第一章 第二节(气体摩尔体积)2高一用.doc

1mol固体和液体所占体积：
物质
粒子数
1mol 物质质量（g）
20℃密度（g/cm3）
体积（cm3）
Fe
6.02×1023
56
7.8
7.2
Al
6.02×1023
27
2.7
10
Pb
6.02×1023
207
11.3
18.3
H2O
6.02×1023
18
1(4℃)
18
H2SO4
6.02×1023
98
1.83
53.6
1mol气体所占体积：
气体
粒子数
1mol物质质量(g)
密度（g/L）
体积（L）
H2
6.02×1023
2.016
0.0899
22.4
O2
6.02×1023
32.00
1.429
22.4
CO2
6.02×1023
44.01
1.977
22.3

㈠气体摩尔体积
⒈影响物质体积大小的因素
⑴物质的体积决定于三个因素：粒子的数目、大小及粒子间的距离。
对于固体和液体来说，微粒间距离很小，在微粒数目相同的条件下，固、液体物质的体积主要决定于原子、分子及离子本身的大小。由于构成不同物质的原子、分子或者离子的大小不同，所以他们1mol的体积也就有所不同。
对于气体来说，其体积大小主要取决于气体分子数目大小及气体分子与分子间的距离（气体分子本身大小忽略不计），而分子与分子之间的距离取决于外界条件（如温度、压强）的影响。
⑵外界条件如温度、压强对物质体积的影响：
①对固态、液态物质来说，温度、压强对其体积的影响很小。
②对气体来说，温度越高，分子间的平均距离越大，体积越大；压强越大，分子间平均距离越小，体积越小。当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离几乎为一定值，故物质的量一定时，其体积为一定值。③相同条件下，相同物质的量的不同状态的物质的体积：固（液）态<<气态。
例题1.相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是 （ ）
A.微粒大小不同 B.微粒质量不同 C.微粒间的距离不同 D.微粒数量不同
练习1. （1）下列物质在常温、常压下，各取0.1mol，其体积最大的是（ ）
A. 原子半径为0.152nm的金属锂 B. 原子半径为0.227nm的金属钾
C. 原子半径为0.158nm的硫原子 D. 原子半径为0.128nm的金属铜
（2） 决定一定量气体的体积大小和主要因素是（ ）
A. 气体分子的大小 B. 气体分子的相对分子质量
C. 气体分子间的平均距离 D. 气体分子的数目
⒉气体摩尔体积
⑴单位物质的量的气体所占的体积，叫做气体摩尔体积，其符号是Vm，即Vm=V/n，单位是L/mol和m3/mol。
数学表达式：n=V/VM。标准状况下可用：n=V/22.4L•mol-1。
⑵决定气体摩尔体积大小的因素是气体分子间平均距离；影响因素是温度、压强。
⑶标准状况指 0 0C、101kPa时的状况，标准状况下1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。理解此概念必须注意四个要点：①必须是气体物质，不适用固体、液体；②物质的量为1mol；③必须是标准状况；④体积约是22.4L。
⒊正确理解Vm=22.4L/mol
在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L。这是气体摩尔体积的一个特例，在理解的时候应注意：⑴标准状况是指0 0C、101kPa时的状况。⑵气体的摩尔体积Vm的单位是L/mol，数值上等于标准状况下1mol气体占有的体积。但二者意义是不同的，后者的单位是L。⑶只适用于气体（包括混合气体），不适用于固体或者液体，如标准状况下1mol水（液），1molSO3（标准状况下为固体，通常状况下为液体）其体积不是22.4L。⑷22.4L/mol是标准状况气体摩尔体积的近似值。涉及标准状况下气体的计算时采用此值。⑸1mol任何气体的体积若为22.4L，它所处的状况不一定就是标准状况，如在2730C（546K）、2.02×105 Pa的状况下Vm=22.4L/mol。条件不同时，气体摩尔体积的值也不同，如250C、101 kPa（常温常压下），Vm=24.5L/mol。
例题2.下列说法中不正确的是 （ ）
A.1mol某气体的体积为22.4L，该气体所处的状态不一定是标准状况
B.非标准状况下，1mol任何气体的体积必定不是22.4L
C.某气体含有NA个原子，该物质在标准状况下的体积一定是22.4L
D.任何状况下，1molCO2和18gH2O所含的分子数和原子数都相等

练习2.在标准状况下，测得1.92g某气体的体积为672mL。计算此气体的相对分子质量。

⒋阿伏伽德罗定律及其推论
⑴阿伏伽德罗定律：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。理解阿伏伽德罗定律可抓五同：同温、同压、同体积、同分子数、同物质的量。
⑵阿伏伽德罗定律的推论：根据理想气态方程pV=nRT及n=m/M、ρ=m/V可得出下列结论：①同温同压下，气体的分子数与其体积成正比：T、p相同 n1/n2=V1/V2。②温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比：T、P相同、p1/p2=n1/n2。③分子数相等，压强相同的气体，体积与其温度成正比：n、P相同V1/V2=T1/T2。④分子数相等，温度相同的气体，压强与其体积成反比：n、T相同p1/p2=V2/V1。⑤同温同压下，气体的密度与其相对分子质量（实质是摩尔质量）成正比：ρ1/ρ2=M1/M2。
例题3.在一定的温度和压强下，1体积X2（气）和3体积Y2（气）花和生成2体积Z（气）；则Z气体的化学式是 （ ）
A. XY3 B. XY C. X3Y D. X2Y3
练习3.（1）在相同的条件下，两种物质的量相同的气体必然（     ）
A. 体积均为22.4L       B. 具有相同的体积 C. 是双原子分子        D. 具有相同的原子数目
（2）同温、同压下，H2和He两种气体单质的，如果质量相同，下列说法错误的是（    ）
A. 体积比为2:1       B. 原子个数之比为2:1　　C. 密度之比为1:2         D. 质子数之比为1:1
㈡有关气体摩尔体积的计算
⒈关于摩尔体积的计算
⑴重要公式及解析
①n=V/Vm 该公式表示任意种类的气体的体积、物质的量、摩尔体积三者之间的换算关系。
（特定状态标准状况下，n=V/22.4L•mol-1）
②ρ=m/V 该公式适用于任意种类的物质的质量、体积和密度三者之间的换算关系。
（特定状态标准状况下，ρ=M/22.4L•mol-1）
③D=ρ1/ρ2 该公式表示的是任意状况下的任意种类的两种气体的密度之比，该密度比又等于相关气体的摩尔质量之比或相对分子质量之比，D=M1/M2或D=Mr1/Mr2。该公式常用于求气体的摩尔质量之比或相对分子质量。
⑵一加一复合公式（了解）
①n=m/M和n=V/22.4L•mol-1 常用于进行标准状况下的气体质量和体积之间的换算。
②n=N/NA和n=V/22.4L•mol-1 常用于进行标准状况下的气体的分子数目和体积之间的换算。
例题4.设阿伏伽德罗常数的符号为NA，标准状况下某种O2和N2的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积（V）应是 （ ）
A.22.4nb/mNA B.22.4mb/nNA C.22.4nNA/mb D.nbNA/22.4m
练习4.在273K和101 kPa的条件下，将2.00 g氦气、1.40 g氮气和1.60 g氧气混合，该混合气体的体积是（ ） A. 6.72 L B. 7.84 L C. 10.08 L D. 13.44 L
⒉气体的相对分子质量的计算
⑴已知标准状况下的密度ρ： M=ρ•22.4L/mol ，Mr=M mol/g。
⑵已知非标准状况下T、p、ρ： M=(ρRT)/p ，Mr= M mol/g。
⑶已知两种气体的相对密度D： Mr（A）= D•Mr（B）
⑷混合气体的平均相对分子质量（Mr）
M=（M1n1+M2n2+┄┄┄+Mini）/n总 适用于任何状态的混合物
=（M1V1+M2V2+┄┄┄+MiVi）/V总 仅适用于气体的混合物
M=M1•V1%+M2•V2%+┄┄┄+Mi•Vi%
最后根据Mr=M mol/g 换算即求得平均相对分子质量。
如：空气的相对平均质量的计算为：M=28g/mol×4/5+32g/mol×1/5=29 g/mol，则Mr=29
例题5.某物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为2AB+2C+2D。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d，则A的相对分子质量为 （ ）
A.7d B.5d C.2.5d D.2d
练习5.某容器充满O2时质量为116 g，充满CO2时质量为122 g，若充满某气体时质量为114 g，则该气体的相对分子质量为 （ ）
A. 28 B. 30 C. 32 D. 44
⑸十字交叉法
M
如已知CO和CO2的混合气体中， CO 28 M（CO2）-M 7
CO和CO2的物质的量之比为7:2， CO2 44 M-M（CO） 2
所以M=30。（注意可以与阿伏伽德罗定律推论使用）
例题6.由A、B两气体组成的混合气体8.6g，在标准状况下占有体积为8.96L，已知A和B的物质的量之比3:1，摩尔质量之比为14:1，则A 可能为________、________，B是________。
⒊平均值法规律：混合物的平均相对分子质量、元素的质量分数、平均相对原子质量、生成的某指定物质的量总是介于组分的相应量的最大值与最小值之间。
巩固练习：
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11.2L
B. 25℃，1.01×105Pa，64gSO2中含有的原子数为3NA
C. 在常温常压下，11.2L Cl2含有的分子数为0.5NA
D. 标准状况下，11.2LH2O含有的分子数为0.5NA
2. 相同状况下，下列气体所占体积最大的是（ ）
A. 80g SO3 B. 16g O2 C. 32g H2S D. 3g H2
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 标准状况下22.4L/mol就是气体摩尔体积
B. 非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C. 标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02×1023个分子
D. 1mol H2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
4. 在0℃ 1.01×105 Pa下，有关H2、O2、CH4三种气体的叙述正确的是（ ）
A. 其密度之比等于物质的量之比
B. 其密度之比等于摩尔质量之比
C. 等质量的三种气体，其体积比等于相对分子质量的倒数比
D. 等体积的三种气体，其物质的量之比等于相对分子质量之比
5. 同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述正确的是（ ）
A. 密度比为16:11 B. 密度比为11:16
C. 体积比为1:1 D. 体积比为11:16
6. 在标准状况下①6.72L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6g H2S ④0.2mol NH3， 下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是（ ）
a.体积②＞③＞①＞④ b.密度②＞③＞④＞① c.质量②＞③＞①＞④ d.氢原子个数①＞③＞④＞②
A. abc B. bcd C. cba D. abcd
7. 同温同压下，某瓶充满O2时为116g，充满CO2时为122g，充满气体A时为114g，则A的式量为（ ）
A. 60 B. 32 C. 44 D. 28
8. 混合气体由N2和CH4组成，测得混合气体在标准状况下的密度为0.821g/L，则混合气体中N2和CH4的体积比为（ ）
A. 1:1 B. 1:4 C. 4:1 D. 1:2
9. 阿伏加德罗定律是指：“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都 。由阿伏加德罗定律可以推导出：（1）同温同压下：a. 同体积的两种气体的质量与式量关系为 ____ 。b. 两种气体的体积与物质的量关系为 。c. 两种气体等质量时，体积与式量关系为 。d. 两种气体密度与式量关系 。
（2）同温同体积时，不同压强的任何气体，与其物质的量的关系为 。

能力提升：
1. 等物质的量的氢气和氦气在同温同压下具有相等的（ ）
A. 原子数 B. 体积 C. 质子数 D. 质量
2. 下列各物质所含原子数目，按由大到小顺序排列的是（ ）
①0.5mol NH3 ②标准状况下22.4L He ③4℃ 9mL 水 ④0.2mol H3PO4
A. ①④③② B. ④③②① C. ②③④① D. ①④③②
3. 在一定温度和压强下的理想气体，影响其所占体积大小的主要因素是（ ）
A. 分子直径的大小 B. 分子间距离的大小
C. 分子间引力的大小 D. 分子数目的多少
4. A气体的摩尔质量是B气体的n倍，同温同压下，B气体的质量是同体积空气的m倍，则A的相对分子质量为（ ）
A. m/n B. 29m/n C. 29mn D. 29n/m
5. 24mL H2和O2的混合气体，在一定条件下点燃，反应后剩余3mL气体，则原混合气体中分子个数比为（ ）
A. 1:16 B. 16:1 C. 17:7 D. 7:5
6. 0.2g H2、8.8g CO2、5.6gCO组成的混合气体，其密度是相同条件下O2的密度的（ ）
A. 0.913倍 B. 1.852倍 C. 0.873倍 D. 1.631倍
7. 在一定温度和压强下，1体积X2气体与3体积Y2气体化合生成2体积气体化合物，则该化合物的化学式为（ ）
A. XY3 B. XY C. X3Y D. X2Y3
8. 1mol O2在放电条件下发生下列反应：3O22O3，如有30%O2转化为O3，则放电后混合气体对H2的相对密度是（ ）
A. 16 B. 17.8 C. 18.4 D. 35.6
9. 把11体积的氢气，5体积氧气和1体积氯气在密闭容器中用电火花点燃，恰好完全反应，所得溶液溶质的质量分数为多少？