第14講-氣體摩爾體積(解析版)

第14講氣體摩爾體積知識梳理知識梳理一、決定物質(zhì)體積大小的因素及阿伏加德羅定律1．決定物質(zhì)體積大小的因素(1)物質(zhì)體積大小的影響因素(2)粒子數(shù)目相同物質(zhì)的體積關(guān)系2．阿伏加德羅定律在相同的溫度和壓強下，任何氣體粒子之間的距離可以看成是的，這是理解氣體體積的理論基礎(chǔ)。(1)阿伏加德羅定律的內(nèi)容相同的溫度和壓強下，相同的任何氣體都具有相同的，也可以說，在相同的溫度和壓強下、相同的任何氣體都含有相同數(shù)目的。(2)特別提示①阿伏加德羅定律適用于氣體，包括混合氣體，不適用于；②同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)，共同存在，相互制約，且“三同定一同”。二、氣體摩爾體積1．氣體摩爾體積INCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\2020唐蘭\\2020\\同步\\化學(xué)\\化學(xué)人教版必修第一冊（新教材）\\全書完整的Word版文檔\\D3.TIF"INET(1)定義：單位的氣體所占的體積。符號：,單位：。(2)影響因素：氣體所處的和。(3)特例：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為，即Vm≈22.4L?mol-1。2．理解氣體摩爾體積應(yīng)注意的幾個問題(1)適用范圍：物質(zhì)，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。(2)物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣體，若不是或均不能用22.4L·mol－1進行計算。(3)1mol氣體在下的體積，可能是22.4L，也可能不是22.4L。三、阿伏加德羅定律的推論及應(yīng)用在(以0℃，1.01×105Pa即標(biāo)準(zhǔn)狀況為例)下，完成下列問題。O2的體積是22.4L,H2的體積是44.8L，eq\f(VO2,VH2)＝，由此可推知：同溫同壓下，氣體的體積之比等于其之比。(2)44.8LO2的物質(zhì)的量是，質(zhì)量是64g,44.8LH2的物質(zhì)的量是2mol，質(zhì)量是4g，eq\f(mO2,mH2)＝eq\f(16,1)，由此可推知：同溫同壓下，同體積的氣體的質(zhì)量之比等于其之比。(3)1molO2的質(zhì)量是32g，體積是22.4L，ρ(O2)＝＝eq\f(32,22.4)g·L－1(列式不化簡，下同)。1molH2的質(zhì)量是2g，體積是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同溫同壓下，氣體的密度之比等于其之比。②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的密度＝g·L－1?！緟⒖即鸢浮肯嗟攘Ｗ訑?shù)體積體積粒子任何非氣體物質(zhì)的量Vm溫度壓強22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況氣態(tài)氣體非標(biāo)準(zhǔn)狀況非標(biāo)準(zhǔn)狀況同溫同壓1mol2moleq\f(1,2)物質(zhì)的量2mol摩爾質(zhì)量eq\f(m,V)eq\f(m,V)摩爾質(zhì)量eq\f(M,22.4)典例分析典例分析考點一：氣體摩爾體積【典例1】下列說法正確的是（）A．0.5molH2所占的體積為11.2LB．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，6.02×1023個分子所占的體積約是22.4LC．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol酒精的體積約為22.4LD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，28gN2體積約是22.4L【答案】D【解析】A．沒有說明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，故0.5molH2的體積不一定為11.2L，A錯誤；B．沒有說明6.02×1023個分子的聚集狀態(tài)，若為固態(tài)或液態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol分子所占體積不是22.4L，B錯誤；C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下酒精不是氣態(tài)，不能用氣體摩爾體積計算，C錯誤；D．N2的摩爾質(zhì)量為28g·mol-1，28gN2為1mol，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積約為22.4L，D正確；故選D。考點二：阿伏加德羅定律【典例2】在兩個相同體積的剛性容器中分別充入28gCO和N2氣體，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法不正確的是（）A．兩容器的壓強一定相等B．兩容器的密度一定相等C．兩容器所含的氣體分子數(shù)均為NAD．若保持常溫常壓下，則氣體的體積大于22.4L【答案】A【解析】A．兩個容器的體積相同，氣體的物質(zhì)的量相同，氣體的壓強還與溫度有關(guān)，由于溫度不知道，無法判斷壓強大小，故A錯誤；B．兩個容器的體積相同，氣體的質(zhì)量相同，由ρ＝可知，密度相同，故B正確；C．兩種氣體的物質(zhì)的量相同，均為1mol，則所含的氣體分子數(shù)均為NA，故C正確；D．溫度越高，氣體的體積越大，所以若保持常溫常壓下，則氣體的體積大于4L，故D正確。故選A。同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練一、單選題1．氧氣在一定條件下變成淡藍色液體，此過程中發(fā)生變化的是（）A．氧分子的體積 B．氧分子的間隔C．氧氣的化學(xué)性質(zhì) D．構(gòu)成氧分子的原子【答案】B【解析】氣體變成液體是指分子間的間隔改變。A．物質(zhì)的體積變小，但分子的體積不變，A錯誤；B．氧氣分子的間隔變小，B正確；C．該過程為物理變化，氧氣的化學(xué)性質(zhì)不變，C錯誤；D．構(gòu)成氧氣的原子還是氧原子，不變，D錯誤；故選B。2．下列敘述中，正確的是（）A．標(biāo)況下，1mol酒精的體積約為22.4L B．3.6gH2O中含有NA個水分子C．1mol/LNH4Cl中含有NA個Cl- D．1molNa+中含有6.02×1024個電子【答案】D【解析】A．標(biāo)況下，酒精不是氣體，1mol酒精的體積小于22.4L，A錯誤；B．3.6gH2O的物質(zhì)的量為0.2mol，含有0.2NA個水分子，B錯誤；C．沒有指明溶液的體積，不能確定微粒數(shù)，C錯誤；D．1molNa+中含10mol電子，有6.02×1024個電子，D正確；故選D。3．下列有關(guān)氣體摩爾體積的描述正確的是（）A．單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所占的體積就是氣體摩爾體積B．通常狀況下，氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾水的體積約為22.4L【答案】C【解析】A．單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積就是氣體摩爾體積，不能是物質(zhì)，A錯誤；B．應(yīng)是標(biāo)況下氣體摩爾體積是22.4L·mol-1，B錯誤；C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1，C正確；D．標(biāo)況下水不是氣體，故mol水的體積不是22.4L，D錯誤；故選C。4．下列說法正確的是（）A．氣體的摩爾體積為22.4L·mol-1B．1molH2的質(zhì)量是2g，它所占的體積是22.4LC．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L酒精的物質(zhì)的量為1molD．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol空氣的體積約為22.4L【答案】D【解析】A．氣體摩爾體積的數(shù)值并不是固定不變的，為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積，故A錯誤；B．1mol的質(zhì)量m=n×M=1mol×2g/mol=2g，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下它所占的體積約是22.4L，故B錯誤；C．氣體摩爾體積的適用對象是氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，酒精是液體，不能用來計算，故C錯誤；D．氣體的體積主要受溫度和壓強的影響，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，即在0℃和101kP的條件下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L，故D正確；答案選D。5．已知，時，，下列物質(zhì)的體積約為的是（）A．，時氣體 B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下C．常溫常壓下 D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下將和混合【答案】A【解析】A．已知，時，氣體的物質(zhì)的量為，則，時其體積約為，A正確；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣態(tài)，難以計算體積，B錯誤；C．標(biāo)準(zhǔn)狀況是、101kPa，常溫常壓是、101kPa，的物質(zhì)的量為，常溫常壓下其體積大于，C錯誤；

D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下將和混合所得為鹽酸、呈液態(tài)，難以計算體積，D錯誤；答案選A。6．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩個容積相同的儲氣瓶中分別盛有氧氣和甲烷，則兩瓶氣體具有相同的（）A．質(zhì)量 B．原子總數(shù) C．密度 D．分子數(shù)【答案】D【解析】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩個容積相同的儲氣瓶中分別盛有氧氣和甲烷，根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫、同壓、同體積時，氣體的分子數(shù)也相同，則兩瓶氣體具有相同的分子數(shù)。A．兩瓶氣體的分子數(shù)相同，但因為摩爾質(zhì)量不同，故質(zhì)量不同，A錯誤；B．分子數(shù)相同，但分子中的原子數(shù)不同，B錯誤；C．二者的相對分子質(zhì)量不同，密度不同，C錯誤；D．同溫、同壓、同體積時，氣體的分子數(shù)也相同，D正確；故選D。7．25℃、101kPa時，相同體積的、，不可能具有相同的（）A．分子數(shù)目 B．原子數(shù)目 C．質(zhì)子數(shù)目 D．質(zhì)量【答案】D【解析】A．同溫同壓相同體積的35Cl2、37Cl2，即具有相同的物質(zhì)的量，由N=nNA知，分子數(shù)與物質(zhì)的量成正比，兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，則分子數(shù)相等，故A錯誤；B．根據(jù)A知，二者分子數(shù)相等，都是雙原子分子，所以所含原子個數(shù)相等，故B錯誤；C．根據(jù)B知，所含原子個數(shù)相等，且35Cl、37Cl中質(zhì)子數(shù)相等，所以二者所含質(zhì)子數(shù)相等，故C錯誤；D．根據(jù)m=nM知，物質(zhì)的量相等時，質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比，二者的摩爾質(zhì)量分別是70g/mol、74g/mol，二者的摩爾質(zhì)量不等，所以其質(zhì)量不相等，故D正確；故選：D。8．下列關(guān)于阿伏加德羅常數(shù)NA的說法正確的是（）A．同溫同壓下，若CH4與NH3有相同的原子數(shù)，則它們的體積比為5∶4B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的SO3的質(zhì)量為80gC．18g重水(D2O)含有的電子數(shù)和中子數(shù)均為9NAD．0.5mol/L硫酸中含有的H+數(shù)目為NA【答案】C【解析】A．PV=nRT，同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，令甲烷物質(zhì)的量為amol、氨氣物質(zhì)的量為bmol，則有5a=4b，a:b=4:5，甲烷和氨氣體積之比為4:5，A錯誤；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下三氧化硫不是氣體，無法計算其質(zhì)量，B錯誤；C．18g重水的物質(zhì)的量為：18g20g/mol=0.9mol，含電子0.9mol10=9mol，數(shù)目為9NA，含中子0.9mol10=9mol，數(shù)目為9NA，C正確；D．溶液體積未知，無法計算氫離子數(shù)目，D錯誤；答案選C。9．下列敘述正確的是（）A．28gCO的體積為22.4LB．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1LHCl和1LH2O的物質(zhì)的量相同C．同溫同體積時，氣體的物質(zhì)的量越大，則壓強越大D．1mol任何物質(zhì)都含有6.021023個分子【答案】C【解析】A．28gCO物質(zhì)的量為1mol，由于所處溫度和壓強不清楚，因此無法計算氣體體積，故A錯誤；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，HCl是氣體，H2O是液體，因此不能根據(jù)阿伏加德羅定律得出兩者的物質(zhì)的量相同，故B錯誤；C．同溫同體積時，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，因此氣體的物質(zhì)的量越大，則壓強越大，故C正確；D．1mol任何物質(zhì)不一定都含有6.021023個分子，比如氯化鈉中沒有分子，故D錯誤。綜上所述，答案為C。10．一個密閉容器，中間有一可自由滑動的隔板(厚度不計)，將容器分成兩部分，當(dāng)左側(cè)充入，右側(cè)充入一定量的時，隔板處于如圖位置(保持溫度不變)，下列說法不正確的是（）A．左側(cè)與右側(cè)原子數(shù)之比為B．右側(cè)CO的質(zhì)量為5.6gC．右側(cè)氣體密度是相同條件下氫氣密度的14倍D．若改變右側(cè)CO的充入量而使隔板處于容器正中間，保持溫度不變，則應(yīng)充入【答案】B【解析】A．左右兩側(cè)氣體溫度、壓強相同，相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，左右體積之比為4：1，則左右氣體物質(zhì)的量之比為4：1，所以右側(cè)氣體物質(zhì)的量=×1mol=0.25mol，氣體分子數(shù)與物質(zhì)的量成正比，則左側(cè)與右側(cè)分子數(shù)之比為4∶1，每個氮氣分子、一氧化碳分子均含有2個原子，故左側(cè)與右側(cè)原子數(shù)之比為，故A正確；B．右側(cè)CO的質(zhì)量為28g/mol×0.25mol=7g，故B錯誤；C．相同條件下密度之比與摩爾質(zhì)量成正比，則右側(cè)氣體密度是相同條件下氫氣密度的28g/mol÷2g/mol=14倍，故C正確；D．相同條件下氣體體積與物質(zhì)的量成正比，隔板處于容器正中間時，左右兩側(cè)氣體的物質(zhì)的量相等，則需要再充入CO的物質(zhì)的量為：1mol-0.25mol=0.75mol，故D正確；故選B。二、計算題11．回答下列問題：(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO和CO2的混合氣體共39.2L，質(zhì)量為61g，則兩種氣體的物質(zhì)的量之和為_______mol，其中CO2為_______mol，CO占總體積的_______，混合氣體的摩爾質(zhì)量為_______。(2)同溫同壓下，同體積的甲烷(CH4)和二氧化碳中，所含分子數(shù)之比為_______，物質(zhì)的量之比為_______，原子數(shù)之比為_______，質(zhì)量之比為_______，密度之比為_______。(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4gH2、11.2LO2、1molH2O中，所含分子數(shù)最多的是_______，原子數(shù)最多的是_______，質(zhì)量最大的是_______，體積最小的是_______?！敬鸢浮?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)混合氣體物質(zhì)的量==1.75mol；則混合氣體的摩爾質(zhì)量M==34.9g·mol?1；設(shè)混合氣體中CO、CO2的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則有，解得x=1.0，y=0.75，V(CO)=1.0mol×22.4L/mol=22.4L，故CO占總體積的分數(shù)為；(2)同溫同壓下，同體積的CH4和CO2具有相同數(shù)目的分子，即分子個數(shù)比為1：1，兩者物質(zhì)的量也相等，即物質(zhì)的量之比為1:1，故原子個數(shù)之比為(1×5):(1×3)=5∶3，質(zhì)量比為摩爾質(zhì)量之比16∶44=4∶11，密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，為4∶11；(3)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為2mol、0.5mol、1mol，物質(zhì)的量最大的，分子數(shù)最多，故所含分子數(shù)最多的是H2；三種物質(zhì)所含原子的物質(zhì)的量分別為4mol、1mol、3mol，故原子數(shù)最多的是H2；三種物質(zhì)的質(zhì)量分別為4g、16g、18g，故質(zhì)量最大的是H2O；因在標(biāo)準(zhǔn)狀況下只有水不是氣體，故體積最小的是H