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    (新教材)2019-2020学年鲁科版化学必修第一册讲义:1.3第2课时 气体摩尔体积
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    高中化学第3节 化学中常用的物理量——物质的量优秀第2课时2课时学案设计

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    这是一份高中化学第3节 化学中常用的物理量——物质的量优秀第2课时2课时学案设计,共14页。学案主要包含了物质的量与气体体积之间的关系等内容,欢迎下载使用。




    气体摩尔体积





    1.影响气体体积的因素








    相同条件(同温同压)下,任何气体分子间的距离几乎相等。


    2.气体摩尔体积


    (1)气体摩尔体积


    ①概念:在一定温度和压强下,eq \(□,\s\up1(4))__________的气体所占有的体积。


    ②符号:eq \(□,\s\up1(5))__________。


    ③单位:eq \(□,\s\up1(6))__________或m3·ml-1。


    ④气体摩尔体积(Vm)、物质的量(n)与气体体积(V)之间的关系:Vm=eq \(□,\s\up1(7))__________。


    (2)标准状况下的气体摩尔体积


    ①标准状况的含义:温度为eq \(□,\s\up1(8))______、压强为eq \(□,\s\up1(9))________。


    ②标准状况下气体的摩尔体积约为eq \(□,\s\up1(10))__________。





    使用标准状况下的气体摩尔体积22.4 L·ml-1时,要注意物质的状态和所处的状况。


    自我校对:


    eq \(□,\s\up1(1))压强 eq \(□,\s\up1(2))分子数目 eq \(□,\s\up1(3))平均距离 eq \(□,\s\up1(4))单位物质的量


    eq \(□,\s\up1(5))Vm eq \(□,\s\up1(6))L·ml-1 eq \(□,\s\up1(7))eq \f(V,n) eq \(□,\s\up1(8))0 ℃ eq \(□,\s\up1(9))101 kPa


    eq \(□,\s\up1(10))22.4 L·ml-1





    1.应用气体摩尔体积解题时的“四注意”





    (1)条件:标准状况,即0 ℃、101 kPa;


    (2)标准:1 ml,即分子数为6.02×1023;


    (3)对象:气体,可为单一气体,也可为混合气体;


    (4)数值:约为22.4 L,非精确值。


    2.根据标准状况下气体摩尔体积进行的有关计算





    (1)气体的物质的量:n=eq \f(V,22.4);


    (2)气体的摩尔质量:M=eq \f(m,n)=eq \f(ρV,\f(V,22.4))=22.4ρ(ρ的单位是 g·L-1);


    (3)气体的分子数:N=nNA=eq \f(V,22.4)NA;


    (4)气体的质量:m=nM=eq \f(V,22.4)M。





    1.(2019·四川三台中学高一第一次月考)当温度和压强一定时,决定气体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


    解析:选D。影响气体体积大小的因素有分子直径的大小、分子间距离的大小、分子数目的多少,在一定温度和压强下,气体分子间的平均距离近似相等,因分子间距离远大于气体分子大小,则影响其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少。


    2.标准状况下,0.5 ml O2的体积是( )


    A.0.5 LB.12.25 L


    C.11.2 LD.22.4 L


    解析:选C。V=n·Vm=0.5 ml×22.4 L·ml-1=11.2 L。


    3.下列说法中,正确的是( )


    A.一定状况下,N2的摩尔体积可能恰好为11.2 L/ml


    B.在标准状况下,1 ml N2的体积是22.4 L/ml


    C.1 ml N2的体积约是22.4 L,则N2是处于标准状况


    D.在标准状况下,H2O的摩尔体积约是22.4 L/ml


    解析:选A。A项,由于温度和压强影响气体摩尔体积,则一定状况下,N2的摩尔体积可能恰好为11.2 L/ml,正确;B项,在标准状况下,1 ml N2的体积是22.4 L/ml×1 ml=22.4 L,单位不正确,错误;C项,1 ml N2的体积约是22.4 L,气体摩尔体积为22.4 L/ml,由于温度和压强均影响气体体积,则N2不一定是处于标准状况,错误;D项,标准状况下水不是气态,则水的摩尔体积不是22.4 L/ml,错误。


    eq \a\vs4\al()


    标准状况下,气体的摩尔体积为22.4 L/ml,做题时要注意前提是标准状况,而不是常温常压,适用对象是气体,而不是液体或固体。


    4.(2019·江川二中高一期末)标准状况下,质量相等的下列物质中体积最大的是( )


    A.N2B.Cl2


    C.H2D.CO2


    解析:选C。氮气的摩尔质量是28 g/ml、氯气的摩尔质量是71 g/ml、氢气的摩尔质量是2 g/ml、二氧化碳的摩尔质量是44 g/ml,标准状况下,气体摩尔体积是22.4 L/ml,根据V=eq \f(m,M)×Vm可知,相同质量的不同气体,其体积与摩尔质量成反比,摩尔质量最小的气体其体积最大,所以气体体积最大的是氢气。


    eq \a\vs4\al()


    质量相等的气体,摩尔质量越小,物质的量越大,相同条件下的体积也就越大。


    5.标准状况下,体积为8.96 L的CO和CO2的混合气体的质量为14.4 g。请回答下列问题:


    (1)CO的质量为________g;


    (2)CO的体积为________L;


    (3)混合气体的平均摩尔质量为________g·ml-1;


    (4)混合气体的密度为________g·L-1。


    解析:由题中信息可知,CO和CO2的混合气体的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·ml-1)=0.4 ml。设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x、y,


    则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x+y=0.4 ml,28 g·ml-1×x+44 g·ml-1×y=14.4 g,))


    解得:x=0.2 ml,y=0.2 ml。


    (1)m(CO)=0.2 ml×28 g·ml-1=5.6 g;(2)V(CO)=0.2 ml×22.4 L·ml-1=4.48 L;(3)M(混)=eq \f(14.4 g,0.4 ml)=36 g·ml-1;(4)ρ(混)=eq \f(14.4 g,8.96 L)≈1.61 g·L-1。


    答案:(1)5.6 (2)4.48 (3)36 (4)1.61


    阿伏加德罗定律及其推论





    阿伏加德罗定律


    (1)内容:eq \(□,\s\up1(1))__________下,eq \(□,\s\up1(2))________的任何气体都含有eq \(□,\s\up1(3))________的分子。


    (2)适用范围:任何气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。


    (3)“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。


    自我校对:


    eq \(□,\s\up1(1))同温、同压 eq \(□,\s\up1(2))相同体积 eq \(□,\s\up1(3))相同数目





    阿伏加德罗定律的推论


    (1)阿伏加德罗定律的推论规律是“两同定比例”。


    (2)适用阿伏加德罗定律推论的对象必须是气体。


    (3)上述关系可根据pV=nRT进行推导(p—压强、V—气体体积、n—气体物质的量、R—常数、T—温度)。





    1.(2019·榆林第二中学高一第二次月考)同温同压下,物质的量相等的两种气体一定( )


    A.密度相等B.原子数相等


    C.分子数相等D.均为22.4 L


    解析:选C。A项,根据ρ=eq \f(M,Vm)可知,两种气体的平均摩尔质量不一定相等,所以其密度不一定相等,故A错误;B项,若两种气体分子中含有相等的原子数,则原子数相等,若两种气体分子中含有的原子数不相等,则所含原子数不相等,故B错误;C项,两种气体的物质的量相等,根据N=nNA可知,气体分子数相等,故C正确;D项,气体不一定在标准状况下,气体的物质的量也不一定是1 ml,即体积不一定为22.4 L,故D错误。


    2.(2019·中山高一期末)同温同压下,相同质量的SO2和SO3相比较,下列有关叙述中正确的是( )


    A.分子数之比为1∶1B.原子数之比为16∶15


    C.体积之比为4∶5D.密度之比为4∶5


    解析:选D。同温同压下,Vm相同,结合n=eq \f(m,M)、V=nVm、ρ=eq \f(M,Vm)计算。A项,分子数之比等于物质的量之比,故相同质量的SO2和SO3的分子数之比为eq \f(m,64)∶eq \f(m,80)=5∶4,故A错误;B项,二氧化硫中原子的物质的量等于二氧化硫的3倍,三氧化硫中原子的物质的量等于三氧化硫的4倍,则相同质量的SO2和SO3的原子数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16,故B错误;C项,同温同压下,Vm相同,体积之比等于其物质的量之比,故相同质量的SO2和SO3的体积之比为5∶4,故C错误;D项,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,故相同质量的SO2和SO3的密度之比为64∶80=4∶5,故D正确。


    3.(2019·高安二中高一期中)在相同温度和压强下,容器A中的臭氧(O3)和容器B中的乙炔(C2H2)所含的原子数相同,则A、B两容器中气体的体积之比是( )


    A.4∶3B.3∶4


    C.1∶1D.2∶3


    解析:选A。设臭氧(O3)的物质的量为n1,乙炔(C2H2)的物质的量为n2,则臭氧(O3)中所含的原子数为3n1,乙炔(C2H2)中所含的原子数为4n2,根据题意可知,3n1=4n2,则eq \f(n1,n2)=eq \f(4,3)。又因为相同条件下,气体体积之比等于物质的量之比,所以eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(4,3)。


    合格考训练[学生用书P69(单独成册)]


    1.下列说法正确的是( )


    A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 ml


    B.含0.2 ml H2和0.8 ml CO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L


    C.标准状况下,1 ml任何物质的体积必定都是22.4 L


    D.22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等


    解析:选B。A项,22.4 L气体在标准状况下的物质的量为1 ml,A项错误;B项,含0.2 ml H2和0.8 ml CO2的混合气体在标准状况下的体积约为(0.2 ml+0.8 ml)×22.4 L/ml=22.4 L,B项正确;C项,标准状况下,1 ml任何气体的体积都约为22.4 L,对于固体、液体不能使用气体摩尔体积,C项错误;D项,没有说明CO2所处的状况,CO2的物质的量未知,水的物质的量为eq \f(18 g,18 g/ml)=1 ml,故二者含有的分子数目不一定相等,D项错误。


    2.(2019·临河三中高一期中)下列物质中,其物质的量为0.2 ml的是( )


    A.2.2 g CO2B.4.8 g Mg


    C.4.48 L O2D.49 g H2SO4


    解析:选B。A项,CO2的摩尔质量为44 g/ml,2.2 g CO2的物质的量为eq \f(2.2 g,44 g/ml)=0.05 ml,A项错误;B项,Mg的摩尔质量为24 g/ml,4.8 g Mg的物质的量为eq \f(4.8 g,24 g/ml)=0.2 ml,B项正确;C项,氧气所处状态不确定,气体摩尔体积不确定,不能计算其物质的量,C项错误;D项,H2SO4的摩尔质量为98 g/ml,49 g H2SO4的物质的量为eq \f(49 g,98 g/ml)=0.5 ml,D项错误。


    3.(2019·江苏海安高级中学高一月考)在标准状况下,体积比为1∶2∶3所组成的N2、O2和CO2共100 g的混合气体的体积为( )


    A.11.2 LB.30 L


    C.60 LD.112 L


    解析:选C。在标准状况下,体积比为1∶2∶3组成的N2、O2和CO2的混合气体,物质的量比也为1∶2∶3,设N2、O2和CO2的物质的量分别为x、2x、3x,则28x+32×2x+44×3x=100,x=eq \f(100,224) ml,混合气体在标准状况下的体积为(x+2x+3x)×22.4 L·ml-1=eq \f(600,224) ml×22.4 L·ml-1=60 L。


    4.有一种气体的质量是14.2 g,体积是4.48 L(标准状况),则该气体的摩尔质量是( )


    A.28.4B.28.4 g·ml-1


    C.71D.71 g·ml-1


    解析:选D。标准状况下,1 ml气体所占有的体积为22.4 L,则4.48 L(标准状况)气体的物质的量n=eq \f(V,Vm)=eq \f(4.48 L,22.4 L·ml-1)=0.2 ml,M=eq \f(m,n)=eq \f(14.2 g,0.2 ml)=71 g·ml-1。


    5.(2019·息烽一中高一期中)9.03×1023个CH4中,含________ml碳原子,________ml氢原子,________ml质子,________ml电子,与________个NH3含有相同数目的氢原子。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为________。


    解析:9.03×1023个CH4的物质的量是eq \f(9.03×1023,6.02×1023 ml-1)=1.5 ml,1分子甲烷含有1个碳原子、4个氢原子、10个质子和10个电子,则1.5 ml CH4中含有1.5 ml碳原子、6 ml氢原子、15 ml质子、15 ml电子。由于1分子氨含有3个氢原子,则含有6 ml氢原子的氨的物质的量是6 ml÷3=2 ml,其个数为2 ml×6.02×1023 ml-1=1.204×1024。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为1.5 ml×22.4 L·ml-1=33.6 L。


    答案:1.5 6 15 15 1.204×1024(或2NA) 33.6 L


    等级性测试[学生用书P69(单独成册)]


    1.(2019·台州高一期中)下列说法中正确的是( )


    A.1 ml任何气体的体积都约为22.4 L


    B.1 ml气态物质,当体积约为22.4 L时,该气体一定处于标准状况下


    C.在标准状况下,2 ml酒精的体积约为44.8 L


    D.常温常压下,质量为32 g的O2含有的分子数为NA


    解析:选D。A项,气体的体积受温度和压强的影响,一般情况下1 ml任何气体在标准状况下所占的体积都约为22.4 L,故A错误;B项,气体的体积受温度和压强的影响,1 ml气态物质,当体积约为22.4 L时,该气体可能处于标准状况下,在非标准状况时体积也有可能等于22.4 L,故B错误;C项,标准状况下,酒精是液态,气体摩尔体积不适用于酒精的体积计算,故C错误;D项,32 g氧气的物质的量是1 ml,所以含有的分子数是NA,故D正确。


    2.一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是( )


    A.该温度和压强可能是标准状况


    B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L


    C.该气体中每个分子含有2个原子


    D.若O2在该条件下为气态,则1 ml O2在该条件下的体积也为30 L


    解析:选A。该气体的物质的量为eq \f(6.02×1023,NA)=1 ml,在该温度和压强下,1 ml该气体的体积为30 L,故不是标准状况,A项错误;若标准状况下该物质为气态,其体积为1 ml×22.4 L·ml-1=22.4 L,B项正确;该气体中每个分子含有的原子数为eq \f(1.204×1024,6.02×1023)=2,C项正确;由上述分析可知,D项正确。


    3.(2019·吉安二中高一期中)标准状况下V L NH3含有a个原子,则阿伏加德罗常数是( )


    A.eq \f(5.6a,V) ml-1B.eq \f(22.4a,V) ml-1


    C.22.4a ml-1D.eq \f(11.2a,V) ml-1


    解析:选A。首先根据公式n=eq \f(V,Vm)计算出NH3的物质的量,再根据n=eq \f(N,NA)计算出阿伏加德罗常数。标准状况下V L NH3物质的量为eq \f(V,22.4) ml,与含有的原子总数的关系为eq \f(V,22.4) ml×4×NA=a,所以NA=eq \f(5.6a,V) ml-1。


    4.(2019·玉田高一期中)在标准状况下,一氧化碳和二氧化碳的混合气体5.6 L,如果二氧化碳的质量为2.2 g,则一氧化碳的质量为( )


    A.5.6 gB.4.4 g


    C.2.8 gD.1 g


    解析:选A。标准状况下5.6 L混合气体的物质的量为eq \f(5.6 L,22.4 L·ml-1)=0.25 ml。如果二氧化碳的质量为2.2 g,则n(CO2)=eq \f(2.2 g,44 g·ml-1)=0.05 ml,则一氧化碳的质量为m=(0.25-0.05) ml×28 g/ml=5.6 g。


    5.(2019·舟山高一学考测试)在同温同压下,相同质量的气体X和Y,已知此时Y的体积大于X的体积,则它们的相对分子质量关系是( )


    A.MX>MYB.MX<MY


    C.MX=MYD.无法确定


    解析:选A。同温同压下,气体摩尔体积相同,此时Y的体积大于X的体积,则n(Y)>n(X),又知m(X)=m(Y),则MX∶MY=eq \f(m,n(X))∶eq \f(m,n(Y))=n(Y)∶n(X)>1,所以MX>MY。


    6.(2019·鸡西第十九中学高一期中)下列叙述正确的是( )


    A.1.5 ml O2的体积是33.6 L


    B.在标准状况下,2 ml H2的体积是44.8 L


    C.等质量的CO和N2的体积相等


    D.32 g O2的物质的量是1 ml,其体积是22.4 L


    解析:选B。A项,未明确标准状况,不能用公式V=22.4·n计算气体的体积,A项错误;B项,在标准状况下,2 ml H2的体积为22.4 L/ml×2 ml=44.8 L,B项正确;C项,因为CO和N2的摩尔质量相等,所以等质量的CO和N2的物质的量相等,但题目没有明确两种气体所处的温度和压强是否相同,所以无法判断等质量的CO和N2的体积是否一定相等,C项错误;D项,未明确标准状况,不能用公式V=22.4·n计算气体的体积,D项错误。


    7.(2019·茶陵第三中学高一月考)下列物质中,摩尔质量最大的是( )


    A.16 g CH4B.11.2 L O2(标准状况)


    C.9 mL H2OD.0.8 ml H2SO4


    解析:选D。摩尔质量如果以g/ml为单位,在数值上等于该物质的相对分子质量,其与物质的质量、物质的量、体积没有关系,则四个选项中物质的摩尔质量分别是16 g/ml、32 g/ml、18 g/ml、98 g/ml,所以摩尔质量最大的是H2SO4。


    8.(2019·随州一中高一期中)44 g A和49 g B恰好完全反应生成76 g C和一定量的气体D,若D的相对分子质量为34,则生成的气体D在标准状况下的体积为( )


    A.22.4 LB.11.2 L


    C.5.6 LD.44.8 L


    解析:选B。由质量守恒定律可得m(A)+m(B)=m(C)+m(D),m(D)=(44 g+49 g)-76 g=17 g,气体D的物质的量为eq \f(17 g,34 g/ml)=0.5 ml,故其在标准状况下的体积为0.5 ml×22.4 L/ml=11.2 L。


    9.同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则该气体的相对分子质量为 ( )


    A.30B.28


    C.32D.64


    解析:选B。同温同压下,某容器体积一定,充满任何气体物质的量都相同。设容器质量为m,该气体的相对分子质量为Mr,则有eq \f(116-m,32)=eq \f(122-m,44)=eq \f(114-m,Mr),解得m=100,Mr=28。


    10.(2019·遂川中学、吉安中学高一联考)有两种金属粉末的混合物15.6 g,投入足量的稀硫酸中充分反应,产生5.6 L标准状况下的氢气,此混合物不可能是( )


    A.Fe和ZnB.Al和Zn


    C.Fe和CuD.Mg和Al


    解析:选D。标准状况下,5.6 L氢气的质量是0.5 g。根据方程式分别计算15.6 g Fe、Zn、Al、Cu、Mg与稀硫酸反应生成氢气的质量,利用平均值法分析判断。


    Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,15.6 g铁生成氢气的质量为0.56 g;Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,15.6 g锌生成氢气的质量为0.48 g;2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,15.6 g铝生成氢气的质量约为1.73 g;铜与稀硫酸不反应,15.6 g铜生成氢气的质量为0;Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,15.6 g镁生成氢气的质量为1.3 g;根据平均值法,15.6 g Mg和Al的混合物与稀硫酸反应生成氢气的质量一定大于0.5 g,故此混合物不可能是Mg和Al。


    11.(2019·重庆七校高一期末)标准状况下,①0.112 L水;②3.01×1023个氯化氢分子;③13.6 g H2S气体;④0.2 ml氨。下列对这四种物质的关系由小到大排列正确的是( )


    A.氢原子数:①③④②B.密度:④①③②


    C.质量:①④③②D.体积:①④③②


    解析:选D。标准状况下,①水是液体,气体摩尔体积对其不适用;②n(HCl)=eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml-1)=0.5 ml;③n(H2S)=eq \f(13.6 g,34 g·ml-1)=0.4 ml;④n(NH3)=0.2 ml。


    A项,①水中H原子数N(H)=eq \f(112 g,18 g·ml-1)×2×NA ml-1≈12.4NA;②HCl中H原子数N(H)=0.5 ml×NA ml-1=0.5NA;③H2S气体中含有的H原子数N(H)=0.4 ml×2×NA ml-1=0.8NA;④0.2 ml氨中含有的H原子数N(H)=0.2 ml×3×NA ml-1=0.6NA,所以H原子数由小到大的顺序是②④③①,A错误。B项,水的密度是1 g·mL-1;根据ρ=eq \f(m,V)=eq \f(M,Vm)可知,气体密度与其摩尔质量成正比,HCl的摩尔质量是36.5 g·ml-1、硫化氢的摩尔质量是34 g·ml-1、氨的摩尔质量是17 g·ml-1,气体的密度都小于1 g·mL-1,所以密度由小到大的顺序是④③②①,B错误。C项,m(H2O)=112 g;m(HCl)=0.5 ml×36.5 g·ml-1=18.25 g;m(H2S)=0.4 ml×34 g·ml-1=13.6 g;m(NH3)=0.2 ml×17 g·ml-1=3.4 g,所以质量由小到大的顺序是④③②①,C错误。D项,水的体积是0.112 L;V(HCl)=0.5 ml×22.4 L·ml-1=11.2 L;V(H2S)=0.4 ml×22.4 L·ml-1=8.96 L;V(NH3)=0.2 ml×22.4 L·ml-1=4.48 L,所以体积由小到大的顺序是①④③②,D正确。


    12.(2019·麻江一中高一期末)(1)同温同压下,等体积的O2和O3所含分子数之比为________,质量之比为________。


    (2)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 ml C和31.76 g D,则C的摩尔质量为________。


    (3)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)分别用p(Ne)、p(H2)、p(O2)表示,由大到小的顺序是____________。


    解析:(1)同温同压下,等体积的O2和O3的物质的量相等,根据n=eq \f(N,NA)可知,气体的物质的量之比等于分子数之比,即二者的分子数之比为1∶1;根据n=eq \f(m,M)可知,气体的质量之比等于摩尔质量之比,即二者的质量之比为32∶48=2∶3;


    (2)根据质量守恒定律知,C的质量为(16+20-31.76) g=4.24 g,C的摩尔质量M=eq \f(m,n)=eq \f(4.24 g,0.04 ml)=106 g/ml;


    (3)Ne的摩尔质量是20 g/ml,氢气的摩尔质量是2 g/ml,氧气的摩尔质量是32 g/ml,根据pV=nRT推导,相同温度和密度的密闭容器中,气体的压强与气体的摩尔质量成反比,则气体摩尔质量由大到小的顺序为M(O2)>M(Ne)>M(H2),所以其压强由大到小的顺序是p(H2)>p(Ne)>p(O2)。


    答案:(1)1∶1 2∶3 (2)106 g/ml


    (3)p(H2)>p(Ne)>p(O2)


    13.一定量的液态化合物XY2在一定量O2中恰好完全反应:XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672 mL,密度为2.56 g/L。求:


    (1)反应前O2的体积为______________。


    (2)化合物XY2的摩尔质量是______________。


    (3)在XY2分子中,X、Y两元素质量之比为3∶16,则X、Y两元素分别是______________。


    解析:(1)由题中的化学方程式XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是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XY2为液态,故反应前O2的体积为672 mL。


    (2)n(O2)=eq \f(672×10-3 L,22.4 L/ml)=0.03 ml。因XY2与O2恰好完全反应,则它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知),故XY2的物质的量为0.01 ml。又因反应后的气体体积为672 mL,密度为2.56 g/L,则反应后气体总质量为m=ρV=2.56 g/L×672×10-3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 ml×32 g/ml=0.76 g,M(XY2)=eq \f(0.76 g,0.01 ml)=76 g/ml。


    (3)由题意知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(M(X)+2M(Y)=76 g/ml,\f(M(X),2M(Y))=\f(3,16))),


    解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(M(X)=12 g/ml,M(Y)=32 g/ml)),


    所以X为碳元素,Y为硫元素。


    答案:(1)672 mL (2)76 g/ml


    (3)碳元素、硫元素


    14.(2019·元江一中高一期中)若用NA表示阿伏加德罗常数的值,完成下列填空。


    (1)决定物质体积的因素:①构成物质的粒子数;②粒子大小;③粒子间的距离。对固态、液态物质而言,它主要是由上述________(填编号,下同)决定;对气态物质而言,它主要由上述____________决定。


    (2)标准状况下,体积为11.2 L的CO2的质量为________g,其所含原子总数是________。


    (3)现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·ml-1。则:


    ①该气体的物质的量为________ml。


    ②该气体在标准状况下的体积为________ L。


    解析:(1)对固态、液态物质而言,粒子大小远远大于粒子间的距离,可以忽略粒子间的距离,故构成物质的粒子数及粒子大小决定固体、液体的体积,故选①②;而对气态物质而言,粒子间的距离远远大于粒子大小,可以忽略粒子大小,故构成物质的粒子数、粒子间的距离决定气体体积大小,故选①③;


    (2)标准状况下,11.2 L二氧化碳的物质的量为11.2 L÷22.4 L/ml=0.5 ml,其质量为0.5 ml×44 g/ml=22 g,其所含原子总数为N=nNA=3×0.5×NA=1.5NA;


    (3)①m g该气体的物质的量为m g÷M g/ml=eq \f(m,M) ml;


    ②标准状况下气体摩尔体积Vm=22.4 L/ml,该气体在标准状况下的体积为22.4 L/ml×eq \f(m,M) ml=eq \f(22.4m,M) L。


    答案:(1)①② ①③ (2)22 1.5NA (3)①eq \f(m,M) ②eq \f(22.4m,M)


    15.(2019·河北盐山中学高一月考)现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下的体积为13.44 L。回答下列问题:


    (1)该混合气体的平均摩尔质量为________。


    (2)该混合气体中碳原子的质量为________。


    (3)该将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。





    ①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。


    ②气球中收集到的气体的体积为________L。


    解析:混合气体在标准状况下的体积为13.44 L,根据n=eq \f(V,Vm)可知,总物质的量为n=eq \f(13.44 L,22.4 L·ml-1)=0.6 ml;氢氧化钠吸收二氧化碳,浓硫酸吸收水,气球中收集的气体是一氧化碳。


    (1)该混合气体的总物质的量为0.6 ml,根据M=eq \f(m,n)可知,该混合气体的平均摩尔质量为eq \f(21.6 g,0.6 ml)=36 g·ml-1;


    (2)设一氧化碳的物质的量为a ml,则二氧化碳的物质的量为(0.6-a) ml,故28 g·ml-1×a ml+44 g·ml-1×(0.6-a) ml=21.6 g,a=0.3,碳元素的质量为0.3 ml×12 g·ml-1+0.3 ml×12 g·ml-1=7.2 g;也可以根据原子守恒直接计算。


    (3)装置吸收了二氧化碳和水,气球中收集到的气体为一氧化碳。


    ①气球中收集到的气体的摩尔质量为28 g·ml-1;


    ②一氧化碳的物质的量为0.3 ml,故在标准状况下的体积为6.72 L。


    答案:(1)36 g·ml-1 (2)7.2 g (3)①28 g·ml-1 ②6.72





    课程标准
    核心素养
    运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
    宏观辨识与微观探析:建立气体的体积、物质的量、质量之间的关系,气体的体积与化学方程式中化学计量数的关系及其应用;并从微观的角度探究分析影响气体体积的因素。
    相同条件
    结论
    公式
    语言叙述
    同温同压
    eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
    同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
    同温同体积
    eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
    同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
    同温同压
    eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
    同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
    同温同压同体积
    eq \f(m1,m2)=eq \f(M1,M2)
    同温同压下,体积相同的气体,其质量之比等于摩尔质量之比
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