《高中化学》2023年高考总复习第16讲 气体摩尔体积

€课前引入

冰，水，水蒸气，都是出0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？

极知识耦井

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（以出0为例）•

£

囿愎气体

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：Vm

3.单位：L•mol"（或L/mol）

4,数值：在标准状况（温度为0C,压强为101kPa）下，气体摩尔体积为22.4L/mol

5.计算公式：V=n•Vm

及时小练一一填写下表

物质物质的量分子数质量体积（标况）

co21.5mol

0264g

C12NA

【答案】1.5NA66g33.6L2mol2NA44.8L1mol71g22.4L

u前点训练

《题型一：决定物质体积大小的因素

【例1】（2021•江苏苏州市•周市高级中学高一月考）在一定温度和压强下的气体，影响其所占气体大小的最

主要因素是

A.分子直径大小B.分子间距离的大小C.分子间作♦用力的大小D.分子数的大小

【答案】D

【详解】

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、分子数的大小，在一定温度和压强下，

气体分子间的距离相等，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

的大小，D选项符合题意；答案为D。

题型二：气体摩尔体积的适用范围

【例2】（2021•全国高一课时练习）设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.常温常压下，22.4LSCh的物质的量是1molB.标准状况下，11.2LHzO的物质的量是0.5mol

C.标准状况下，44.8LCO2含有的分子数为2NAD.1mol任何气体的体积都约是22.4L

【答案】C

【详解】

A.常温常压Vm大于22.4L/moL22.4LSCh的物质的量小于Imol,故A错误；

B.标况下水是液体，不能使用气体摩尔体积，故B错误；

C.标准状况下，44.8LCO2含有的分子数为2NA,故C正确；

D.气体状况未知，应该是标况下1mol任何气体的体积都约是22.4L,故D错误；

故答案为C。

题型三：气体摩尔体积的计算

【例3】（2021•北京首师大附中通州校区高一期末）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-mol-'B.28VLmol-1C.28/VL-mol1D.V/28Lmol-1

【答案】B

【详解】

vvi

lg氮气的物质的量为石■lg畀7=^1mol,氮气的摩尔体积VVm=—n=—1―^―.=2*8VvuL/mmooli,故B正确。

28g/mol28—mol

故选B。

题型四：基于方程式的气体摩尔体积计算

【例4】（2020•贵州高二学业考试）24gMg与足量的稀硫酸反应，生成的H?在标准状况下的体积约为

A.ILB.0.1LC.22.4LD.11.2L

【答案】C

【详解】

24g

24gMg的物质的量为240/mo]由Mg+H2SO4=MgSO4+H2f可知，lmolMg完全反应后生成员的物

质的量为ImoL其在标准状况的体积为lmolX22.4L/mol=22.4L,故答案为C。

题型五：气体摩尔体积的应用

【例5】(2020•福建省南安市柳城中学高一期中)标准状况下，等质量的下列气体所・占有的体积最大的是

A.02B.CH4C.CO2D.N2

【答案】B

【分析】

标准状况下，各种气体的温度和压强相同，同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，气体体积最大，

则物质的量n最大，根据n=3可知，质量相等的气体，M越小，n越大

M

【详解】

02摩尔质量为328口。「1,(：114摩尔质量为168皿01」，€：02摩尔质量为448皿。11钵2摩尔质量为288皿。11

CH4摩尔质量最小，故B符合题意。

答案选B。

题型六：化学计量综合计算

【例6】(2021•河南安阳三十五中高一开学考试)在标准状况下，18gCO与CCh的混合气体，体积为11.2L。

则：

(1)混合气体的密度是;

(2)混合气体的平均摩尔质量是；

(3)CO与CO2的体积之比是；

(4)CO与CO2的质量之比是；

(5)混合气体中所含碳原子的物质的量是o

【答案】1.6g/L36g/mol1：17：110.5mol

【分

777V_____m

根据p=9、〃=亡、M=巴,结合质量及物质的量和质量守恒定律分析解答。

V匕”n

【详解】

在标准状况下，18gCO与CCh的混合气体，体积为11.2L。

(1)混合气体的密度为：0=y^=1.6g/L,故答案为：1.6g/L；

(2)混合气体的物质的量为=0.5mol,混合气体平均摩尔质量为不黑;=36g/mol,故答案为：

•1'JL«z/111vz111VJl

36g/mol；

(3)设CO与CO2的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量及物质的量，则x+y=0.5、28x+44y=18,解

得：x=0.25、y=0.25,故CCh和CO的体积之比等于物质的量之比为0.25mol：0.25mol=l：1,故答案为：

1：1;

(4)CO2和CO的质量之比为(0.25molx44g/mol):(0.25molx28g/mol)=7：11,故答案为：7：11；

(5)根据分子式CO、CCh可知，碳原子的物质的•量与混合气体的物质的量相等，所以混合气体中碳原子的

物质的量为0.5moL故答案为：0.5mol。

【例7】(2021•全国高一课时练习)按要求回答下列问题：

(DH2SO4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o

(3)4gH2与22.4L(标准状况)CCh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0.4molAF+的Ah(SO4)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。

11

【答案】9811.2LH228g-moF0.45NA0.6mol106g-mol1.1

【详解】

(1)H2s04的相对分子质量=IX2+32+16x4=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M气体)=22.4L/molx0.5moi=11.2L；

40724T

(3)〃(H2)=°=2mol,n(CO2)=——7---=1mol,故所含分子数较多的为H2；

2g/mol22.4L/mol

(4)M='=02)义=28g/mol,故此处填28g/mol；

n0.01mol

(5)由题意列式得：3〃(NH3)=2〃(H2O),代入数据计算得〃(H2O)=0.45mol,故此处填0.45NA;

〃("+)_23

(6)由化学式知:故”(SO：)=-xn(AP+>0.6mol；

n(SO^)-3

(7)由质量守恒得：砥C)=(16+20-31.76)g=4.24g,则M(C)=424g=106g/mol；

0.04mol

23g

(8)1个Na含有11个电子，则2.3gNa所含电子=”.口x"=l.lmol

23g/molo

'.提分特训

【题1】(2021•全国)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。

【题2】（2020•浙江高一期末）下列叙述正确的是

A.1mol任何物质均含有约6.02x1023个原子

B.摩尔质量等于该物质的相对分子质量

C.气体的摩尔体积为22.4L-mol”

D.同温、同压下，不同气体的摩尔体积近似相等

【答案】D

【详解】

A.物质不一定是由原子构成，还可能是由分子或离子构成，故A不符合题意；

B.摩尔质量单位为g/mol,相对分子质量单位为1,摩尔质量数值上等于相对分子质量，故B不符合题意；

C.气体摩尔体积的数值和状态有关，在标况下，气体摩尔体积为22.4LmolL故C不符合题意；

D.气体摩尔体积的大小取决于温度和压强，故在同温同压下，气体摩尔体积近似相等，故D符合题意；

答案选D。

【题3】（2020•浙江高一期中）下列说法正确的是

A.Imollh的体积是22.4L

B.ImolhhO在标准状况下的体积是22.4L

C.Imol任何气体的体积在标准状况下都约是22.4L

D.温度为室温，压强为lOlkPa时，CO2气体的气体摩尔体积是22.4L-moH-

【答案】C

【详解】

A.未指明标准状况，不能用22.4L/mol计算体积，A错误；

B.H?O在标准状况下不是气体，不能用22.4L/mol计算体积，B错误；

C.标准状况下的气体摩尔体积为22.4L/mol,则Imol任何气体的体积在标准状况下都约是22.4L,C正

确；

D.室温，压强为lOlkPa不是标准状况，气体摩尔体积不是22.4L/moLD错误；

答案选C。

【题4】（2021•河南南阳市•南阳中学高一月考）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.①②④B.①②③④C.①②③D.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。

【题5】(2021•甘肃张掖・高一期末)请回答下列问题：

(1)现有质量比为11:14的CO2和CO的混合气体，则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为,

该混合气体的平均摩尔质量为。(该空的最后结果保留一位小数)

⑵12.4gNazX中含Na+0.4mol,则X的相对原子质量是。

(3)人造空气(氧气和氧气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下11.2L“人造空

气”的质量是4.8g,其中氧气和氨气的分子数之比是,氧气的质量是

【答案】3:433.3g-mol-1161:43.2g

【详解】

(1)现有质量比为11:14的CO2和CO的混合气体，假设CCh和CO的质量分别为11g和14g,则两者物质

Ug

的量之比为笔史专黑'=4，则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为3:4,该混合气体的平均

n(CO)14g2

28g•mol-1

M=—=----------"g+Mg----------=333g-mol-1

摩尔质量为nUg114g-Y；故答案为：3:4；33.3g-mo「i。

44g-mol-128g•mol-1

+124g

(2)12.4gNa2X中含Na0.4mol,则Na?X物质的量为0.2mol,Na2X的摩尔质量为M=^=-=62g-mol',

n0.2mol

则X的相对原子质量是16；故答案为：16。

V112L

(3)根据题意，在标准状况下11.2L“人造空气”，其物质的量为"石-=：72广—H=0.5mol,质量是4.8g,

V|n,moi

n(O2)+n(He)=0.5mol,n(O2)x32gmol-1+n(He)x4g-mor'=4.8g,解得n(C>2)=0.Imol,n(He)—0.4mol,其

中氧气和氧气的分子数之比是1:4,氧气的质量是O.lmolx32g-molT=3.2g；故答案为：1:4；3.2g。

【题6】(2021•土默特左旗第三中学高一期末)对一定量气体体积的探究。已知Imol气体在不同条件下的体

积：

化学式条件Imol气体体积/L

℃

H20,101kPa22.4

020℃,WlkPa22.4

co0C,101kPa22.4

℃

H20,202kPa11.2

CO20℃,202kPa11.2

N2273℃,202kPa22.4

NH3273℃,202kPa22.4

⑴从上表分析得出的结论：

①Imol任何气体，在标准状况下的体积都约为Lo

②Imol不同的气体，在不同的条件下，体积(填“一定”"一定不''或"不一定”)相等。

(2)理论依据：相同条件下，Imol任何气体的体积几乎相等，原因是：

・①气体分子数目(填“相等”或“不等”)

②相同条件下，气体分子间的平均距离(填“差距较大”“几乎相等”或“无法确定”)。

(3)应用：在标准状况下，4gCh的体积为L(写出计算过程)。

【答案】22.4不一定相等几乎相等2.8

【详解】

(1)①从上表中可以看出，Imol任何气体在标况下的体积约为22.4L,故填22.4；

②从上表数据可以看出，Imol不同气体，在不同条件下体积不一定相等，故填不一定；

(2)①根据N=IPNA，相同条件下，Imol气体的分子数目相等，故填相等；

②相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等，故填几乎相等；

m4

⑶4g氧气的物质的量为"^=9=0.12511101,标况下％=22.4L/mol,根据V=n=0.125x22.4

M32

=2.8L,故填2.8。

【题7】(2020.城固县第一中学高一月考)(1)在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体8.96L,质量是

16g。此混合物中CO和CO2的物质的量比是，CO的体积分数是,CO的

质量分数是，C和O的原子个数比是,混合气体的平均摩尔质量是

(2)19g某二价金属的氯化物ACL中含有0.4molCl离子，ACL的摩尔质量是,相对分子质量是

.A的相对原子质量是。

【答案】1：325%17.5%4：740g/mol95g/mol9524

【详解】

8.96

X+y=-------

⑴设混合气体中CO为xmol,CO2为ymoL则｛22.4,解得x=0.1,y=0.3,此混合物中CO和

28x+44y=16

CO2的物质的量比是0.1：0.3=1：3；CO的体积分数二物质的量分数二丁=X1OO%=25%；CO的质量分数是

竺空姆㈣xl00%=17.5%；C和O的原子个数比是(0.1+0.3)：(0.1+2x0.3)=4：7；混合气体的平均摩

16g

尔质量是，一：6多_=40g/mol,故答案为：1：3；25%；17.5%；4：7；40g/mol；

().lmol+0.3mol

(2)由ACL化学式可知，19gACb中含有0.2molACL,因此ACL的摩尔质量是一懊一=95g/mol；相对分

0.2mol

子质量与摩尔质量数值相等，因此相对分子质量为95；A的相对原子质量是95-35.5x2=24,故答案为：

95g/mol；95；24o

M提分作业

【练1】(2021•浙江高一月考)一定温度、压强条件下，决定气体体积大小的主要因素是

A.粒子数目B.粒子大小C.粒子间距D.粒子种类,

【答案】A

【详解】

在一定温度、压强条件下，气体分子之间的距离不变，这时影响气体体积的主要因素是气体分子数目的多

少。气体分子数越多，气体体积就越大，故此时决定气体体积大小的主要因素是粒子数目，合理选项是A。

【练2】(2021.全国高一课时练习)下列有关气体体积的叙述正确的是

A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定

B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定

C.不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同

D.气体摩尔体积指Imol任何气体所占的体积，约为22.4L

【答案】B

【详解】

A.相同条件下，气体的体积由气体的分子数决定，故A错误；

B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定，故B正确：

C.气体的体积不同时，所含的分子数可能相同，故C错误；

D.气体的摩尔体积的单位是L/moL且在标注状况下气体体积为22.4L/mol,其数值随温度和压强的改变

而改变，故D错误。

故选B

【练3】(2021•上海市新场中学高二期中)下列说法正确的是

A.Imol任何气体的体积都约为22.4L

B.在标准状况下，Imol任何物质的体积都约为22.4L

C.在标准状况下，ImolEO所占的体积都约为22.4L

D.在标准状况下，22.4LH2的物质的量约为Imol

【答案】D

【详解】

A.没有指明气体所处的温度、压强，故A错误；

B.标准状况下，Imol液态物质或固态物质的体积不为22.4L,故B错误；

C.水在标准状况下不是气体，故C错误；

D.标准状况下，Imol任何气体的体积都是22.4L,故D正确；

答案选D。

【练4】(2020•浙江高一课时练习)下列说法正确的是

①标准状况下，6.02x1023个分子所占的体积约是22.4L

②0.5molH2所占体积为H.2L

③标准状况下，1molHjO的体积为22.4L-

④标准状况下，28gCO与N2混合气体的体积约为22.4L

⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L/mol

⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同

A.①②⑤B.④⑥C.③④⑥D.①④⑥

【答案】B

【详解】

①标准状况下，6.02x1023个分子为Imol,但该物质不一定是气体，故所占的体积不一定是22.4L,错误;

②0.5molH?所处的状态不一定是标准状况,气体摩尔体积不一定是22.4L/mol,所占体积不一定是11.2L,

错误；

③标准状况下，H2O不是气体，lmolH9的体积不是22.4L,错误：

④标准状况下，28gCO与N2混合气体物质的量为Imol,体积约为22.4L,正确；

⑤影响气体摩尔体积的因素有温度、压强、气体所处的状态不确定，各气体的气体摩尔体积不一定是

22.4L/mol,错误；

⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同，正确；

故选Bo

【练5】(2021•福建厦门双十中学高一月考)判断下列正误：

⑴①标准状况下，0.2mol任何物质的体积均为4.48L。。

(2)②若Imol气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下。。

⑶③标准状况下，1LHC1和ILEhO的物质的量相同。。

(4)④常温常压下，lgH2和14gN2的体积相同。o

(5)⑤28gCO的体积为22.4L。。-

(6)⑥两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同。。

(7)⑦在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，则压强越大。。

(8)⑧同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比。。

(9)⑨1g氮气所占有的体积为VL,则氮气的气体摩尔体积为28VL.m01L。

(10))⑩标准状况下，0.4molH2和0.6molO2的混合气体的体积约为22.4L。。

【答案】

⑴错误

⑵错误

⑶错误

(4)正确

⑸错误

(6)错误

(7)正确

(8)正确

(9)正确

(10)正确

【分析】

(1)

标准状况下，0.2mol任何气体物质的体积均为4.48L,但所有物质并不都是气体，故错误；

(2)

若Imol气体的体积为22.4L,由于温度、压强影响气体摩尔体积，则它可能处于标准状况下，也可能不是

标况下，故错误；

(3)

标准状况下，HC1为气体，而H2。不是气体，二者体积相等，它们物质的量不相等，故错误；

(4)

lgH2物质的量为片?=宝芦一；'aSmol,14gN2的物质的量为n=?=:^野7=0.5mol,二者物质的量相

M2g/mol°M28g/mol

等，标况下，二者体积相等，故正确；

(5)

288(：0为10101,不是标况下，CO的体积不一定为22.4L-,故错误；

(6)

标况下，两种物质不一定都是气体，它们物质的量相等，占有的体积不一定相等，故错误；

(7)

在同温同体积时，气体压强与物质的量成正比，则气体物质的物质的量越大，压强越大，故正确；

(8)

同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，也等于相对分子质量之比，即气体的密度与气体的相对

分子质量成正比，故正确，

(9)

1g氮气的物质的量为n=9=5mol,氮气的气体摩尔体积为VL+Lmol=28VL-moH,故正确；

M2o28

(10)

混合气体的总物质的量为0.4+0.6=1mol,标准状况下体积V=nVm=lmolx22.4L/mol=22.4L,故正确。

【练6】(2021•全国高一课时练习)(1)标准状况下，0.5molN2的体积约为,1.5molCh的体积约

为。

⑵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】11.2L33.6L1.5mol0.4mol22.4L8g

【详解】

⑴标准状况下，0.5molN2的体积约为0.5molx22.4L/mol=11.2L,1.5molO2的体积约为L5molx22.4I7mol=

33.6L；

⑵标准状况下，33.6LN2的物质的量为=i.5mol,8.96LCO2气体的物质的量为'96L=04mol；

22.4L/mol22.4L/mol

2。1191

(3)标准状况下，2gH的体积约为x22.4L/mol=22.4L,11.2LCH的质量为”，x16g/mol=8g。

22g/mol422.4L/mol

【练7】(2021•全国高一课时练习)(1)同温同压下的两个容积相同的容器中分别装有Ch和03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)

①lgH2；②2.408x1023个CH4；③10.8gH2O；④标准状况下6.72LCO2

【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和03气体，则两瓶气体中分子数之比是1：1,原子数

之比是1X2：1X3=2：3,质量之比是1X32：1X48=2：3,密度之比是2：3,故答案为：1：