第14讲-气体摩尔体积(解析版)

第14讲气体摩尔体积知识梳理知识梳理一、决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律1．决定物质体积大小的因素(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2．阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是的，这是理解气体体积的理论基础。(1)阿伏加德罗定律的内容相同的温度和压强下，相同的任何气体都具有相同的，也可以说，在相同的温度和压强下、相同的任何气体都含有相同数目的。(2)特别提示①阿伏加德罗定律适用于气体，包括混合气体，不适用于；②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”。二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积INCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学人教版必修第一册（新教材）\\全书完整的Word版文档\\D3.TIF"INET(1)定义：单位的气体所占的体积。符号：,单位：。(2)影响因素：气体所处的和。(3)特例：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为，即Vm≈22.4L⋅mol-1。2．理解气体摩尔体积应注意的几个问题(1)适用范围：物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)物质在标准状况下为气体，若不是或均不能用22.4L·mol－1进行计算。(3)1mol气体在下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。三、阿伏加德罗定律的推论及应用在(以0℃，1.01×105Pa即标准状况为例)下，完成下列问题。O2的体积是22.4L,H2的体积是44.8L，eq\f(VO2,VH2)＝，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其之比。(2)44.8LO2的物质的量是，质量是64g,44.8LH2的物质的量是2mol，质量是4g，eq\f(mO2,mH2)＝eq\f(16,1)，由此可推知：同温同压下，同体积的气体的质量之比等于其之比。(3)1molO2的质量是32g，体积是22.4L，ρ(O2)＝＝eq\f(32,22.4)g·L－1(列式不化简，下同)。1molH2的质量是2g，体积是22.4L，ρ(H2)＝＝eq\f(2,22.4)g·L－1。eq\f(ρO2,ρH2)＝eq\f(16,1)，由此可推知：①同温同压下，气体的密度之比等于其之比。②在标准状况下，气体的密度＝g·L－1。【参考答案】相等粒子数体积体积粒子任何非气体物质的量Vm温度压强22.4L标准状况气态气体非标准状况非标准状况同温同压1mol2moleq\f(1,2)物质的量2mol摩尔质量eq\f(m,V)eq\f(m,V)摩尔质量eq\f(M,22.4)典例分析典例分析考点一：气体摩尔体积【典例1】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【答案】D【解析】A．没有说明是否在标准状况下，故0.5molH2的体积不一定为11.2L，A错误；B．没有说明6.02×1023个分子的聚集状态，若为固态或液态，标准状况下1mol分子所占体积不是22.4L，B错误；C．标准状况下酒精不是气态，不能用气体摩尔体积计算，C错误；D．N2的摩尔质量为28g·mol-1，28gN2为1mol，故标准状况下体积约为22.4L，D正确；故选D。考点二：阿伏加德罗定律【典例2】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22.4L【答案】A【解析】A．两个容器的体积相同，气体的物质的量相同，气体的压强还与温度有关，由于温度不知道，无法判断压强大小，故A错误；B．两个容器的体积相同，气体的质量相同，由ρ＝可知，密度相同，故B正确；C．两种气体的物质的量相同，均为1mol，则所含的气体分子数均为NA，故C正确；D．温度越高，气体的体积越大，所以若保持常温常压下，则气体的体积大于4L，故D正确。故选A。同步训练同步训练一、单选题1．氧气在一定条件下变成淡蓝色液体，此过程中发生变化的是（）A．氧分子的体积 B．氧分子的间隔C．氧气的化学性质 D．构成氧分子的原子【答案】B【解析】气体变成液体是指分子间的间隔改变。A．物质的体积变小，但分子的体积不变，A错误；B．氧气分子的间隔变小，B正确；C．该过程为物理变化，氧气的化学性质不变，C错误；D．构成氧气的原子还是氧原子，不变，D错误；故选B。2．下列叙述中，正确的是（）A．标况下，1mol酒精的体积约为22.4L B．3.6gH2O中含有NA个水分子C．1mol/LNH4Cl中含有NA个Cl- D．1molNa+中含有6.02×1024个电子【答案】D【解析】A．标况下，酒精不是气体，1mol酒精的体积小于22.4L，A错误；B．3.6gH2O的物质的量为0.2mol，含有0.2NA个水分子，B错误；C．没有指明溶液的体积，不能确定微粒数，C错误；D．1molNa+中含10mol电子，有6.02×1024个电子，D正确；故选D。3．下列有关气体摩尔体积的描述正确的是（）A．单位物质的量的物质所占的体积就是气体摩尔体积B．通常状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol-1C．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol-1D．标准状况下，1摩尔水的体积约为22.4L【答案】C【解析】A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积，不能是物质，A错误；B．应是标况下气体摩尔体积是22.4L·mol-1，B错误；C．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol-1，C正确；D．标况下水不是气体，故mol水的体积不是22.4L，D错误；故选C。4．下列说法正确的是（）A．气体的摩尔体积为22.4L·mol-1B．1molH2的质量是2g，它所占的体积是22.4LC．在标准状况下，22.4L酒精的物质的量为1molD．在标准状况下，1mol空气的体积约为22.4L【答案】D【解析】A．气体摩尔体积的数值并不是固定不变的，为标准状况下的气体摩尔体积，故A错误；B．1mol的质量m=n×M=1mol×2g/mol=2g，在标准状况下它所占的体积约是22.4L，故B错误；C．气体摩尔体积的适用对象是气体，在标准状况下，酒精是液体，不能用来计算，故C错误；D．气体的体积主要受温度和压强的影响，在标准状况下，即在0℃和101kP的条件下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L，故D正确；答案选D。5．已知，时，，下列物质的体积约为的是（）A．，时气体 B．标准状况下C．常温常压下 D．标准状况下将和混合【答案】A【解析】A．已知，时，气体的物质的量为，则，时其体积约为，A正确；B．标准状况下不是气态，难以计算体积，B错误；C．标准状况是、101kPa，常温常压是、101kPa，的物质的量为，常温常压下其体积大于，C错误；

D．标准状况下将和混合所得为盐酸、呈液态，难以计算体积，D错误；答案选A。6．在标准状况下，两个容积相同的储气瓶中分别盛有氧气和甲烷，则两瓶气体具有相同的（）A．质量 B．原子总数 C．密度 D．分子数【答案】D【解析】在标准状况下，两个容积相同的储气瓶中分别盛有氧气和甲烷，根据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积时，气体的分子数也相同，则两瓶气体具有相同的分子数。A．两瓶气体的分子数相同，但因为摩尔质量不同，故质量不同，A错误；B．分子数相同，但分子中的原子数不同，B错误；C．二者的相对分子质量不同，密度不同，C错误；D．同温、同压、同体积时，气体的分子数也相同，D正确；故选D。7．25℃、101kPa时，相同体积的、，不可能具有相同的（）A．分子数目 B．原子数目 C．质子数目 D．质量【答案】D【解析】A．同温同压相同体积的35Cl2、37Cl2，即具有相同的物质的量，由N=nNA知，分子数与物质的量成正比，两种物质的物质的量相等，则分子数相等，故A错误；B．根据A知，二者分子数相等，都是双原子分子，所以所含原子个数相等，故B错误；C．根据B知，所含原子个数相等，且35Cl、37Cl中质子数相等，所以二者所含质子数相等，故C错误；D．根据m=nM知，物质的量相等时，质量与摩尔质量成正比，二者的摩尔质量分别是70g/mol、74g/mol，二者的摩尔质量不等，所以其质量不相等，故D正确；故选：D。8．下列关于阿伏加德罗常数NA的说法正确的是（）A．同温同压下，若CH4与NH3有相同的原子数，则它们的体积比为5∶4B．标准状况下22.4L的SO3的质量为80gC．18g重水(D2O)含有的电子数和中子数均为9NAD．0.5mol/L硫酸中含有的H+数目为NA【答案】C【解析】A．PV=nRT，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，令甲烷物质的量为amol、氨气物质的量为bmol，则有5a=4b，a:b=4:5，甲烷和氨气体积之比为4:5，A错误；B．标准状况下三氧化硫不是气体，无法计算其质量，B错误；C．18g重水的物质的量为：18g20g/mol=0.9mol，含电子0.9mol10=9mol，数目为9NA，含中子0.9mol10=9mol，数目为9NA，C正确；D．溶液体积未知，无法计算氢离子数目，D错误；答案选C。9．下列叙述正确的是（）A．28gCO的体积为22.4LB．标准状况下，1LHCl和1LH2O的物质的量相同C．同温同体积时，气体的物质的量越大，则压强越大D．1mol任何物质都含有6.021023个分子【答案】C【解析】A．28gCO物质的量为1mol，由于所处温度和压强不清楚，因此无法计算气体体积，故A错误；B．标准状况下，HCl是气体，H2O是液体，因此不能根据阿伏加德罗定律得出两者的物质的量相同，故B错误；C．同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，因此气体的物质的量越大，则压强越大，故C正确；D．1mol任何物质不一定都含有6.021023个分子，比如氯化钠中没有分子，故D错误。综上所述，答案为C。10．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左侧充入，右侧充入一定量的时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法不正确的是（）A．左侧与右侧原子数之比为B．右侧CO的质量为5.6gC．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍D．若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入【答案】B【解析】A．左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4：1，则左右气体物质的量之比为4：1，所以右侧气体物质的量=×1mol=0.25mol，气体分子数与物质的量成正比，则左侧与右侧分子数之比为4∶1，每个氮气分子、一氧化碳分子均含有2个原子，故左侧与右侧原子数之比为，故A正确；B．右侧CO的质量为28g/mol×0.25mol=7g，故B错误；C．相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的28g/mol÷2g/mol=14倍，故C正确；D．相同条件下气体体积与物质的量成正比，隔板处于容器正中间时，左右两侧气体的物质的量相等，则需要再充入CO的物质的量为：1mol-0.25mol=0.75mol，故D正确；故选B。二、计算题11．回答下列问题：(1)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2L，质量为61g，则两种气体的物质的量之和为_______mol，其中CO2为_______mol，CO占总体积的_______，混合气体的摩尔质量为_______。(2)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳中，所含分子数之比为_______，物质的量之比为_______，原子数之比为_______，质量之比为_______，密度之比为_______。(3)在标准状况下，4gH2、11.2LO2、1molH2O中，所含分子数最多的是_______，原子数最多的是_______，质量最大的是_______，体积最小的是_______。【答案】(1)

1.75

0.75

57.1%

34.9g/mol(2)

1∶1

1∶1

5∶3

4∶11

4∶11(3)

H2

H2

H2O

H2O【解析】(1)混合气体物质的量==1.75mol；则混合气体的摩尔质量M==34.9g·mol−1；设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为xmol、ymol，则有，解得x=1.0，y=0.75，V(CO)=1.0mol×22.4L/mol=22.4L，故CO占总体积的分数为；(2)同温同压下，同体积的CH4和CO2具有相同数目的分子，即分子个数比为1：1，两者物质的量也相等，即物质的量之比为1:1，故原子个数之比为(1×5):(1×3)=5∶3，质量比为摩尔质量之比16∶44=4∶11，密度之比等于摩尔质量之比，为4∶11；(3)三种物质的物质的量分别为2mol、0.5mol、1mol，物质的量最大的，分子数最多，故所含分子数最多的是H2；三种物质所含原子的物质的量分别为4mol、1mol、3mol，故原子数最多的是H2；三种物质的质量分别为4g、16g、18g，故质量最大的是H2O；因在标准状况下只有水不是气体，故体积最小的是H