高一化学知识点精析精练：气体摩尔体积知识归纳.doc

第二节 气体摩尔体积知识归纳
知识归纳

知识网络

气体
摩尔
体积
气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积[在标准状况下(STP)1 mol任何气体
所占体积约为22．4L)。其单位为L/mol。注意：
(1)强调l mo1只适用于气体(任何气体)，不适用于固体或液体，只有气体在同温同压下才占有相同体积；
(2)强调标准状况(273K，1．0lXl05Pa)，因为在这一特定状况下，测得的1mol任何气体所占的体积约为
22．4 L；
(3)强调22．4L为近似值。

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阿氏
定律
阿伏加德罗定律：在同温同压下，同体积的任何气体所含的分子数相同。对这一定律理解要明确：
(1)适用范围为气体(任何气体)，混合气体同样适用；
(2)“五同”中只要有“三同”，另外两同则必然“同”；
(3)气体摩尔体积是阿氏定律的特例。
阿氏
定律
推论
(1)同温、同压、同体积的气体，其质量之比等于其摩尔质量之比，公式为m1/m2＝M1/M2；
(2)同温、同体积下,其压强之比等于其物质的量之比，公式为p1/p2＝n1/n2；
(3)同温、同压、气体的密度之比等于其摩尔质量之比，公式为ρ1 /ρ2＝M1/M2(还有若干推论，读者自推)。
平均
摩尔
质量
混合物的平均摩尔质量()等于混合物的总质量(m总)和混合物中各物质的物质的量的总和(n总)之比，公式为＝m总/n总＝(n1M1+n2M2+…)/(n1+n2+…)
学法建议
1．“有比较才会有鉴别”，比较物质在气、液、固三种不同物态下的体积影响因素中的主要矛盾，主要影响因素有三条：(1)粒子数的多少；(2)粒子本身的大小；(3)粒子与粒子之间的平均距离。
2．固体或液体粒子之间的距离相对于粒子本身的大小小到可以忽略；气体粒子间距离在通常情况下为其本身直径的10倍，气体体积主要取决于气体粒子间平均距离，而气体粒子间平均距离取决于其所在温度、压强。
3．气体摩尔体积为温度与压强的函数。温度、压强一定，气体摩尔体积的数值即定。例如在0℃、1．01×105Pa下，Vm＝22．4 L/mol。
4．阿伏加德罗定律的核心为分子间距离与粒子数或分子数、温度、压强的关系；阿伏加德罗定律还表现为不同的数学表达式，这不过是不同的数学转换而已，如下式：
（T、P不变）
潜能开发
[例1]下列叙述中，不正确的是 ( )
A.在标准状况下，1 molH2O体积约是22．4 L
B.在标准状况下，0．5mol H2、0．5 mol N2组成的混合气体的体积约为22．41。
C.在非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能约为22．4L
D.在同温同压下，气体分子间平均距离几乎相等
思路分析
气体体积大小相关量为气体物质的量(粒子个数)、粒子间平均距离(温度、压强)，相对来说，粒子本身的大小则是影响气体体积的次要因素。
气体摩尔体积址个严密定义，必须明确其内容才能正确无误地运用。气体摩尔体积：(1)气体、非液体、非固体但可以是混合气体；(2)标准状况(STP)；(3)气体体积标况近似值；(4)约22．4L/mol。
在此基础上涉及有关气体体积的计算则显得有据可依。
[答案] AC
思维诊断
学生因对气体摩尔体积概念的理解不全面而错选。
气体摩尔体积是个从属于物质的量、阿伏加德罗常数的概念。但又是一个相对独立而完整的概念。在具体处理知识过程中，既要处理好概念本身的内部逻辑关系，同时又要考虑概念间的上下关系。如此才能正确地运用概念。
[例2](2000年北京市、安徽省春季高考试题)常温下，在密闭容器里分别充入两种气体各0．1 mol。在一定条件下充分反应后，恢复到原温度时，压强降低为开始时的。则原混合气体可能是 ( )
A．H2和O2 B.HCl和NH3
C．H2和C12 D.CO和O2
根据阿伏加德罗定律及其推论知：在一定的温度和体积下，气体的压强比等于物质的量比，对于A，反应为：2H2+O22H2O，显然 0．1molH2和0．05molO2反应完全，生成0．1molH2O，在常温下是液态的，这时剩余0．05molO2，为原混合气体的物质的量(0．1molH2和0．1molO2)的，所以压强降低为开始时的，因此A选项符合条件。
HCI+NH3＝NH1Cl，0．1 mol HCl和0．1 mol NH3可以反应完全，不余气体(NH4Cl常温时为固体)，因此B选项不符合条件。
H2+Cl22HCl，反应前后气体的物质的量不变，即压强不变， C选项也不符合条件。
2CO+O22CO2，显然O2过量0．05mol，生成0．1molCO2,压强为开始的,D选项也不符合条件。
[答案] A
思维诊断
应用阿伏加德罗定律和气体摩尔体积等概念去解决密闭容器内的混合气体问题，首先必须考虑混合气体之间是否发生化学反应，只有互不发生化学反应的混合气体才能适用阿伏加德罗定律和气体摩尔体积。
[例3](典型例题5℃、101kPa条件下将15LO2通入10LCO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后。恢复至原来的温度和压强。
(1)若剩余气体的体积是15L，则原CO和H2的混合气中，V(CO)=___________L,V(H2)＝______________L。
(2)若剩余气体的体积为aL则原CO和H2的混合气中 V(CO)：V(H2)=_________________。
(3)若剩余气体的体积为aL，则a的取值范围是____________。
思路分析
据阿伏加德罗定律，同温同压下的体积之比等于方程式化学计量数之比。
又∵反应中2CO+O22CO2(g)，2H2+O22H2O(1)化学计量数完全相同，得O2过量。
设CO为xL,H2为(10—x)L，剩余气体的体积是15L，据体积变化列式：
解得x＝5L
若剩余气体的体积为aL,设CO为xL，H2为(10—x)L
思维诊断
本题考查阿伏加德罗定律的推论及有关计算，解法多种，关键以少量物质为标准进行计算。
本题采用体积差法，技巧性强，判断剩余气体的体积a的取值范围,是挖掘题中隐藏条件,解不等式即可。
知能达标训练
1．设阿伏加德罗常数的符号为NA，标准状况下某种O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是 ( )
A．
答案:A
2．在相同的温度下，相同质量的下列气体分别通入相同容积的容器中,容器内的压强最小的是 ( )
A．HF B．Ar C．SO2 D．Cl2
答案:D
3．在给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
答案:D
4．1mol氧气在放电的条件下，有30％转化为臭氧(O3)，则放电后所形成的混合气体对氢气的相对密度是 ( )
A.16 B．17．8 C．18．4 D．35．6
答案:B
5．将m1g锌加到m2g 20％的HCl溶液中，反应结果共放出nL，氢气(在标准状况下)，则被原的HCl的物质的量是 ( )
A．m1/65 mol B．5m2/36．2mol C．m2/36．5mol D．n/11．2mol
答案:D
6．在一定的温度和压强下，1LX气体和1LY气体反应后生成1L。水蒸气和1L氮气，则X，Y分别为 ( )
A.H2和N2O4 B．H2和N2O3 C.和N2O D.H2和NO2
答案:C
7．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
答案:CD
8．(全国高考题)常温下有A和B两种气体组成的混合物(A的相对分子质量小于B)。经分析，混合气体中只含有氮和氢两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，氮和氢元素的质量比总大于14/3。
(1)由此可以确定A为_________________，B为_________________，理由是_______________________。
答案: NH3；N2；其中N和H的质量比总大于14/3
(2)若上述混合气体中氮和氢的质量比为7：1，则在混合气体中A和B的物质的量之比为___________________，A在混合气体中的体积分数为__________________。
答案: 设：体积分数为NH3：x；N2：1-x

[14x+28(1-x)]/3x＝7/1 解得x=0．8 0．8：0．2=4:1
A、B的物质的量比为：4:1；A的体积分数为80％。
9．(浙江省联考题)30mL某气体NxHy全部分解生成30mLN2和60mLH2，上述气体的体积均在同温、同压的条件下测定，由此推断该气体的相对分子质量是__________________。
答案:32
10．在标准状况下，有氢气和一氧化碳的混合气体7L，质量为2．25g，则混合气体中H2的质量分数为_________,CO的体积分数为_________________。
答案: 22．2％；20％
11．(广西省竞赛题)在一定温度和压强下，H2、O2、Cl2按体积比10：4：l混合，将此混合气体在密闭容器内用电火花引燃，待反应完全后冷却到室温，容器内产生了盐酸，则盐酸中溶质的质量分数为______________________。
答案: 33．6％
12．每升天然水中通入0．002g氯气就达到消毒作用，可供饮用。0．002 g氯气在标准状况下的体积为___________________mL。
答案: 0．63
13．(河北省测试题)在同温、同压下，测得氢气密度为0．089 g/L,某种有刺激性的气体X密度为2．848g/L。又知气体X是三原子分子并由两种元素组成，两种元素的质量比为1:1。则气体X的化学式为______________________。
答案: SO2
14．(南昌市测试题)计算11．2 L下列气体在标准状况下的质量：
(1)N2和O2体积比为4:1的混合气体；
答案: 14．4g
(2)N2的质量分数为20％的N2和O2的混合气体。
答案: 15．56g
综合能力训练
1．(重庆市诊断题)将H2、O2、N2三种气体分别放入不同容器中，当其温度、密度完全相同时，三种气体压强(P)的大小关系是 ( )
A.p(H2)＝p(02)＝p(N2) B．p(H2)>P(N2)>P(O2)
C.P(O2)>P(N2)>P(H2) D.P(O2)>P(H2)>P(N2)
答案:B
2．(上海市模拟题)在273℃、1.01×105Pa条件下，将1．40g氮气、1．60g氧气和4．00g氩气混合；该混合气体的体积是 ( )
A．3．36 L 13．6．72 L C．8．96 L D．4．48 L
答案:D
3．设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 ( )
A.2．7g金属铝变为铝离子时失去的电子数目为0．3NA
B.在常温、常压下，11．2LN2含有的分子数为0．5NA
C.在常温、常压下，1molNe(氖气)含有的原子数为NA
D.汞在标况下的体积约为22．4L
答案:AC
4．在体积为1 L的干燥烧瓶中，用排空气法充入HCI气体后，测得烧瓶中气体对氧气的相对密度为1．082，以此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后，进入烧瓶中的液体体积为 ( )
A.全满 B．3/4L C．1/2L D．1/4L
答案:B
5．(2000年广东省高考试题)同温同压下两个容积相等的贮气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的(提示：C2H2和C2H6不发生反应) ( )
A.质量 B.原子总数 C.碳原子数 D.密度
答案:C
6．在标准状况下，容积为1L的密闭容器中刚好可以盛放a个N2分子和b个H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数的近似值可以表示为 ( )
A．a+b B．22．4(a+b) C. D．22．4(a+b)×6．02×1023
答案:B
7．在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44g·mol-1)时，压强为1×104Pa，如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104pa，这时容器内气体X的分子数约为 ( )
A．3．3×1025 B．3．3×1024 C．7．5×1023 D．7．5×1022
答案:C 提示：起始条件下气体的物质的量容易求出，即＝0．25mol，则终态的物质的量为：×0．25mol＝1．25mol。X的分子数为1．25 mol×6．02×1023mol-1=7．5×1023。
8．(福建省质检题)某种物质A在一定条件下加热分解，化学反应方程式为：2A B(g)+2C(g)+2D(g)，测得生成物混合气体对氢气的相对密度为d。则A的相对分子质量为多少?

答案: 解：根据阿氏定律：M(混)/M(H2)＝d M＝2d，由质量守恒定律：2M(A)=M(B)+2M(C)+2M(D)，
M(混) 2M(A)/(1+2+2)＝2/5M(A)，M(A)＝5d。
9．在标准状况下，aLH2和Cl2的混合气体经光照反应后，所得气体恰好使bmolNaOH完全转化为盐，试确定a、b之间的关系。

解：(1)H2+Cl2恰好反应,H2+Cl2＝2HCl n(HCl)＝a/22．4mol
HCl+NaOH＝NaCl+H2O b＝a/22．4mol
(2)H2过量，n(HCl)<a/22．4mol，过量H2不与NaOH反应，6<a/22．4mol；
(3)Cl2过量，n(HCl)〈a/22．4mol，
过量Cl2与NaOH反应：Cl2+2NaOH＝NaCI+NaClO+H2O，消耗NaOH为两部分加和，有：>b> (通过元素守恒也可理解)。综合：>b>0。