【创新设计】高一化学人教版必修1学案：1.2.2 气体摩尔体积 Word版含答案[ 高考]

第2课时 气体摩尔体积
[学习目标定位] 1.知道确定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。

2.知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。

3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。

2．上表所得结论及其原因分析： 物质的体积与很多因素有关，主要有：①________________；②____________________；③______________________等。

(1)根据上表数据可知，1 mol 固体、液体的体积在同一温度下是________的，其主要原因是：________________而言，含有的粒子数目________，因此，物质体积的大小主要取决于________________________和________________。

粒子之间的____________是非常小的，所以其体积主要决定于粒子的________。

但因为粒子大小是不相同的，所以1 mol 不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。

(2)根据上表数据可知，0℃、101 kPa(标况)时1 mol O 2和1 mol H 2的体积________，原因是：对________________________________来说，含有的粒子数目________，且气体分子间的________要比分子本身的________大很多倍，故气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。

而在同温、同压下，任何气体________________可以看成是相等的，因此1 mol 气体的体积是相等的。

且在标准状况下，1 mol 任何气体所占的体积都约为22.4 L 。

知识点一 气体摩尔体积
[探究活动]
1．气体摩尔体积是______________________________，符号是________，单位是
________。

标准状况下，气体摩尔体积约为________。

对于气体摩尔体积的理解，应注 意以下几点：
(1)气体摩尔体积的适用范围是________。

在________下，1 mol________所占的体积约是
22.4 L 。

(2)气体的体积与温度、压强有关。

相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体
体
积________；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积________。

(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于________________。

如0.3 mol H 2与0.7 mol O 2的混合气在标准状况下的体积约为________。

(4)1 mol 气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L ，也可能不是22.4 L 。

2．标准状况下，气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n ＝________________________ ②气体的摩尔质量M ＝________________________ ③气体的分子数N ＝__________________________ ④气体的质量m ＝n ·M ＝______________________ [归纳总结]
1．标准状况下的气体摩尔体积
2．计算公式n ＝m M ＝N N A ＝V
22.4
(标准状况)
[迁移应用]
1．下列叙述正确的是( )
A ．1 mol 任何气体的体积都为22.4 L
B ．1 mol 任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C ．标准状况下，1 mol 水所占的体积是22.4 L
D ．标准状况下，22.4 L 的任何气体的物质的量都是1 mol 2．设N A 代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( ) A ．在常温常压下，11.2 L Cl 2含有的分子数为0.5N A B ．在常温常压下，1 mol 氦气含有的原子数为N A C ．32 g 氧气含原子数为N A
D ．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同 理解感悟 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，1 mol H 2的体积不是22.4 L 。

(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H 2O 、酒精、SO 3等不是气体。

(3)将1 mol 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L·mol
－1。

知识点二 阿伏加德罗定律 [探究活动]
1．判断下列说法的正误
(1)标准状况下，1 mol 任何气体的体积约是22.4 L( )
(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同( ) (3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的粒子数( ) 2．电解水产生的气体的体积与其物质的量之间的关系
(1)阿伏加德罗定律：____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

3．在体积相同的两个密闭容器中分别充满O 2、O 3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 ．O 2比O 3的质量小
C ．两种气体的分子数目相等
D ．两种气体的氧原子数目相等
4．两个体积相同的密闭容器一个盛有氯化氢，另一个盛有H 2和Cl 2的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的( )
①质量 ②密度 ③分子总数 ④原子总数
A ．①②
B ．②④
C ．③④
D ．①③
理解感悟 气体各种量之间的比较是本单元乃至中学化学概念中的一个重点。

比较时，一要审准状态，二要把握定律适用的前提与条件，三要对延伸量要计算准确。

1．气体摩尔体积
概念是________________________________；表达式是_________；单位是 ________________；标准状况下与m 、N 、V 之间的换算关系是_________。

2．阿伏加德罗定律的适用范围仅限于________，内容要点是“三同定一同”，即 ______________________。

气体摩尔体积是________________的特例。

第2课时 气体摩尔体积
课前准备区
1．56 10 18.0 98 相同条件下1 mol 固体、液体的体积差别较大 32 22.42 相同条件下，1 mol 气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 L
2．①物质的粒子数目 ②粒子的大小 ③粒子之间的距离
(1)不同 对1 mol 固体和液体 相同 构成物质粒子的大小 粒子之间的距离 距离 大小 (2)相等 1 mol 气体 相同 距离 体积 粒子之间的距离
课堂活动区 知识点一 探究活动
1．单位物质的量的气体所占的体积 V m L·mol －1 22.4 L·mol －
1 (1)气态物质 标准状况 气体 (2)越大 越大 (3)混合气体 22.4 L
2．①V 22.4 mol ②V m ·ρ＝22.4ρ g·mol －
1 ③n ·N A ＝V 22.4·N A ④V 22.4·M g
迁移应用
1．D [A 项没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；B 项没有指明该物质的状态，错误；C 项水在标准状况下不是气体，错误；D 项是对气体摩尔体积概念的应用，正确。

]
2．B 知识点二 探究活动
1．(1)√ (2)√ (3)√
2．O 2 H 2 1∶2 1.6 0.05 0.2 0.1 1∶2 物质的量 归纳总结
(1)相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子 (2)V 1V 2＝n 1n 2 p 1p 2＝n 1n 2 m 1m 2＝M 1M 2 ρ1ρ2＝M 1M 2 p 1p 2＝V 2V 1 迁移应用
3．D [由题意知O 2与O 3的质量相等，所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。

即：
n (O 2)∶n (O 3)＝M (O 3)∶M (O 2)＝3∶2 由阿伏加德罗定律推论可知
A ：两种气体的压强之比为3∶2，A 不对；
B ：二者的质量相等，B 不对；
C ：两种气体的分子数目N (O 2)∶N (O 3)＝n (O 2)∶n (O 3)＝3∶2，C 不对；
D ：两种气体的氧原子数目为N (O 2)∶N (O 3)＝n (O 2)×2∶n (O 3)×3＝6∶6相等，故D 对。

] 4．C [同温同压下两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因HCl 、H 2、Cl 2都是双原子分子，故原子总数也相同，质量、密度不一定相同。

] 课堂小结
1．单位物质的量的气体所占的体积 V m ＝V n L·mol －
1 n ＝m M ＝N N A ＝V 22.4
2．气体 三个同条件下分子数才能相同 阿伏加德罗定律 课后练习区 1．B 2.A
3．D [温度相同，但是压强不一定相同，5.6 L CO 2和5.6 L O 2就无法比较分子数的多少，更没有办法比较氧原子数。

]
4．B [常温、常压下的气体摩尔体积是未知数，无法求出分子数，A 错误；标准状况下，1 mol 任何气体的体积都约为22.4 L ，其分子数为N A ，B 正确；标准状况下，H 2O 为液体，所以C 不正确；未指明标准状况，所以D 不正确。

]
5．B [12 g H 2的物质的量为6 mol ，则N 2的物质的量也为6 mol ；6 mol N 2的质量为168 g ；体积为134.4 L(标准状况)；分子数为3.612×1024。

故应选B 。

]
6．B [在同温同压下，气体的物质的量越大，气体所占的体积就越大，对等质量的气
体，其相对分子质量越小，气体的物质的量越大(n ＝m
M
)。

]
7．C [摩尔质量的单位是g·mol －1，排除A 、D 两项，二者分子数相同则物质的量相同(0.5 mol)，由此计算可得C 项。

]
8．D [n ＝8.8 g
44 g·mol －1
＝0.2 mol ，
V m ＝4.9 L 0.2 mol
＝24.5 L·mol －1。

]
9．A [m g 气体的物质的量为b N A mol ，则 n g 气体的物质的量为bn
mN A
mol ，则n g 气
体的体积为22.4nb
mN A
L 。

]
10．C [根据阿伏加德罗定律知，同温同压同体积，则物质的量相等，物质的量相等则碳原子数相等，但其质量和密度不相等。

]
11．(1)B ∶A B ∶A A ∶B (2)A ∶B 1∶1
解析 根据阿伏加德罗定律的推论进行分析判断。

12．19 6.72 L 2.8 g
解析 混合气体的物质的量为 8.96 L 22.4 L·mol －1
＝0.4 mol ，M ＝m n ＝7.60 g 0.4 mol ＝19 g·mol
－1，平均相对分子质量为19，设CO 的物质的量为x ，则有：
7．60 g ＝x ×28 g·mol －1＋(0.4 mol －x )×16 g·mol －1，求得x ＝0.1 mol 。

n (CH 4)＝0.3 mol ，V (CH 4)＝6.72 L ， m (CO)＝0.1 mol ×28 g·mol －1＝2.8 g 。

13．(1)672 mL (2)76 g·mol －
1 (3)碳 硫
解析 (1)由题示方程式：XY 2(l)＋3O 2(g)===XO 2(g)＋2YO 2(g)，可知，该反应是一反应前后气体分子数不变的反应，即反应前后气体体积相同。

因反应物中的XY 2为液态，故反应前O 2的体积为672 mL 。

n (O 2)＝672×10－3
22.4
mol ＝0.03 mol 。

(2)因XY 2与O 2恰好完全反应，且它们的物质的量比为1∶3(由方程式知)，故XY 2的物质的量为0.01 mol 。

又因反应后的气体为672 mL ，密度为2.56 g·L －1，则反应后气体总质量为m ＝ρV ＝2.56×672×10－3 g ＝1.72 g
根据质量守恒定律
m (XY 2)＝1.72－m (O 2)＝1.72－0.03×32＝0.76 g
M (XY 2)＝0.76 g
0.01 mol ＝76 g·mol －1
(3)由题意：
⎩⎪⎨⎪
⎧
M (X )＋2M (Y )＝76 g·mol －1M (X )2M (Y )＝3
16
解得⎩
⎪⎨⎪⎧
M (X )＝12 g·mol －1M (Y )＝32 g·mol －1
即X 为碳，Y 为硫。

14．(1)5 5 (2)a －10
20－a
(3)10<a<20
解析 因2CO ＋O 2=====点燃
2CO 2,2H 2＋O 2=====点燃
2H 2O ，不论CO 与H 2以何种比例混合，消耗的O 2总是5 L ，余下的O 2总是10 L 。

(1)题中燃烧后恢复原状时，水为液体，气体体积为15 L ，则CO 2为15 L －10 L ＝5 L ，由碳原子守恒得原CO 为5 L ，则V (H 2)＝10 L －5 L ＝5 L 。

(2)剩余气体为a L ，则CO 2为(a －10) L ，CO 为(a －10) L ，H 2体积为[10－(a －10)]L ，即(20－a) L 。

(3)假设起始气体全部是CO 时，a 为最大值；全部是H 2时，a 为最小值。

a 为最大值时生成10 L CO 2，剩余10 L O 2，所以a 为20；a 为最小值时只剩余10 L O 2，所以10<a<20。