多的是A． B．标准状况下C． D．含个分子的(为阿伏加德罗常数)【答案】D【详解】A．2含有分子数为A；B．标准状况下，物质的量为，分子数为A；C．2，物质的量为，分子数为A；D．含NA个分子的O2；综上所述分子数最多的是D选项；故答案为：D。题型四：基于方程式的气体摩尔体积计算【变4】在一定条件下，以过氧化氢为原料制取氧气(2H2O2

=2H2O＋O2↑)，当反应l

mol

H2O2时，制得的氧气在标准状况下的体积为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】由2H2O2

=2H2O＋O2↑可知，每2molH2O2反应生成1mol氧气，则当反应l

mol

H2O2时，制得氧气，在标准状况下的体积为，C满足题意；答案选C。题型五：气体摩尔体积的应用【例5】下列两种气体的分子数一定相等的是()A．质量相等、密度不等的N2和C2H4

B．等压等体积的N2和CO2C．

等温等体积的O2和N2

D．不同体积等密度的CO和C2H4【答案】A【解析】【解答】2和C2H4的摩尔质量都是28g/mol，当其质量相同时，其物质的量相同，所含的分子数相同，A符合题意；B.压强相同，但温度未知，气体摩尔体积不一定相同，因此等体积的N2和C2H4的物质的量不一定相同，所含的气体分子数不一定相同，B不符合题意；C.温度相同，但压强未知，气体摩尔体积不一定相同，因此等体积的O2和N2的物质的量不一定相同，所含的气体分子数不一定相同，C不符合题意；D.密度相同，体积不同，则CO和C2H4的质量不相同，故二者的物质的量不同，因此所含的气体分子数不同，D不符合题意；故答案为：A【变51】密闭容器中分别充入、两种气体，以下各种情况下正确的是A．质量、温度和压强均相同时，两种气体的体积B．温度和密度都相同时，两种气体的压强C．压强、体积和温度均相同时，两种气体的质量D．体积、温度和压强均相同时，两种气体的密度【答案】A【详解】A．同温同压下、相同质量的不同气体，其体积之比等于摩尔质量的反比，所以V(O2)＜V(H2)，故A正确；B．根据可知，相同温度、相同密度时，气体压强之比等于摩尔质量的反比，所以p(H2)>p(O2)，故B错误；C．根据可知，P、V、T相同时，气体的质量之比等于摩尔质量之比，所以m(H2)＜m(O2)，故C错误；D．根据可知，V、T、P相同时，密度之比等于摩尔质量之比，所以ρ(H2)＜ρ(O2)，故D错误；故答案选A。【变55】标准状况下，现有4②3.01×1023个2S④0.2molC2H5OH

，则对这四种物质的关系有以下四种表述，其中不正确的是A．体积：②>③>①>④ B．密度：④>②>③>①C．质量：②>③>④>① D．氢原子个数：④>③>①>②【答案】D【解析】4的物质的量为；②3.01×1023个HCl分子的物质的量为；2S的物质的量为：；2H5OH，由此结合相关公式解答。A．标准状况下C2H5OH为液体，体积最小，所以体积：②>③>①>④，描述正确，不符题意；B．相同条件下气体密度之比等于摩尔质量之比，标准状况下C2H5OH为液体密度最大，所以密度：④>②>③>①，描述正确，不符题意；C．4的物质的量为，质量为：；②3.01×1023个HCl分子的物质的量为，质量为；2H5OH的质量为：，所以质量：②>③>④>①，描述正确，不符题意；D．氢原子的物质的量分别为：、、、，个数：④>①>③>②，描述错误，符合题意；综上，本题选D。题型六：化学计量综合计算【变61】（2022秋·广东深圳·高一校联考期中）回答下列问题：(1)标准状况下，2molNH3与gCO2的体积相等。某金属氯化物MCl2中含有，则该氯化物的摩尔质量为。(3)在同温同压下，质量均为44g的CO和CO2，其体积之比为。(4)gNH3中的H原子数目与2O中的H原子数目相同。(5)某气体在标准状况下的密度为，则标准状况下28g该气体所含的分子数为。【答案】(1)88(2)111g/mol(3)11：7(5)NA【详解】（1）根据标准状况下气体体积相同，则气体物质的量相同，；（2），则MgCl2为，；（3）同温同压下气体体积比等于物质的量之比，；（4）2O中的H原子为，则NH3的物质的量为，；（5）根据公式，N=nNA；【变64】计算。（1）在标准状况下，CO和CO2混合气体的质量为36g，体积为，则CO所占的体积为_______L，质量为_______g，混合气体中CO2的分子数为_______。（2）3.01×1023个OH的物质的量为_______mol，质量为_______g，这些OH的物质的量与标准状况下体积为_______L的NH3的物质的量相等，与_______gNa+含有的离子数相同。（3）4中含2+，则RSO4的摩尔质量是_______；R的相对原子质量约是_______。【答案】14gA0.05mol120g/mol24【详解】（1）标准状况下，混合气体的物质的量为=1mol，令混合气体中CO和CO2的物质的量分别为xmol、ymol，则：解得：，；故CO的体积为，质量为0.5mol×28g/mol=14g；CO2的分子数为A，故答案为：；14g；A；（2）n（OH）=，m（OH），V（NH3），m（Na+），故答案为：0.05mol；；；；（3）4中含2+，根据公式n=，则RSO4的M===120g/mol，RSO4的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以RSO4的摩尔质量为120g/mol，R的相对原子质量是1203264=24；故答案为：120g/mol；24。【例7】按要求回答下列问题：(1)H2SO4的相对分子质量为_____。(2)在标准状况下，0.5mol任何气体的体积都约为_____。(3)4gH2与22.4L(标准状况)CO2相比，所含分子数目较多的是_____。(4)0.01mol某气体的质量为0.28g，该气体的摩尔质量为_____。(5)0.3molNH3分子中所含氢原子数与___________个H2O分子中所含氢原子数相等。(6)含0.4molAl3+的Al2(SO)3中所含的SO的物质的量是_____。(7)已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为_____(8)2.3gNa中含电子的物质的量为_____mol。【答案】9811.2LH228g·mol－10.6mol106g·mol－1【详解】(1)H2SO4的相对分子质量=1×2+32+16×4=98；(2)标准状况下，任何气体的气体摩尔体积都近似为22.4L/mol，则V(气体)=22.4L/mol×0.5mol=11.2L；(3)n(H2)=，n(CO2)=，故所含分子数较多的为H2；(4)M=，故此处填28g/mol；(5)由题意列式得：3n(NH3)=2n(H2O)，代入数据计算得n(H2O)=0.45mol，故此处填NA；(6)由化学式知：，故n()=×n(Al3+)=0.6mol；(7)由质量守恒得：m(C)=(16+2031.76)g=4.24g，则M(C)=；(8)1个Na含有11个电子，则2.3gNa所含电子=。提分作业提分作业【练1】相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是A．粒子大小不同B．粒子质量不同C．粒子间距离不同D．粒子的状态不同【答案】A【详解】影响固体或液体体积的主要因素是微粒的数目和微粒的大小，A正确；答案选A。【练2】（2022秋·安徽淮北·高一淮北一中校考期中）下列叙述不正确的是A．相同物质的量的、、在标准状况下所含分子数相等B．同温同压下两种气体，只要它们的分子数相同，所占体积几乎相同C．在非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能是22.4LD．在标准状态下1摩任何气体的体积都约是22.4L【答案】C【详解】A．因阿伏加德罗常数是定值，相同物质的量的、、在任何条件下所含分子数均相等，A正确；B．根据阿伏伽德罗定律，同温同压下两种气体，只要它们的分子数相同，则物质的量相同，则所占体积几乎相同，B正确；C．气体体积与温度和压强有关，在非标准状况下，1mol任何气体的体积也可能是22.4L，C不正确；D．在标准状态下气体摩尔体积是，则1摩任何气体的体积都约是22.4L，D正确；故选C。【练3】（2022秋·浙江·高一期中）下列说法正确的是①标准状况下6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L②5molH2所占体积为11.2L③标准状况下，lmolH2的体积约为22.4L④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为⑤各种气体的摩尔体积都约为22.4L/mol⑥标准状况下体积相同的气体的分子数相同A．①③⑤ B．③④⑥ C．④⑥ D．②④⑥【答案】B【详解】①6.02×1023个分子的物质的量为，标况下，只有1mol气体分子所占的体积才是，固体和液体的体积小于，故①错误；②标准状况下，0.5molH2所占的体积一定是，温度压强不知，氢气体积不一定是，故②错误；③标准状况下，气体摩尔体积为，因此1molH2的体积为，故③正确；④标况下，1mol任何气体所占体积约为，既包含纯净物也包含物质间不反应的混合物，一氧化碳和氮气不反应，所以标况下28g CO与N2的混合气体的物质的量是，则二者的体积约为，故④正确；⑤标况下，各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L•mol1，不是标准状况，不一定是，故⑤错误；⑥标准状况下，Vm大约为，由、N=nNA可知，体积相同的气体的分子数相同，故⑥正确；正确的有③④⑥，故选：B。【练4】同温同压下，下列关于氢气和氯气的叙述中，正确的是①等体积的氢气和氯气所含的分子数相同②氢分子间的平均距离和氯分子间的平均距离几乎是相等的③氢分子与氯分子的大小相同④氢分子和氯分子本身大小对于气体体积影响可以忽略不计A．①②④ B．①②③④ C．①②③ D．①④【答案】A【详解】①同温同压下，体积之比等于物质的量之比，则体积的氢气和氯气所含的分子数相同，①项正确；②气体分子间的距离主要受温度和压强的影响，同温同压下氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的，②项正确；③氢原子和氧原子大小不同，则氢分子与氧分子大小也是不相同的，③项错误；④对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，则氢分子和氧分子本身的大小对气体体积的影响可以忽略不计，④项正确；答案选A。【练5】在0℃、1.01×105Pa下，有关H2、O2、CH4三种气体的叙述正确的是()A．等体积的三种气体，其物质的量之比等于相对分子质量之比B．三种气体的密度之比等于摩尔质量之比C．等质量的三种气体，其体积比等于相对分子质量之比D．等体积、等密度的三种气体物质的量之比等于相对分子质量之比【答案】B【解析】【解答】A.同温同压等体积的三种气体，物质的量相同，故A不符合题意；B.同温同压三种气体的密度之比等于摩尔质量之比，故B符合题意；C.等质量的三种气体，根据n=mMD.等体积、等密度即等质量，根据n=mM故答案为:B。【练6】(1)标准状况下，0.5molN2的体积约为___________，1.5molO2的体积约为___________。(2)标准状况下，33.6LN2的物质的量为___________，8.96LCO2气体的物质的量为___________。(3)标准状况下，2gH2的体积约为___________，11.2LCH4的质量为___________。【答案】8g【详解】(1)标准状况下，0.5molN2的体积约为，1.5molO2的体积约为；(2)标准状况下，33.6LN2的物质的量为，8.96LCO2气体的物质的量为=0.4mol;(3)标准状况下，2gH2的体积约为，11.2LCH4的质量为8g。【练7】(1)同温同压下的两个容积相同的容器中分别装有O2和O3气体，则两瓶气体中分子数之比是___________，原子数之比是___________，密度之比是___________，质量之比是___________。(2)下列所给出的几组物质中：含有分子数最多的是___________；含有原子数最多的是___________；标准状况下体积最大的是___________；质量最大的是___________。(填序号)①1gH2；②2.408×1023个CH4；2O；④标准状况下2【答案】1∶12∶32∶32∶3③②①④【详解】(1)同温同压下的两个容积相同的容器中分别装有O2和O3气体，则两瓶气体中分子数之比是1：1，原子数之比是1×2：1×3=2：3，质量之比是1×32：1×48=2：3，密度之比是2：3，故答案为：1：1；2：3；2：3；2：3；(2)①1gH2的物质的量为；②2.408×1023个CH4的物质的量为，原子的物质的量为0.4mol×5=2mol，原子数最多；③2O的物质的量为，但标准状态下水为液态；④标准状况下2的物质的量为，质量为；则含有分子数最多的是③；含有原子数最多的是②；标准状况下体积最大的是①；质量最大的是④；故答案为：③；②；①；④。【练8】计算填空(1)质量相同的SO2和SO3的物质的量之比是，摩尔质量之比是，含氧原子个数比是，硫原子个数比是。(2)标准状况下9.6