气体摩尔体积 人教版

1、气体摩尔体积【学习目标】1了解气体的体积与温度和压强的关系，了解气体摩尔体积的概念2了解阿伏加德罗定律及其推论3会用气体摩尔体积进行有关计算【学习障碍】一、理解障碍1气体的体积与温度和压强的关系2气体摩尔体积的概念3阿伏加德罗定律及其推论二、解题障碍1有关摩尔体积的推断与计算2有关阿伏加德罗定律的推论3有关气体体积的计算【学习策略】一、理解策略1层析法理解气体摩尔体积的概念单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积（符号Vm）准确理解此概念须注意以下几点：（1）从气体摩尔体积的概念可抽象气体摩尔体积的公式即：Vm（或nB）（2）概念中“单位物质的量”可以是1 mol，也可以是1 mmol或1

2、kmol等（3）气体摩尔体积不是“体积”，单位不是体积单位L、m3等，其常用单位为：L·mol1，其SI单位为：m3·mol1（4）标准状况下，气体的摩尔体积（Vm，0）约为22.4 L·mol1气体分子式量越大，一般误差越大（5）Vm，0与Vm不一定相等2发散法认识阿伏加德罗定律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，这个规律叫做阿伏加德罗定律准确理解阿伏加德罗定律要注意以下几点（1）使用范围：阿伏加德罗定律的使用范围是气态物质，可以是单一气体，也可是混合气体（2）表述方式：阿伏加德罗定律的特征是“四同”同温、同压、同体积、同分子数，其中三

3、个量相同，第四个量必相同即阿伏加德罗定律可以有四种表述方式：a当、p、（或n）相同时，V必相同b当、p、相同时，N（或n）必相同c当、（或n）相同时，p必相同d当p、（或n）、V相同时，T必相同（3）推论：阿伏加德罗定律主要有以下几种推论：同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，也等于分子数之比，即：同温同体积的气体，压强之比等于物质的量之比，也等于分子数之比即：同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，也等于式量之比即：同温同压同体积的气体，密度之比（或摩尔质量之比，式量之比）等于质量之比即：同温同压同质量的气体，体积与摩尔质量（或式量）成反比即：同温同压同质量的气体，压强与摩尔质量（

4、或式量）成反比即：二、记忆策略1类比法记忆密度、摩尔质量及气体摩尔体积的关系气体物质的密度可以是质量与体积的比，也可以是摩尔质量与摩尔体积的比即：2归纳法记忆有关物质的量的公式归纳起来，学过的可计算物质的量的公式主要有：3公式法记忆气体的体积与温度和压强的关系一般说来，体积与压强的关系，可用下列两个公式分别表述：（1）（2）pVnRTRTRT式中R为常数，p为气体压强，V为气体体积，n为气体物质的量，T为气体绝对温度；国际单位制中，R8.314 J·mol1·K1三、解题方法例1下列叙述中,正确的组合是一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定一定温

5、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不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同一定温度和压强下，各种气体的物质的量决定了它们的体积ABCD解析：（排除法）本题是对影响气体体积因素的考查从微观来看，影响物质体积的因素有三个：（1）构成物质的粒子数多少；（2）粒子的大小；（3）粒子间的距离固体和液体的分子间距离较小，其体积主要是由（1）决定的；气体分子间距离较大，其体积主要是由（1）（3）决定的；气体分子间的距离比气体分子本身的直径大的多，一般在10倍左右，即：对同一种物质而言，V（g）1000V（l）1000V（s）则本题中，不正确，备选项中有者不可选，A、C被排除正

6、确，因已言明是气体，且温度压强一定，即分子间距离已定，则气体的体积大小只能由气体的分子数多少所决定这样备选项中，无不可选D被排除由此已知答案为B下面给出对、两项的分析：不正确因为指代不明，即不知道气体存在的条件，若有前提：同温同压，则此说法正确正确原因同答案：B例2将体积比为32的二氧化碳和二氧化硫混合均匀，并升温到120，则混合气体的平均摩尔质量为A52 g·mol 1B44 g·mol 1C42 g·mol 1D66 g·mol 1解析：通常，本题有两种解法，公式法和中间值法方法1（公式法）：由混 总得：混52 g·mol1方法2（中间值法

7、）：因为混合气体为CO2和SO2的混合物，所以下列关系成立：44 g·mol1M（CO2）混M（SO2）64 g·mol1观察备选项，只有混52 g·mol1符合题意答案：A评注：本题给出的温度只是一个干扰项温度的高低对混合气体的平均摩尔质量及纯净物的摩尔质量无影响例3设阿伏加德罗常数的符号为，标准状况下，某O2和N2的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合物在相同状况下所占的体积（L）应是A L·mol1B L·mol1C L·mol1D L·mol1解析：通常，本题有两种解法，计算法和推断法方法1（计算法）：n g该

8、混合物在相同条件下的分子数、物质的量、体积分别是×n gn22.4 L·mol1·方法2（推算法）：所求体积应是nm，则D首先被淘汰；当质量相同时物质的量n，所求体积与N成反比，C被淘汰；所求体积与质量成正比：质量越大体积越大，这样B项被淘汰答案：A评注：虽然计算法更符合初学者的传统思维习惯，但推断有时是更好的解题方法本题备选项中单位为“L· mol1”看似错误，但各备选项nA中都隐藏着一个单位，即mol1，“L·mol1”与“mol1”的运算结果要为“L”，nA必须在分母中，由此也可排除C、D选项例4取一定质量的碳铵，置于真空中，加热使其完全

9、分解，反应放出的热量使生成物都成为气体试通过计算求出所得气体混合物的平均式量解析：（守恒法等）题设条件下发生的反应为：NH4HCO3NH3H2OCO2显然，反应生成的NH3、H2O（g）、CO2气体的物质的量相等，都等于反应物NH4HCO3的物质的量即：n（NH3）n（H2O）n（CO2）n（NH4HCO3）为了方便计算，设参加反应的NH4HCO3为1 mol，则反应后生成气体的总物质的量为：n总（生成气体）n（NH3）n（H2O）n（CO2）3 mol根据质量守恒定律可知：反应前后物质的质量不变，则：m总（生成气体）m（NH4HCO3）79 g·mol1×1 mol 79

10、 g最后，根据公式：n可求得M： 26 g·mol1答案：26 g·mol1评注：就解题方法而言，本题解析过程中用到的有：设“1”法、守恒法和公式法今后在很多题目中常会出现多种方法混合使用的情况例5求出下面物质的物质的量（1）3.20 g H2SO4（2）360.0 mL 氮气和氧气的混合物（标准状况）（3）9.23×1024个负电子解析：（1）根据公式n得：n（H2SO4） 0.0327 mol（2）根据公式n得：n混n（N2）n（O2）0.0161 mol（3）根据公式n得：n（e）15.3 mol答案：（1）0.0327 mol（2）0.0161 mol（3

11、）15.3 mol例6某混合气体中各物质的质量分数分别是氢气为72%，一氧化碳为28%，计算此混合气体的平均摩尔质量解析：（赋值法）为方便计算，取混合物100 ，则n（H2）36 mon（CO）1.0 mo2.7 ·mo1答案：混合气体的平均摩尔质量为2.7 ·mo1例7在10时，有体积为3 L和1 L的容器，如图31所示图中左右两容器内分别充入氢气和氧气，压力各为p1和p2开启阀门，点燃，反应后将气体冷却至原温度试求：图31（1）在10时，反应前在p1下氧气的体积是_（2）在10时，反应后容器内压强为p，则下列说法一定正确的是_Ap1pBp2pCpD无法确定解析：（1）由

12、题意，反应前后，气体的温度相等，即T1T2,所以下式成立：p1V1p2V2由此可得：V1 L即p1下，O2的体积是 L（2）发生的反应为：2H2O22H2O在10时，水为液体，反应后容器内气体分子总数减少，由pVnRT可知，压强变小，则pp1或pp2，即二者只具其一，不能确定，但p是正确的答案：（1） L （2）C例8为了测定某烷烃样品（丁烷，并含少量丙烷等气态烃）的平均式量，设计了下面的实验：取一个配有合适胶塞的洁净、干燥的锥形瓶，准确称量，得到质量m1往锥形瓶中通入干燥的该烷烃样品，塞好胶塞，准确称量，重复操作，直到前后两次称量结果基本相同，得到质量m2往锥形瓶内加满水，塞好胶塞，称量得到

13、质量m3已知实验时的温度t（K）,压强p（kPa），水的密度水（g·L1）,空气的平均式量29.0、密度空气（g·L1）回答下列问题：（1）本实验的原理是（具体说明）什么？（2）步骤中为什么要重复操作，直到前后两次称量结果基本相同？（3）具体说明本实验中怎样做到每次测量都是在相同体积下进行的？（4）本实验中收集气体样品的操作，可选用的方法是（填图中标号）_图32（5）锥形瓶内空气的质量（m空气）是_（列出算式）（6）瓶中样品的质量（m样品）是_（列出算式）（7）由实验测得烷烃的平均式量是_（列出算式）解析：考查学生对阿伏加德罗定律的理解程度，同时考查学生对一些最基本的实验操

14、作目的和方法是否掌握和理解根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，同体积的各种气体都含有相同的分子数所以同温、同压下，两种同体积的不同气体的质量之比（）等于它们的相对分子质量之比（），这样，如果已知其中一种气体的相对分子质量，就可以测定另一种气体的相对分子质量本实验是在同温、同压下，分别测定同体积含杂质的丁烷气和空气的质量（m样品、m空气）来求得样品气的平均相对分子质量（M样品）为了保证锥形瓶内的空气完全被排出，并充满样品气，本实验中采取了化学分析（如酸碱滴定）中常用的测平行数据的方法，即重复操作，直到两次称量结果基本相同为止在实验中，为了保证每次测量都是在相同体积（V瓶）下进行的，最简单的做法是，

15、在第一次称量前，塞好胶塞后，在瓶口处的胶塞上做一记号，以后每次测量，胶塞塞入瓶口的位置都以此为准由于本实验要求准确称量锥形瓶中样品的质量，因此样品气必须是干燥的，不能选排水集气法收集又因为样品气体比空气重，所以只能选用向上排气法来收集样品气，而必须把导管插入瓶底才能把瓶内的空气赶尽在实验中：m1m瓶m空气，m2m瓶m样品，m3m瓶m水，得m3m1m水m空气因为m水m空气所以m水m3m1（小量忽略法）所以V瓶m空气空气×得 m样品（m2m1）m空气因为 所以M样品M空气×29.0×答案：（1）根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，两种同体积的不同气体的质量之比等于它们的

16、相对分子质量之比（2）为了保证瓶内空气已完全被排出，并充满了样品气（3）第一次称量前，锥形瓶塞紧胶塞后，在瓶口处的胶塞上做一记号，以后每次测量，胶塞塞入瓶口的位置都以此为准（4）D（5）×空气（6）（m2m1）m空气或答：（m2m1）×空气（7）29.0×或答：29×29.0；29.0××29.0【同步达纲练习】1判断下列叙述哪项正确A标准状况下，1 mo任何物质的体积都约为22.4 LB1 mo气体的体积约为22.4 LC1 mo氖气和1 mo氧气体积相同D标准状况下，1mo氧气和氮气混合气（任意比）的体积约为22.4 L2nmo2

17、和mo14CO（相对分子质量：30）相比较，下列叙述中正确的组合是在同温同压下体积相等在标准状况下质量相等在同温同压下密度相等分子数相等ABCD3标准状况下与2 氦气所占体积相同的是 Ar（He）4A2H2B0.25mo2C3.01×1023个CO分子D0.56CH44在标准状况下，将1.4 g氮气，1.6 g氧气，4.0 g氩气混合，所得混合气体的体积是A0.45 LB0.34 LC0.90 LD0.67 L5氧气的摩尔质量为32.0 g·mol1，则由此求出得到标准状况下氧气的密度可能是A1.5 g·L1B1.43 g·L1C1.293 g·

18、;L1D1.2 mg·L16已知某混合气体中氧气的体积分数为21.0%，氮气的体积分数为78.0%，其余为二氧化碳，则该混合气体的平均式量为A29.0B27.8C46D36.87加热，使碳酸氢钠固体发生分解反应，收集得到的气体，保持120的温度和101 kPa的大气压，则该气体的平均式量为A31B48C16D无法确定8下列说法正确的是A摩尔体积就是指1 mol物质的体积，这物质可以是气体、液体，也可以是固体，或它们的混合物B任何情况下，气体的摩尔体积都约是22.4 LC压强一定时，温度与气体的摩尔体积成正比，温度改变，气体的摩尔体积也会随之改变D标准状况下，O2的摩尔体积约是22.4

19、 L·mol1，100时，O2的摩尔体积也有可能是22.4 L·mol19下列说法中，正确的组合有标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例阿伏加德罗定律及其推论可由克拉珀龙方程推出相同状况下的不同气体，摩尔质量越大，其摩尔体积相对较小已知气体的摩尔质量，可求其标准状况下的密度ABCD全部10依照阿伏加德罗定律，下列叙述中正确的是A同温同压下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比B同温同压下，两种气体的物质的量之比等于密度之比C同温同压下，两种气体的摩尔质量之比等于密度之比D同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比11标准状况下，8.5 某气体占有体积为5.6

20、 L，则此气体摩尔质量为_已知此气体中含有H元素，则：（1）当该气体中只含有两种元素时，该气体的化学式可以是_或_（2）当该气体中只含有三种元素时，该气体可以是_12现有等质量的下列物质：NH SO3 H2SO4 CH NO H2O2其电子数由多到少的顺序是_（填编号）13在一定条件下，Cl2与NH4Cl发生如下反应：x Cl2y NH4Cly NClx（xy）HCl当消耗6.72 L Cl2（标准状况）时，生成NClx 0.100 mol，则x的数值为_14在一定的温度和压强下，4体积某气态化合物X完全分解后产生1体积气体A4和6体积气体B2试回答：（1）X的化学式为_（以含A、B的式子表示

21、）（2）该分解反应的化学方程式为_15一定量的液态化合物XY2在一定量的氧气中恰好完全燃烧，化学方程式为：XY2（l）3O2（g）XO2（g）2YO2（g）冷却后，在标准状况下测得生成物的体积为672 mL，密度为2.56 g·L1，则：（1）反应前O2的体积是_，XY2的质量是_（2）化合物XY2的摩尔质量是_（3）若XY2分子中X、Y两元素的质量比为316，则X、Y两元素分别是_和_16A、B两种常见金属的相对原子质量之比是89将两种金属单质按物质的量之比为32组成1.26 g混合物将此混合物与足量稀H2SO4反应，放出1.344 L标准状况下的H2若这两种金属单质在反应中生成H

22、2的体积相等，则A的相对原子质量为_，B的摩尔质量是_17实验室可以用图33所示仪器连接起来制备纯净的二氧化碳并测定其相对分子质量图33现有含少量硫化亚铁的大理石和盐酸反应制备二氧化碳气体，实验步骤如下（已知：H2SCuSO4CuSH2SO4；FeS2HClFeCl2H2S）（1）将橡皮塞B塞在A烧瓶口，并用橡皮筋套在烧瓶的瓶颈处以标记橡皮塞所塞入瓶颈的深度，准确称其质量为m1 g（2）连接制备和净化气体的装置，其连接顺序是：_接_，_接_，_接_，_接_（CuSO4可除去H2S气体）（3）将导管G插入烧瓶A中用向_（填“上”或“下”）排空气法收集二氧化碳气体；检验二氧化碳气体已经充满烧瓶的方

23、法是_若经检验，二氧化碳气体已经充满烧瓶，迅速用橡皮塞塞好烧瓶瓶口，并称其质量为m2 g（4）将烧瓶口橡皮塞取下，向烧瓶内注水至标记线，再将水小心地倒入量筒，测量出水的体积为V1 mL，将该体积换算成标准状况时的体积为V2 mL请写出二氧化碳相对分子质量的计算式_若不将气体净化和干燥，所测定的二氧化碳相对分子质量的数值将会_（填“偏高”或“偏低”），其理由是_18已知某混合气体的体积百分组成为80.0% CH4、15.0% C2H2和5.00% C2H6请计算0.500 mol该混合气体的质量和标准状况下的密度（g·L1）参考答案【同步达纲练习】1解析：（概念判定法）通过气体摩尔体积

24、的概念，我们认为：标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L；但不含固体和液体，因而A不正确；还必须是标准状况，所以B不正确应该说，1 mol氖气与1 mol氧气在相同条件下体积是相同的，但这里并没有指出是何温度与压强，故C不正确答案：D2D3解析：依照阿伏加德罗定律，标准状况下，相同物质的量的气体，所占体积相同n（He）0.5 moln（H2） 1 mol,A不可选n（N2）0.25 mol,B不可选n（CO）0.5 mol,C可选n（CH4）0.035 mol,D不可选答案：C4解析：（公式法）由得：n（N2）0.050 moln（O2）0.050 moln（Ar）0.10 m

25、oln总0.050 mol0.050 mol0.10 mol0.20 mol再根据n得，标准状况下混合气体的总体积：V总n总×Vm，00.20 mol×22.4 L·mol10.45 L答案：A评注：测量结果显示，有约1/4左右应试者误选B，是误以氩气分子为双原子分子的结果5解析：（公式法）由得：（O2）1.43 g·L1答案：B6解析：（赋值法）已知，同温同压下，气体的体积比等于物质的量比，所以气体的体积分数可以看作是气体的物质的量的百分含量为方便计算，取混合物100 mol，则由M得：29.0 g· mol1（或28.9 g·mo

26、l1）答案：A评注：通过此题，可以总结出一个已知混合物中气体的体积分数和混合气体的组成，求混合气体平均摩尔质量的公式即：MA·AMB·BMC·C式中，MB为气体B的摩尔质量，B为气体B的体积分数，且：ABC100%7解析：（中间值法）题设条件下，反应方程式为：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2收集到的气体为H2O（g）和CO2的混合物，混合物的平均式量应介于18和44之间，排除选项B、C，又由，所以，所以排队除选项D答案：A8解析：A不正确，错误有二：（1）摩尔体积是对气体而言的，是气体的摩尔体积，不是固体或液体的摩尔体积，更不是三态混合物的摩尔体积，但可以是

27、单一气体的摩尔体积，也可以是混合气体的摩尔体积（2）气体摩尔体积是单位物质的量气体所占的体积，而单位物质的量可以是1 mol，也可以是1 kmol或1 mmol等故不可将其理解为1 mol 气体所占的体积B不正确，错误有二：（1）一般说来，标准状况下气体的摩尔体积约是22.4 L·mol1，条件改变，Vm也会发生改变；如升高温度、减小压强，则Vm22.4 L·mol1，降低温度、增大压强，则Vm22.4 L·mol1（2）气体摩尔体积不是气体体积，单位不是L，而是L·mol1等由上分析，可知C正确D正确如，温度升高到100，1 mol O2的体积大于22

28、.4 L，再适当增加压强，仍可使1 mol O2的体积等于22.4 L答案：CD9解析：（排除法）正确因为标准状况下的气体摩尔体积是指0，101 kPa，1 mol 任何气体的体积都约是22.4 L即温度（0），压强（101 kPa），物质的量（1 mol）相同时，不同气体的体积大致相同（约是22.4 L）这样，备选项中，无不可选B、C被排除比较A、D选项，差别在，只须对作出分析便得答案正确由密度公式可知：,在标准状况下，Vm22.4 L·mol1,若知m，则可求这样，备选项中无不可选，A被排除答案：D评注：本题具有一定难度，不用排除法的确不好解决尤其是,现在我们所学知识还不能予以解

29、释它是正确的，至于为什么，答案在学习第五章时会浮出水面，现在，我们可先记住这个结论下面给出的分析：正确将p1V1n1RT1与p2V2n2RT2两式相除得：，由此可见，p、V、n、T中四个物理量中有三组相同时，另一组必然相同，这就是阿伏加德罗定律再根据n ，也可将阿伏加德罗定律的推论推出10解析：本题通常有两种解法，一是定律法，二是公式法下面分别给出分析方法1（定律判定法）：根据阿伏加德罗定律：同温同压下的两种气体，若体积相同，则物质的量相同，即体积比等于物质的量之比，当质量相同时物质的量与摩尔质量成反比（n），体积比等于摩尔质量的反比，A选项不正确同温同压下，气体的物质的量取决于气体的体积或质

30、量，与气体的密度没有必然的联系，B选项错误根据阿伏加德罗定律，同温同压下的两种气体，若体积（V）相同，则物质的量（n）相同，即与n（或与）成正比，则与M成正比C选项正确根据阿伏加德罗定律，同温同体积下的两种气体，同压强，则必同物质的量，即压强之比等于物质的量之比，D选项正确方法2（公式法）：根据pnRTRT，下面逐项分析：AT1T2，p1p2，则即：·，可见A不正确Bn，则··，由于，所以，即物质的量与密度无关B选项错误CpnRTRTRTpRT因为p1p2，T1T2,所以，C选项正确D由pnRT得因为T1T2，12，所以,D选项正确答案：CD11解析：（公式法）由

31、n得：M34 g·mol1（1）因为M（H2S）M（PH3）34 g·mol1，所以该气体的化学式可以是H2S或PH3（2）当该气体含有三种元素时，该气体可以是H2S和PH3的混合物（其他答案合理也给分）答案：34 g·mol1（1）H2SPH3（2）H2S和PH3的混合物评注：注意，本题题干中所求为摩尔质量，摩尔质量是有单位的，若只写出34，不正确12解析：（设“1”法）为方便计算，各取1 g物质，求其所含电子的物质的量n1（e）×100.56 moln2（e） ×40 0.50 moln3（e） ×50 0.51 moln4（e）

32、 ×10 0.59 moln5（e） ×32 0.52 moln6（e） ×18 0.53 mol可见题列6种物质所含电子数由多到少的顺序是：答案：13解析：（公式法/讨论法）n（Cl2）0.300 mol由于反应物（或生成物）的物质的量之比等于化学计量数之比，所以：n（Cl2）n（NClx）0.300 mol0.100 mol31xy讨论可知x3，y1符合题意答案：314解析：题中给出的已知条件和关系有两个：一是根据生成物的分子式A4、B2可知它们分别是4原子分子和2原子分子；二是在相同条件下各种反应物和生成物的体积由此可知它们的体积比为416根据阿伏加德罗定律

33、，这个体积比就是反应物和生成物之间分子数目之比根据以上分析和质量守恒定律，可得答案答案：（1）AB3（2）4AB3A46B215解析：（守恒法）（1）由化学方程式知，反应前后气体的化学计量数之和都是3，则反应前气体的体积，即O2的体积等于生成物的体积，为672 mL根据密度公式得：mV，则m（XO2）m（YO2）0.672 L×2.56 g·L11.72 g由于m（O2）n（O2）·m（O2）×32.0 g·mol10.960 g根据质量守恒定律得：m（XY2）m（XO2）m（YO2）m（O2）1.72 g0.960 g0.76 g（2）N（O2）0.0300 mol根据方程式中XY2与O2的计量关系得：n（XY2）n（O2）0.0300 mol&#