第04讲-气体摩尔体积(原卷版)

第04讲气体摩尔体积【学习目标】1．了解物质的聚集状态2．理解气体摩尔体积的定义及相关计算。3．理解阿伏加德罗定律及其推论，并且能够进行相关的计算。4．会计算（混合）气体密度和（平均）摩尔质量。【基础知识】一、影响物质体积的决定因素【注意】气体的体积不但与物质的量有关，而且与温度和压强有关，描述或判断一定物质的量的气体的体积时，必须指明相关的温度和压强。二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积（1）概念：在一定的温度和压强下，__________的气体所占的体积。（2）符号：______。（3）单位：____________和m3·mol－1。（4）物质的量、气体的体积与气体摩尔体积之间的关系：n＝______。2．标准状况下气体的摩尔体积：（1）标准状况的含义：温度为______、压强为______。（2）标准状况下气体的摩尔体积约为____________。三、阿伏加德罗定律1．内容：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有______数目的分子。2．内容总结：“三同”定“一同”3．判断正误（1）1mol不同的固体物质，体积大小不相同，主要原因是粒子大小不同（）。（2）通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L（）。（3）标准状况下，36g水的体积约为44.8L。（）。（4）1mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4L。（）。【考点剖析】考点一：气体摩尔体积的概念及影响因素例1．（2021·无锡高一检测）下列说法正确的是（）。A．0.5molH2所占的体积为11.2LB．标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4LC．标准状况下，1mol酒精的体积约为22.4LD．标准状况下，28gN2体积约是22.4L【思维拓展】对气体摩尔体积的理解1．标准状况下的气体摩尔体积（1）条件：标准状况，即0℃、101kPa①非标准状况下，1mol气体的体积不一定是22.4L。②1mol气体的气体体积是22.4L，也不一定处于标准状况下。（2）标准：1mol，即分子数为6.02×1023（3）对象：气体①必须为气体，且任何气体均可，包括单一气体和混合气体。②注意水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。（4）数值：约为22.4L，非精确值。2．影响气体摩尔体积的外界因素（1）温度：升高温度，气体受热膨胀，气体摩尔体积增大（2）压强：增大压强，气体被压缩，气体摩尔体积减小考点二：各量和气体体积之间的换算关系例2．在标准状况下，向一质量为100g的密闭容器中充满CO2后，质量为166g，相同条件下，向相同容器中充满未知气体，称其质量为142g，则该气体可能为（）。A．O2B．CH4C．COD．H2【思维拓展】气体摩尔体积的有关计算公式①气体的物质的量n＝②气体的密度ρ＝＝＝③气体的分子数N＝nNA＝NA④气体的质量m＝nM＝M考点三：气体摩尔体积的计算例3．某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如图实验装置并记录相关实验数据。【实验装置】【部分实验数据】温度压强时间水槽中H2O的质量H2体积O2体积30℃101kPa0300g0030℃101kPa4分钟298.2g1.243L请回答下列问题：（1）4分钟时H2、O2的物质的量分别是________mol、________mol。（2）该温度下，气体摩尔体积是__________。（3）在该实验条件下，3molO2的气体的体积为________L。【思维拓展】气体摩尔体积的测量和计算1．计算公式：Vm＝＝2．测量方法：准确测量在一定温度和压强下，一定质量气体的体积，带入公式计算即可考点四：气体密度的比较和计算例4．在臭氧发生装置中装入氧气100mL，经反应：3O22O3，最后气体体积变为95mL（体积均在标准状况下测定），则混合气体的密度是（）。A．1.3g/LB．1.5g/LC．1.7g/LD．2.0g/L【思维拓展】气体的密度1．基本公式：＝＝＝（标准状况下）2．相对密度：D＝＝（气体A对气体B的相对密度，同温同压）3．同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比考点五：阿伏伽德罗定律及应用例5．（2021·西城区高一检测）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C2H4B．等压等体积的N2和CO2C．等温等体积的O2和N2D．不同体积等密度的CO和C2H4【思路点拨】利用阿伏加德罗定律解题的思路如下：【思维拓展】阿伏加德罗定律及其推论1．阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系2．阿伏加德罗定律的常用推论（1）在任何情况下气体的分子数与物质的量成正比＝（2）同温、同压气体的体积与物质的量成正比＝（3）同温、同压气体的密度与摩尔质量成正比＝（4）同温、同体积气体的压强之比与其物质的量成正比＝（5）同温、同压、同体积气体的质量与摩尔质量成正比＝。【特别提醒】正确理解阿伏加德罗定律的应用（1）阿伏加德罗定律的适用对象是气体（单一气体或混合气体），不适用于液体或固体。（2）“三同”定“一同”。同温、同压、同体积和同分子数，四“同”共同存在，相互制约，只要有三“同”成立，则另一“同”就必定成立。（3）“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量，若两个量相同，则另两个量成正比或反比。（4）气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。（5）阿伏加德罗定律及其所有推论不必死记硬背，用时可以通过理想气体状态方程pV＝nRT（式中R为常数）以及n＝＝、＝进行简单地推导而得到。【过关检测】一、选择题1．决定气体的体积的主要因素有：①气体的分子个数；②气体分子的大小；③气体分子间的平均距离；④气体分子的相对分子质量（）。A．①②B．①③C．②③D．②④2．（2020年6月·福建合格考真题）下列物质所含分子数最多的是（）。A．0.2molH2B．标准状况下2.24LNH3C．44gCO2（CO2的摩尔质量为44g·mol－1）D．0.5NA个NO（NA为阿伏加德罗常数的值）3．（2021·保定高一检测）关于2molO2的叙述中，正确的是（）。A．体积为44.8LB．质量为32gC．分子数为6.02×1023D．含有4mol原子4．（2021·东莞高一检测）下列说法中正确的是（）。A．1molO2和1molN2所占的体积约为22.4LB．标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4LC．标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4LD．标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2mol5．（2021·温州高一检测）下列说法正确的是（）。A．0℃、101kPa时，气体摩尔体积约为22.4LB．20℃、1.01×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数C．标准状况下，16gO2与24gMg所占的体积相同D．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况6．同温同压下，等质量的下列气体所占体积最大的（）。A．HClB．H2SC．NH3D．O27．（2021·龙岩高一检测）下列叙述不正确的是（）。A．常温常压下，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比B．在同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比C．在标准状况下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比D．在同温同压下，相同体积的两种气体的质量之比等于摩尔质量之比8．如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为（）。A．22.0L·mol－1B．22.4L·mol－1C．22.8L·mol－1D．23.2L·mol－19．（2021·兰州高一检测）用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）。A．常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NAB．常温下，4.4gCO2和N2O（互不反应）混合物中所含有的电子数为2.2NAC．标准状况下，22.4LCO和CO2的混合气体中含碳原子数为0.5NAD．4℃时，18LH2O中含有的原子总数为3NA10．在一定温度、压强下，1体积X2（气）和3体积Y2（气）化合生成2体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为（）。A．XY3B．XYC．X3YD．X2Y311．标准状况下，等体积的NH3和CH4两种气体，下列有关说法错误的是（）。A．所含分子数目相同B．所含氢原子物质的量之比为3∶4C．质量之比为16∶17D．密度之比为17∶1612．在两个相同体积的刚性容器中分别充入28gCO和N2气体，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（）。A．两容器的压强一定相等B．两容器的密度一定相等C．两容器所含的气体分子数均为NAD．若保持常温常压下，则气体的体积大于22.4L13．（2021·西安高一检测）向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，下列有关这三种气体的叙述正确的是（）。A．同温、同压、同体积时，三种气体的密度关系：ρ（H2）＞ρ（Ne）＞ρ（O2）B．温度、密度相同时，三种气体的压强关系：p（H2）＞p（Ne）＞p（O2）C．质量、温度、压强均相同时，三种气体的体积关系：V（O2）＞V（Ne）＞V（H2）D．温度、压强、体积均相同时，三种气体的质量关系：m（H2）＞m（Ne）＞m（O2）14．标况下1LN2含有m个分子，则阿伏加德罗常数可表示为（）。A．/molB．/molC．22.4mD．22.4m/mol15．（2021·张掖高一检测）标准状况下，CO2和N2的混合气体的质量是9.6g，体积是6.72L，则CO2在混合物中的质量分数约为（）。A．25%B．35%C．75%D．50%二、非选择题16．（2021·漳州高一检测）（1）标准状况下，①4g氢气；②33.6L甲烷（CH4）；③6.02×1023个水分子中，物质的量最大的是（填写序号，下同）______，体积最小的是______。（2）质量相等的两种物质SO2和SO3，它们的物质的量之比为____________，所含氧原子个数之比为____________。17．（2021·扬州高一检测）（1）在标准状况下，有物质①4gH2，②33.6LCH4，③1molH2O，④3.01×1023个O2，含分子数最多的是（填序号，下同）_______，含原子数最少的是_______，质量最大的是_______，体积最小的是________；密度由大到小的顺序为_________。（2）含有相同氧原子数的CO和CO2，其质量比为_______；物质的量比为_______；碳原子数比为_______；原子数比为_______。（3）含有电子数相等的CO和CO2气体在同温同压下的体积比为__________；密度比为__________。18．现有14.4g由CO和CO2组成的混合气体，在标准状况下其体积为8.96L。回答下列问题：（1）该混合气体的平均摩尔质量为_____________；（2）混合气体中碳原子的个数为_________（用NA表示阿伏加德罗常数的值）；（3）将混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中（实验在标准状况下次测定）。①气球中收集到的气体的摩尔质量为_____________；②气球的体积为___________L；③气球中收集到的气体中，电子总数为___________（用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。19．某学生为了测定由两种元素形成的气态化合物X的组成，做了如图所示的实验。他把气体X由注射器A缓慢送入装有CuO的B装置，使之完全反应，得到如下结果：①实验前B管及药品的质量为21.32g，实验后为21.16g。②C管中收集到的物质电解后得到H2和O2，在D中收集到的是N2。③X中两元素的质量比是14∶3，问：（1）C中收集到的液体，质量是__________g。（2）在实验中看到的现象是___________________________________。（3）B中反应的化学方程式是___________