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专题04 气体摩尔体积【知识回放】影响物质体积的因素（1）宏观因素：温度、压强（2）微观因素：微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离（3）决定固体或液体体积的主要因素：微粒的数目、微粒的大小（4）决定气体体积的主要因素：微粒的平均距离、温度、压强【新知精讲】一、决定物质体积大小的因素1.影响物质体积大小的因素2.阿伏加德罗定律同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。二、气体摩尔体积【科学探究】探究一对气体摩尔体积的理解问题导引标准状况时的气体摩尔体积示意图1.气体摩尔体积的适用对象是气体,是否必须为纯净气体?提示 不一定。可以是纯净气体,也可以是混合气体。2.标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 Lmol-1,那么Vm=22.4 Lmol-1时一定是标准状况下吗?提示 不一定。同时改变温度和压强,气体摩尔体积Vm仍可能保持不变。如:升高温度的同时增大压强或降低温度的同时减小压强。探究二阿伏加德罗定律及其推论问题导引1.结合气体体积的影响因素,思考分析“若两种气体体积相同,所含分子数也一定相同”的说法是否正确?提示 不一定,因为气体体积受温度和压强的影响较大,若温度和压强不同时,体积相同的两种气体的物质的量不一定相同,故所含的分子数也不一定相同。2.结合阿伏加德罗定律讨论同温同压同体积的O2和O3的分子数相同吗?能说原子数目也相同吗?提示 由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,体积相同的O2和O3分子数相同,又因为一个O2分子中有2个氧原子,一个O3分子中有3个氧原子,所以同温同压下,体积相同的O2和O3原子数目不同。【重点突破】1.气体摩尔体积的适用范围气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。2.标准状况下的气体摩尔体积(1)定义:(2)计算:气体的物质的量:n=。气体的摩尔质量:M=。气体的分子数:N=nNA=NA。气体的质量:m=nM=M。3.阿伏加德罗定律的推论推论公式同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比同温同体积时,气体的压强之比等于其物质的量之比同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比同温同物质的量的气体,压强之比等于体积的反比 4.对阿伏加德罗定律及推论的“三点”理解(1)适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体。(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”。(3)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。【典题探究】典例1 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ()A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LB.25 ,1.01105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NAC.11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NAD.标准状况下,11.2 L CCl4含有的分子数为0.5NA【答案】:B错误。易错警示在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中,常考查标准状况下的气体摩尔体积,常见问题有:(1)忽视外界条件是标准状况,如常温、常压下,1molH2的体积不是22.4L。(2)忽视研究对象是气体,如标准状况下,H2O、酒精等不是气体。(3)将1mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单位为L,后者单位为Lmol-1变式训练1-1下列叙述正确的是()A.气体的摩尔体积为22.4 Lmol-1B.1 mol O2的质量为32 g,它所占的体积是22.4 LC.标准状况下,22.4 L水的质量约为18 gD.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都约是1 mol【答案】:D【解析】:在标准状况下气体的摩尔体积约为22.4Lmol-1,A项没有指出所处的状态,A项错误;1molO2的质量为32g,B项未指明是否在标准状况下,故它所占的体积不一定是22.4L,B项错误;气体摩尔体积仅适用于气体,水在标准状况下不是气体,C项错误。变式训练1-2.下列叙述中正确的是()A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定C.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 LD.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等【答案】:B22.4L;由阿伏加德罗定律及其推论知,不同气体,若体积不等,则所含的分子数可能不相等。变式训练1-3.下列说法中正确的是()A.0.5 mol H2所占的体积为11.2 LB.标准状况下,6.021023个分子所占的体积约是22.4 LC.标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 LD.标准状况下,28 g CO和N2的混合气体的体积约是22.4 L【答案】:D【解析】:A项没有指明气体所处状况,故0.5molH2的体积不一定是11.2L;B项没有指明物质为气态,不能确定其体积;C项中的H2O在标准状况下不是气体;D项中,由于CO与N2的摩尔质量相等,二者以任意比例混合其平均摩尔质量不变,故CO和N2的混合气体的物质的量为1mol,标准状况下体积约是22.4L,D正确。典例2同温同压下,向两个密闭容器中分别充满等质量的O2、O3气体,下列说法正确的是()A.两气体的物质的量之比为32B.两种容器的体积比为23C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的密度之比是32【答案】:A【解析】:因O2和O3质量相等,故其物质的量与摩尔质量成反比,即4832=32,A正确;同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即32,B错误;分子数目之比等于其物质的量之比,即32,C错误;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即3248=23,D错误。方法技巧(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况,也可以是其他同温同压条件下,只要物质的存在状态是气态即可。(2)同温、同压、同体积和同分子数,共同存在、相互制约,只要三“同”成立,第四“同”必定成立。变式训练2-1 同温同压下,A容器中H2和B容器中NH3所含氢原子数相等,则两个容器的体积比是()A.32B.13C.23D.12【答案】:A【解析】:1molH2含氢原子2mol,1molNH3含氢原子3mol,若H2和NH3所含氢原子数相等,则H2和NH3的物质的量之比为32,同温同压下气体的体积比等于其物质的量之比,两个容器的体积比是32。变式训练2-2在两个容积相同的容器中,一个盛有HCl气体,另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的()A.原子数B.密度C.质量D.质子数【答案】:A变式训练2-3.如图所示,相同状况下,分别用氯化氢和四种不同的混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中所含原子数与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是()【答案】:C【解析】:相同状况下,五个气球的体积相同,则所含气体的物质的量相等,气体的分子数相同;HCl、N2、O2都为双原子分子,故C中所含原子数一定与HCl相同,而A中所含原子数因Ar与O3的混合比例不同而变化,不一定与HCl相同;B、D中气体无论以怎样的比例混合,都大于HCl气球中所含原子数。变式训练2-4.同温同压下,若A容器中充满O2,B容器中充满O3。(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积比是。(2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是。(3)若两容器的容积比为32,则O2和O3物质的量之比为,质量之比为,密度之比为。【答案】:(1)11(2)32(3)321123 (3)两容器的容积比为32,则两气体的物质的量之比为32,质量之比为(332)(248)=11,密度之比为23。【基础题组】1.常温、常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为CH4的是( ) 2.下列两种气体的分子数一定相等的是( )A.体积相等、质量不等的CO和N2B.等温等体积的O2和N2C.等体积等密度的CO和N2D.等压等体积的O2和N23.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是( ) 4.下列说法中正确的是( )A.标准状况下,1 mol水的体积是22.4 LB.1 mol任何气体体积均为22.4 LC.在标准状况下,0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 LD.通常状况下,1 mol N2的体积约为22.4 L5.下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )A.在常温、常压下,11.2 L N2含有的分子数是0.5NAB.标准状况下,18 g水所占的体积约是22.4 LC.32 g O2在标准状况下的体积约是22.4 LD.在同温、同压下,相同体积的任何气体所含的原子数相等6.下列说法正确的是( )A.同温、同压下,相同质量的气体都占有相同的体积B.同温、同压下,相同体积的气体都含有相同数目的分子C.在标准状况下,1 mol任何物质的体积均约是22.4 LD.1 mol某气体的体积约为22.4 L,该气体所处的状况一定是标准状况7.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是( )A.两种气体的压强相等B.O2比O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体所含的氧原子数目相等8.关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述,其中正确的是( )质量相同 所含碳原子数与氮原子数相等 所含分子数相等A. B.C. D.9.下列说法正确的是( )A.32 g O2占有的体积约为22.4 LB.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 gD.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数10.(1)现有34 g某气体,摩尔质量为17 gmol-1,则:该气体为 mol。 该气体所含分子数为 NA。 该气体在标准状况下的体积为 L。 (2) g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。 11.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.021023个分子,这些分子由1.2041024个原子构成。(1)该气体的物质的量为 ,该气体中每个分子含有 个原子。 (2)该温度和压强 标准状况(填“是”或“不是”),此条件下的气体摩尔体积为 。若O2在该条件下为气态,则2 mol O2在该条件下的体积为 L。 (3)标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是 L。 【提升题组】1.在一定条件下,某化合物X受热分解:2XA+2B+4C,测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43,在相同条件下,X的相对分子质量是( )A.11.43 B.22.85 C.80.01 D.160.022.同温、同压下,某容器充满O2质量为116 g,若充满CO2质量为122 g,现充满某气体质量为114 g,则该气体的相对分子质量为( )A.28 B.60C.32 D.443.有CO与CO2的混合气体共33.6 L,其密度为1.726 gL-1,已知混合气体共有9.031023个分子,则该混合气体的平均摩尔质量是( )A.58.00 gmol-1B.36.09 gmol-1C.36.00 gmol-1D.38.67 gmol-14.一定量的液态化合物XY2在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应方程式为:XY2(液)+3O2(气)XO2(气)+2YO2(气)测得生成物的总体积为672 mL,密度为2.56 gL-1(标准状况)。则:(1)反应前O2的体积为 mL(标准状况); (2)化合物XY2的摩尔质量为 ; (3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比为316,则X、Y分别为 、 。 5.(1)质量之比为1676的三种气体SO2、CO、NO,分子个数之比为 ;氧原子个数之比为 ;相同条件下的体积之比为 。 (2)标准状况下,1.7 g NH3的体积为 L,它与标准状况下 L H2S含有相同数目的氢原子。 (3)某气体氧化物的化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。 【答案与解析】基础题组2. 【答案】:C【解析】:CO和N2的相对分子质量相同,质量相等时,两者物质的量相同,所以一定含有相同的分子数。A项中,质量不等;B选项中缺少等压这一条件;C选项中等体积等密度也就相当于等质量,所以含有相同的分子数;D选项中缺少等温这一条件。3. 【答案】:A【解析】:氢气属于双原子分子,而氦属于单原子分子。根据它们的相对原子质量容易算出,它们的分子个数比为21。根据阿伏加德罗定律,在同温、同压下,分子个数比即是体积比,因此,A是正确的。4.【答案】:C【解析】:A项水为液体,不适用气体摩尔体积;B项未指明气体所处状况;C项N2、O2可共存,故正确;D项通常状况下,1 mol N2体积不是22.4 L,错误。5.【答案】:C【解析】:选项分析结论A条件不是标准状况B标准状况下水不是气体C32gO2为1mol,标准状况下体积约为22.4LD相同条件下,气体所含分子数相同,但原子数不一定相同 6.【答案】:B【解析】:同温、同压下,质量相同的不同气体物质的量不一定相同,所以不一定占有相同的体积,A错误;由阿伏加德罗定律知,B正确;水在标准状况下不是气体,体积也不为22.4 L,C错误;1 mol某气体若处于高温、高压或低温、低压的情况下,气体体积也可能约为22.4 L,D错误。7.【答案】:D【解析】:根据题意,因等温度、等体积、等密度,则两者等质量,B错误;等质量的O2和O3物质的量不相等,则压强和分子数不相等,则A、C错误;O2和O3都是由氧原子构成的,所以等质量的O2和O3原子数相等,D正确。9.【答案】:D【解析】:A、B两项都没有指明是“标准状况”下,错误;C项标准状况下水不是气体,所以22.4 L水不是1 mol,故也不是18 g;D项中22 g CO2的物质的量为0.5 mol,标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为0.5 mol,两种气体的物质的量相同,所以含有的分子数也相同。10.【答案】:(1)2 2 44.8 (2)36【解析】:(1)该气体的物质的量为=2 mol,分子数为2NA,在标准状况下的体积为22.4 Lmol-12 mol=44.8 L。(2)标准状况下22.4 L CO2是1 mol,氧原子的物质的量是2 mol,故水是2 mol,即36 g。11.【答案】:(1)1 mol 2(2)不是 30 Lmol-1 60 L(3)22.4 L【解析】:(1)含有6.021023个分子,可知气体的物质的量为1 mol,含有1.2041024个原子,说明分子为双原子分子。(2)在此温度和压强下,1 mol气体的体积是30 L,故其气体摩尔体积为30 Lmol-1,不是标准状况。若O2在该条件下为气态,则2 mol O2在该条件下的体积为30 Lmol-12 mol=60 L。(3)1 mol该纯净物若为气态,标准状况下其体积约是22.4 L。提升题组1.【答案】:C【解析】:根据质量守恒定律,2 mol X生成7 mol混合气体,X的摩尔质量为=80.01 gmol-1。2.【答案】:A【解析】:方法一:按常规思路,设容器的质量为m。同温、同压下,因为容器体积不变,所以有,得m=100 g,然后由,得M(某)=28 gmol-1,即相对分子质量为28,选A。方法二:差量法。同温、同压下,气体质量之差和相对分子质量之差之间存在着正比关系,因此可以不计算容器的质量,直接由气体质量差和相对分子质量差的正比关系求得。即:=M(某)=28 gmol-1,选A。方法三:估算法。由阿伏加德罗定律可知n(O2)=n(CO2)=n(气体),m=nM,m与M成正比。故M (某)M(O2),M(某)M(CO2),即M(某)32 gmol-1。3.【答案】:D【解析】:m(总)=1.726 gL-133.6 L58 g,n(总)=1.5 mol,平均摩尔质量=m/n38.67 gmol-1。4.【答案】:(1)672 (2)76 gmol-1 (3)C S5.【答案】:(1)554 1054 554(2)2.24 L 3.36 L(3)64 gmol-1 32【解析】:(1)质量之比为1676,说明其物质的量之比为=554,所以其分子数之比为554,氧原子数之比为1054,相同条件下的体积之比为554。(2)1.7 g NH3的物质的量为=0.1 mol,在标准状况下的体积为0.1 mol22.4 Lmol-1=2.24 L,0.1 mol NH3含有0.3 mol H,与0.15 mol H2S含有相同数目的氢原子,标准状况下0.15 mol H2S的体积为0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L。(3)在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,其物质的量为=0.02 mol,摩尔质量为=64 gmol-1,R的相对原子质量为64-162=32。
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