届一轮复习人教版 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 学案.docx
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届一轮复习人教版气体摩尔体积阿伏加德罗定律学案
第2讲 气体摩尔体积阿伏加德罗定律
1．影响物质体积大小的因素
（1）在相同条件下，粒子数相同时
（2）气体粒子本身大小远小于分子间距离
2．气体摩尔体积
3．阿伏加德罗定律
（1）内容
可总结为“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积的气体，具有相同的分子数。
（2）如图所示三只气球，其中A、B的体积均为1.12L，则A、B中气体的物质的量不一定是0.05mol（填“一定”或“不一定”）；标准状况下，A、B气球中的分子个数比是1∶1；在相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相同，则两气球的体积之比是2∶1。
（3）阿伏加德罗定律的推论（可通过pV＝nRT及n＝
、ρ＝
导出）
1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。
（1）在标准状况下，1molO2与1molSO3的体积相同。
（ ）
（2）在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积则一定不是22.4L。
（ ）
（3）在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，所包含的原子个数也相同。
（ ）
（4）标准状况下，22.4L己烷中含有的共价键数目为19NA。
（ ）
（5）同温同压下等质量的12C18O2和16O3所含的中子数相等。
（ ）
（6）标准状况下22.4L的H2和NH3所含原子数目之比为1∶2。
（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）× （6）√
2．教材改编题
（据人教必修一P20T4）下列各组物质中，所含分子数相同的是（ ）
A．2gH2和22.4LO2
B．常温常压下，9gH2O和0.5molBr2
C．11gCO2和4.48LN2（标准状况）
D．2.24LCCl4（标准状况）和0.1molNH3（标准状况）
答案 B
解析 物质的质量、物质的量、微粒个数不受温度、压强的影响。
考点1 气体摩尔体积
典例1 下列说法正确的是（ ）
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L
②0.5molH2所占体积为11.2L ③标准状况下，1molH2O的体积为22.4L ④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1 ⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同
A．①③⑤B．④⑥C．③④⑥D．①④⑥
解析 ①物质不一定是气体；②不一定在标准状况下；③水在标准状况下不是气体；⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。
答案 B
名师精讲
1．气体摩尔体积的解题思路
⇒
⇒
⇒
2．应用气体摩尔体积时应注意的四点
（1）适用“条件”：
一般指标准状况，即0℃、1.01×105Pa。
（2）适用对象：
必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。
水、酒精、SO3、CCl4、苯、己烷等物质在标准状况下不是气体。
（3）在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。
（4）22.4L气体，在标准状况下是1mol，在非标准状况下，可能是1mol，也可能不是1mol。
1．下列两种气体的分子数一定相等的是（ ）
A．质量相等、密度不同的N2和C2H4
B．体积相等的CO和N2
C．等温、等体积的O2和N2
D．等压、等体积的N2和CH4
答案 A
解析 A项，由n＝
，M（N2）＝M（C2H4）＝28g/mol，故等质量的N2和C2H4分子数相等；B项，温度压强不确定，故等体积的CO和N2物质的量不确定；由阿伏加德罗定律，“三同”才能定“一同”，故C、D两项错误。
2．设NA为阿伏加德罗常数的值，如果ag某气态双原子分子的分子数为p，则bg该气体在标准状况下的体积V（L）是（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 D
解析 解法一：
公式法
ag双原子分子的物质的量为
mol，该双原子分子的摩尔质量为
＝
g·mol－1，所以bg气体在标准状况下的体积为
×22.4L·mol－1＝
L。
解法二：
比例法
同种气体其分子数与质量成正比，设bg气体的分子数为N
ag～p
bg～N
则：
N＝
，双原子分子的物质的量为
，所以bg该气体在标准状况下的体积为
L。
考点2 阿伏加德罗定律
典例2 下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是（ ）
A．体积相等时密度相等
B．原子数相等时具有的中子数相等
C．体积相等时具有的电子数相等
D．质量相等时具有的质子数相等
解析 依据阿伏加德罗定律：
在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同，而12C18O和14N2分子中所含电子数相同，C正确。
同温同压同体积条件下密度之比等于其摩尔质量之比，12C18O的摩尔质量为30g·mol－1，14N2的摩尔质量为28g·mol－1，A错误；1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14，B错误；12C18O和14N2分子中所含质子数相同，n＝
，m相同、M不同，n不同，故等质量的两种气体所具有的质子数不同，D错误。
答案 C
名师精讲
阿伏加德罗定律理解
（1）阿伏加德罗定律适用于任何气体（包括混合气体）。
（2）气体体积主要受温度和压强的影响。
（3）同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即“三同”定“一同”。
（4）应用阿伏加德罗定律及推论时不宜死记硬背，要熟记相关化学计量的定义式，并结合相互关系进行推导。
3．如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是（ ）
A．所含原子数相等B．气体密度相等
C．气体质量相等D．摩尔质量相等
答案 A
解析 左瓶与右瓶中气体的物质的量相等，N2、O2分子均为双原子分子，A正确；N2、O2的比例不固定，气体的质量不一定相等，密度不一定相等；当N2与O2的物质的量相等时，摩尔质量相等，其余情况摩尔质量不相等。
4．等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是（ ）
A．体积之比为13∶13∶14B．密度之比为14∶14∶13
C．质量之比为1∶1∶1D．原子数之比为1∶1∶1
答案 B
解析 三种气体分子的质子数分别为14、14、14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，气体的体积与其物质的量成正比，所以三者体积之比为1∶1∶1，A错误；CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·mol－1、28g·mol－1、26g·mol－1，等温等压下，气体摩尔体积相同，根据ρ＝
＝
知，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，B正确；三种气体分子的物质的量相等，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28g·mol－1、28g·mol－1、26g·mol－1，根据m＝nM知：
质量之比与摩尔质量成正比为28∶28∶26＝14∶14∶13，C错误；1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为1∶1∶2，D错误。
微专题气体体积的测量及读数
答题模板
（1）将××××恢复至室温。
（2）调节×××与×××两端液面相平。
（3）视线与×××在同一水平线上。
典例 （2017·河北定州模拟）某同学设计如下图所示装置分别进行如下实验探究（夹持装置已略去），请回答下列问题：
实验
药品
制取气体
量气管中液体
Ⅰ
Cu、稀HNO3
NO
H2O
Ⅱ
镁铝合金、NaOH溶液
H2
H2O
本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：
_____________________________________________________。
抽样评析
抽样试卷
①使量气管与干燥管两端液面相平
②视线与凹液面相切
分析点评
①气体的体积受温度影响较大，读数时应将气体冷却至室温后再读数
②“相切”表达语意不准确，仰视、俯视的情况下，视线都能与凹液面相切
规范答案
将实验装置恢复到室温，调节量气管与干燥管两端液面相平，视线与凹液面最低处在同一水平线上
踩点得分 解答此类题目要注意的得分点是：
（1）将加热后的仪器装置恢复至室温。
（2）调节量气管，使两端液面相平。
（3）读数时视线与凹液面最低处在同一水平线上。
（建议用时：
40分钟）
一、选择题（每题6分，共48分）
1．（2017·潍坊质检）下列说法正确的是（ ）
A．1mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1
B．20℃、1.0×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况
D．2mol气体的体积约为44.8L
答案 B
解析 没有给出气体所处的温度和压强，标准状况下气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，A错误；根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，B正确；1mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4L，C错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。
2．下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是（ ）
A．二者的碳元素的质量分数相同
B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等
C．等物质的量时，二者质量之比为
＝
D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气体积相等
答案 B
解析 C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者的碳元素的质量分数相同，A正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，所以含有的分子数也不相等，B错误；假设二者均为1mol，则C2H2的质量为26g，C6H6的质量为78g，质量之比
＝
＝
，C正确；假设二者质量均为78g，则C2H2为3mol，C6H6为1mol,3molC2H2完全燃烧消耗7.5molO2，1molC6H6完全燃烧也消耗7.5molO2，D正确。
3．如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“
”和“
”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是（ ）
A．若①中的H2为1mol，则②中所含原子总数为3.01×1023个
B．①和②中气体的质量之比为1∶8
C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应
D．两容器的温度和压强均相同
答案 B
解析 根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，若H2为1mol，则O2为0.5mol，故O原子数目为6.02×1023个，A错误；①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，所以其物质的量之比为2∶1，质量之比为1∶8，B正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器体积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D错误。
4．下列与阿伏加德罗常数有关的说法正确的是（ ）
A．NA个Fe（OH）3胶体粒子的质量为107g
B．8.0gCu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA
C．标准状况下，2.24LCl2溶于水中达到饱和，可得到HClO分子的数目是0.1NA
D．2.3gNa与氧气完全反应，反应中转移的电子数在0.1NA～0.2NA之间
答案 B
解析 Fe（OH）3胶体粒子是许多Fe（OH）3微粒的聚合体，NA个Fe（OH）3胶体粒子的质量远大于107g，A错误；Cu2S和CuO中铜的质量分数相同，计算可知，B正确；氯气溶于水只有部分与水反应，C错误；反应中每个钠原子失去1个电子，故2.3gNa与氧气完全反应，反应中转移的电子数为0.1NA，D错误。
5．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02mol水，下列说法正确的是（ ）
A．可生成H2的质量为0.02g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224L（标准状况）
D．生成H2的量理论上等于0.04molNa与水反应产生H2的量
答案 D
解析 根据方程式2H2O===2H2↑＋O2↑，光解0.02molH2O，可产生0.02molH2和0.01molO2，则得：
可生成H2的质量为0.02mol×2g/mol＝0.04g，故A错误；可生成氢的原子数为0.02mol×2×6.02×1023mol－1＝2.408×1022，故B错误；可生成标准状况下H2的体积为0.02mol×22.4L/mol＝0.448L，故C错误；钠与H2O反应发生2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，则0.04molNa与H2O反应生成0.02molH2，故D正确。
6．如图所示，在同温同压下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。
A、B、C、D四个气球中，与充有氯化氢的气球所含原子数一定相等的是（ ）
答案 C
解析 同温同压下，体积相等的气球中，气体的物质的量相等。
HCl是双原子分子，因此混合气体分子的平均原子数一定等于2时才符合要求。
A项中有可能等于2，B项中一定大于2，C项中一定等于2，D项中一定大于2，故选C。
7．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．10℃时，pH＝1.0的1LH2SO4溶液中含H＋的数目为0.1NA
B．常温下，14g14C含中子的数目为6NA
C．标准状况下，11.2LNO与11.2LO2混合后，气体中所含原子总数小于2NA
D．0.1mol苯乙烯含碳碳双键的数目为0.4NA
答案 A
解析 10℃时，pH＝1.0的1LH2SO4溶液中含H＋的物质的量为0.1mol，即含H＋的数目为0.1NA，A正确。
常温下，14g14C的物质的量为1mol，含中子数目为（14－6）mol×NAmol－1＝8NA，B错误；标准状况下，11.2LNO的原子总数为NA,11.2LO2的原子总数为NA，根据原子守恒，气体混合前后原子总数不变，都为2NA，故C错误；苯环中不含碳碳双键，所以0.1mol苯乙烯含碳碳双键的数目为0.1NA，D错误。
8．设NA表示阿伏加德罗常数。
下列说法中错误的是（ ）
A．标准状况下，22.4L由H2和O2组成的混合气体所含分子总数为NA
B．1molCl2参加反应，转移的电子数一定为2NA
C．常温常压下，1mol氖气含有的原子数为NA
D．1L1mol·L－1FeCl3溶液中Fe3＋的数目小于NA
答案 B
解析 标准状况下，22.4L由H2和O2组成的混合气体的物质的量为
＝1mol，所含分子总数为NA，故A正确；1molCl2参加反应，若与氢氧化钠溶液反应，1mol氯气完全反应转移了1mol电子，转移的电子数为NA，故B错误；常温常压下，1mol氖气含有1mol原子，含有氖原子数为NA，故C正确；1L1mol·L－1FeCl3溶液中含有氯化铁的物质的量为1mol·L－1×1L＝1mol，由于铁离子部分水解，则溶液中Fe3＋的数目小于NA，故D正确。
二、非选择题（共52分）
9．（10分）臭氧比氧气具有更强的氧化性，可用氧气通过高压放电管来制取臭氧：
3O2
2O3。
（1）若上述反应的转化率为30%，所得混合气的平均摩尔质量为________（保留一位小数），若上述反应的转化率增至40%，则混合气的平均摩尔质量________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）将8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为________L。
（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g，则原混合气中臭氧的体积分数为_______。
答案
（1）35.6g·mol－1 增大
（2）3 （3）50%
解析
（1）假设有1molO2，反应的转化率为30%，发生反应的O2为1mol×30%＝0.3mol，则：
3O2
2O3
3 2
0.3mol 0.2mol
故反应后所得气体为0.2molO3和0.7molO2，平均摩尔质量
M＝
≈35.6g·mol－1；反应正向进行，混合气体的质量不变，总物质的量减小，所以平均摩尔质量增大。
（2）3O2
2O3 ΔV
2 1
V（O3） （8－6.5）L＝1.5L
解得：
V（O3）＝2×1.5L＝3L。
（3）n＝
＝0.04mol，反应后固体质量增重21.6g－20g＝1.6g，气体全部参与反应。
设氧气、臭氧的物质的量分别为xmol、ymol，
则
，得
故臭氧的体积分数为
×100%＝50%。
10．（12分）在标准状况下15gCO与CO2的混合气体，体积为11.2L。
则：
（1）混合气体的密度是________________。
（2）混合气体的平均摩尔质量是________________。
（3）CO2和CO的体积之比是________________。
（4）CO的体积分数是________________。
（5）CO2和CO的质量之比是________________。
（6）CO的质量分数是________________。
（7）混合气体中所含氧原子的物质的量是________。
（8）混合气体中所含碳原子的物质的量是________。
答案
（1）1.339g·L－1
（2）30g·mol－1 （3）1∶7 （4）87.5% （5）11∶49 （6）81.7% （7）0.5625mol （8）0.5mol
解析
（1）ρ＝
＝
≈1.339g·L－1。
（2）解法一：
n＝
＝0.5mol，
M＝
＝
＝30g·mol－1。
解法二：
M＝ρ·Vm＝1.339g·L－1×22.4L·mol－1≈30g·mol－1。
（3）根据阿伏加德罗定律：
体积之比＝物质的量之比，最简单的方法是用十字交叉法计算：
（4）CO的体积分数＝CO的物质的量分数＝
×100%＝87.5%。
（5）
＝
＝
＝11∶49。
（6）CO的质量分数＝
×100%≈81.7%。
（7）n（O）＝2n（CO2）＋n（CO）＝2×0.5mol×
＋0.5mol×
＝0.5625mol。
（8）n（C）＝n（CO2）＋n（CO）＝0.5mol。
11．（10分）
（1）在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2L，质量为61g，则两种气体的物质的量之和为________mol，其中CO2为________mol，CO占总体积的________%。
（2）在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3，在恒温恒压的密闭容器中完全分解为两种气态单质，此时容器的体积变为原来的
，则A单质的分子式为____________，此分解反应的化学方程式为_________________________________________________________。
答案
（1）1.75 0.75 57.1
（2）A4 4AH3===A4＋6H2
解析
（1）任何气体在标准状况下的摩尔体积都是22.4L·mol－1，所以，题中两气体的物质的量之和为
＝1.75mol。
设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则有：
x＋y＝1.75mol,28g·mol－1·x＋44g·mol－1·y＝61g，解得：
x＝1mol，y＝0.75mol。
CO的体积分数即为物质的量分数，即
×100%＝57.1%。
（2）容器的体积变为原来的
，所以气体分子数也为原来的
，A的氢化物AH3完全分解为两种气态单质，其中一种必然为H2，另一种设为Ax，根据反应前后原子守恒可得到答案。
12．（10分）现有14.4gCO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96L。
回答下列问题：
（1）该混合气体的平均摩尔质量：
________。
（2）混合气体中碳原子的个数：
________。
（用NA表示阿伏加德罗常数的值）
（3）将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体摩尔质量：
________；
②标况下气球中收集到的气体的体积为________；
③气球中收集到的气体的电子总数为________。
（用NA表示阿伏加德罗常数的值）
答案
（1）36g·mol－1
（2）0.4NA
（3）①28g·mol－1 ②4.48L ③2.8NA
解析
（1）混合气体的体积为8.96L，则其物质的量为n＝
＝
＝0.4mol，混合气体的平均摩尔质量为
＝36g·mol－1。
（2）设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则根据混合物的质量为14.4g可得：
28x＋44y＝14.4①；根据气体的物质的量为0.4mol，所得x＋y＝0.4②；解①②得：
x＝0.2mol，y＝0.2mol；由于CO和CO2中均含1个碳原子，故0.2molCO和0.2molCO2中共含0.4molC原子即0.4NA个。
（3）将混合气体依次通过图中装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体；①气球中收集到的气体为CO，而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量，故收集到的气体的摩尔质量为28g·mol－1；②气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L；③一个CO含有14个电子，由
（2）求出的CO的物质的量为0.2mol，则电子的物质的量为0.2mol×14＝2.8mol，电子总数为2.8NA个。
13．（10分）某液体化合物X2Y4，常用做火箭燃料。
16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为X2Y4（l）＋O2（g）===X2（g）＋2Y2O（l）。
冷却后标准状况下测得气体生成物的体积为11.2L，其密度为1.25g/L，则：
（1）反应前O2的体积V（O2）为________。
（2）X2的摩尔质量为________；Y元素的名称是____________。
（3）若反应生成0.1molX2，则转移电子的物质的量为________mol。
答案
（1）11.2L
（2）28g/mol 氢 （3）0.4
解析
（1）根据化学方程式，参加反应的O2与生成的X2的物质的量相等。
根据阿伏加德罗定律，则参加反应的O2也为11.2L。
（2）生成的X2的质量为11.2L×1.25g/L＝14g，故X2的摩尔质量为14g÷0.5mol＝28g/mol，参加反应的X2Y4与O2的物质的量相等，均为0.5mol，则X2Y4的摩尔质量为
＝32g/mol，故Y为氢元素。
（3）由化学方程式可知每生成1molX2转移4mole－，则生成0.1molX2转移电子0.4mol。
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