第一章 第二节 第2课时 气体摩尔体积

第2课时 气体摩尔体积

一、气体摩尔体积

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．图解气体摩尔体积

3．标准状况下气体体积的计算

(1)计算关系

①气体的物质的量n ＝V 22.4

mol ； ②气体的摩尔质量M ＝V m ·ρ＝22.4ρ g·mol －

1； ③气体的分子数N ＝n ·N A ＝V 22.4·N A

； ④气体的质量m ＝n ·M ＝V 22.4

·M g 。 (2)计算填空

34．0 g 氨气的物质的量是________，标准状况下氨气的体积是________，所含的氨气分子数是________。 答案 2.0 mol 44.8 L 1.204×1024

解析 根据气体相关计算公式n ＝m M ＝N N A ＝V 22.4(标准状况)可知：n (NH 3)＝34.0 g 17 g·mol －1

＝2.0 mol 。V (NH 3)＝n (NH 3)·V m ＝2.0 mol ×22.4 L·mol －1＝44.8 L 。

N (NH 3)＝n (NH 3)·N A ＝2.0 mol ×6.02×1023 mol －1＝1.204×1024。

(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) 例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 ．只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L·mol －

1 D ．标准状况下，22.4 L 任何气体的物质的量都是1 mol

答案 D

解析 A 中没有指明该物质所处温度、压强；B 中没有指明该物质的状态；C 中在非标准状况下，气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol －1；选项D 正确。

例2 设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )

A ．常温常压下，11.2 L CO 2所含的原子数为1.5N A

B ．常温常压下，48 g O 3含有的氧原子数为3N A

C ．标准状况下，22.4 L H 2O 所含分子数为N A

D ．标准状况下，22.4 L H 2所含原子数为N A

答案 B

解析 常温、常压(非标准状况)下11.2 L CO 2的物质的量不是0.5 mol ，所含原子数不是1.5N A ；48 g O 3的物质的量为1 mol ，所含氧原子数为3N A ；标准状况下H 2O 为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H 2的物质的量为1 mol ，所含氢原子数为2N A 。

思维启迪——使用“22.4 L·mol －

1”要“三看”

(1)看所处条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。

(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。

(3)看数值单位：单位是L·mol－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。

二、阿伏加德罗定律

1．气体体积与物质的量关系的实验探究

(1)实验观察

电解水的实验装置如下图所示：

由图可知：A试管中收集到的气体是氢气，B试管中收集到的气体是氧气，二者的体积之比是2∶1。(2)计算推理

若有1.8 g水电解，产生氢气的质量为0.2 g，物质的量为0.1 mol；产生氧气的质量为1.6 g，物质的量为0.05 mol；二者物质的量之比为2∶1。

(3)相关结论

①同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比。

②同温同压下，1 mol的不同气体，其体积相同。

2．阿伏加德罗定律

(1)定律内容：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。

(2)特别提示：

①阿伏加德罗定律适用于任何气体，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。

(3)有关推论：

①同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比；

②同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比；

③同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比；

④同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比。

例3下列叙述正确的是()

A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等

B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等

C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小

D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等

答案 B

解析只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等；具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数；因温度、压强不能确定，1 L 一氧化碳和1 L 氧气的物质的量大小不能确定，二者的质量大小无法比较。

例4同温同压下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的()

A．质量相同，体积不同B．分子数相同，质量不同

C．体积相同，分子数不同D．体积相同，原子数不同

答案 B

解析同温同压下，物质的量相同的氢气和氧气，其分子数和体积都相同；它们都是双原子分子，含有的原子数也相同；它们的摩尔质量不同，其质量一定不同。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L()

(2)标准状况下，阿伏加德罗常数个四氯化碳分子的体积约为22.4 L()

(3) 1 mol某气体的体积若为22.4 L，该气体必定处于标准状况下()

(4)标准状况下，1 mol氢气和氮气的混合气体的体积约为22.4 L()

(5) 1 mol一氧化碳和1 mol氧气所含的分子数相同，体积也相同()

(6)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等()

(7)同温同压下，1 mol(或分子数相同的)任何气体的体积相同()

(8)相同体积的密闭容器中，1 mol氮气比2 mol氧气产生的压强小()

(9)标准状况下，16 g氧气与2 g氢气的体积比是1∶2()

(10)标准状况下，1 g氢气的体积大于10 g氧气的体积()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×(9)√(10)√

2．同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是()

A．气体分子的大小不同B．气体分子间平均距离不同

C．气体的物质的量不同D．气体的摩尔质量不同

答案 C

解析同温同压下，气体分子间的平均距离相同，其体积大小取决于气体物质的量的大小。

3．下列说法正确的是()