1.在已有知識的基礎(chǔ)上理解氣體摩爾體積的概念及相關(guān)計算。
2.理解決定物質(zhì)體積的因素及其體積差異的原因。
3.通過氣體摩爾體積的學(xué)習(xí),培養(yǎng)探究反應(yīng)或問題實質(zhì)的意識。
4.通過分析物質(zhì)體積大小的影響因素,加強對宏觀與微觀的聯(lián)系,培養(yǎng)對抽象問題的分析、歸納、推理和總結(jié)的能力。
一、 決定物質(zhì)體積大小的因素
1.物質(zhì)體積大小的影響因素
決定固體、液體體積大小
決定氣體體積大小
(1)影響物質(zhì)體積的因素
粒子的大小
物質(zhì)的體積 粒子的數(shù)目
粒子間的距離
1 ml不同的固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)含有的粒子數(shù)相同,而粒子之間的距離是非常小的,這就使得固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積主要取決于粒子的大小。但因為不同物質(zhì)的粒子大小是不相同的,所以,1ml不同的固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積是不相同的。
對于氣體來說,粒子之間的距離(一般指平均距離)遠遠大于粒子本身的直徑,所以,當(dāng)粒子數(shù)相同時,氣體的體積主要取決于氣體粒子之間的距離。而在相同的溫度和壓強下,任何氣體粒子之間的距離可以看成是相等的,因此,粒子數(shù)相同的任何氣體都具有相同的體積。
四同定律:在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。
(2)粒子數(shù)目相同時不同物質(zhì)的體積關(guān)系
2. 阿伏加德羅定律
(1)內(nèi)容:同溫同壓下,相同體積的任何氣體含有相同數(shù)目的分子(即物質(zhì)的量相同)。
(2)適用范圍:適用于任何氣體物質(zhì),即不但適用于單一氣體,也適用于混合氣體。
(3)阿伏加德羅定律的推論
二、 氣體摩爾體積
1. 定義:一定溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體所占有的體積,叫做氣體的摩爾體積
2. 符號:Vm
3. 單位:L·ml-1(或L/ml)
4. 計算公式:Vm=eq \f(V,n)
5. 數(shù)值:在標準狀況(溫度為0℃,壓強為101 KPa)下,氣體摩爾體積為22.4L·ml-1
影響氣體摩爾體積的因素:氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體所處的溫度和壓強。
①升高溫度:氣體摩爾體積增大。
②增大壓強:氣體摩爾體積減小。
【溫馨提示】對氣體摩爾體積的理解
(1)1個條件:必須為標準狀況。非標準狀況下,1 ml氣體的體積不一定是22.4 L。
(2)1種狀態(tài):物質(zhì)的聚集狀態(tài)必須是氣體或者氣體的混合物。如水、酒精、SO3、CCl4等物質(zhì)在標準狀況下不是氣體。
(3)2個數(shù)據(jù):“1 ml”,“約為22.4 L”。
(4)對象:標準狀況下(0℃和101 kPa)時,氣體摩爾體積約等于22.4 L/ml(“約”字很重要)
(5)特例:標準狀況下,1ml任何氣體的體積都約為22.4L
①標準狀況:溫度0℃,壓強為101kPa
②標準狀況下Vm=22.4 L·ml-1
(6)比較
三、阿伏加德羅定律
1. 定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體具有相同的分子數(shù)。
2. 推論
①同溫、同壓:氣體的體積與物質(zhì)的量成正比;
②同溫、同壓:氣體的密度與摩爾質(zhì)量成正比;
③同溫、同體積:氣體的壓強之比與其物質(zhì)的量成正比;
④同溫、同壓、同體積:氣體的質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比。
適用范圍:任何氣體,包括單一氣體(如N2)及混合氣體(如N2和O2的混合氣體)。
【拓展提升】(1)理想氣體狀態(tài)方程-----阿伏伽德羅定律推論
pV=nRT
說明:p為壓強,V為體積,n為物質(zhì)的量,R為常數(shù),T為溫度
(2)阿伏加德羅定律推論的理解
①氣體的體積與溫度、壓強有關(guān)。相同溫度下,單位物質(zhì)的量的氣體壓強越小,氣體體積越大;相同壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體溫度越高,氣體體積越大。
②氣體的壓強與氣體分子數(shù)、溫度有關(guān)。相同分子數(shù)時,相同體積的氣體溫度越高,氣體壓強越大;相同溫度下,相同體積的氣體分子數(shù)越多,氣體壓強越大。
考點一:氣體摩爾體積
【例1】下列有關(guān)氣體摩爾體積的描述中,正確的是( )
A.在一定溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積就是氣體摩爾體積
B.氣體摩爾體積一定是22.4 L·ml-1
C.1 ml氣體體積為22.4 L,則一定是標準狀況
D.相同物質(zhì)的量的氣體的氣體摩爾體積也相同
【答案】A
【解析】氣體體積受溫度、壓強的影響,隨著條件的不同,氣體摩爾體積對應(yīng)的數(shù)值有無數(shù)種,不一定是22.4 L·ml-1,B錯誤;非標準狀況通過調(diào)節(jié)溫度和壓強也可以使1 ml氣體體積達到22.4 L,C錯誤;氣體摩爾體積與物質(zhì)的量無關(guān),當(dāng)條件不同時氣體摩爾體積不一定相同,D錯誤。
【歸納總結(jié)】標準狀況下的氣體摩爾體積
考點二:阿伏伽德羅定律
【例2】在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿O2、O3氣體,當(dāng)這兩個容器內(nèi)溫度和氣體密度相等時,下列說法正確的是( )
A.兩種氣體的壓強相等B.O2比O3的質(zhì)量小
C.兩種氣體的分子數(shù)目相等D.兩種氣體的氧原子數(shù)目相等
【答案】D
【解析】氧氣和臭氧等溫度、等體積、等密度時,其質(zhì)量一定相等;因二者的摩爾質(zhì)量不等,其物質(zhì)的量一定不相等,壓強不相等,分子數(shù)不相等,但含有的氧原子數(shù)相等。
考點三:氣體體積的計算
【例3】34.0 g氨氣的物質(zhì)的量是________,標準狀況下氨氣的體積是________,所含的氨氣分子數(shù)是________。
【答案】2.0 ml 44.8 L 1.204×1024
【解析】根據(jù)氣體相關(guān)計算公式n=eq \f(m,M)=eq \f(N,NA)=eq \f(V,Vm)(標準狀況)可知:
n(NH3)=eq \f(34.0 g,17 g·ml-1)=2.0 ml。V(NH3)=n(NH3)·Vm=2.0 ml×22.4 L·ml-1=44.8 L。N(NH3)=n(NH3)·NA=2.0 ml×6.02×1023 ml-1=1.204×1024。
【歸納總結(jié)】計算關(guān)系
①氣體的物質(zhì)的量n=eq \f(V,22.4) ml;
②氣體的摩爾質(zhì)量M=Vm·ρ=22.4ρ g·ml-1;
③氣體的分子數(shù)N=n·NA=eq \f(V,22.4)·NA;
④氣體的質(zhì)量m=n·M=eq \f(V,22.4)·M g。
1.(2022秋·浙江杭州·高一學(xué)軍中學(xué)校考期中)在標準狀況下有①6.72L CH4②3.01×1023個 HCl分子,③13.6g硫化氫,④0.2ml氨氣(NH3)。 下列對這四種氣體的關(guān)系從大到小描述正確的是
A.體積②>①>③>④
B.密度②>①>④>③
C.質(zhì)量②>③>①>④
D.氫原子數(shù)①>④>③> ②
【答案】C
【分析】同溫同壓下,體積之比等于物質(zhì)的量之比;同溫同壓下,密度之比等于相對分子質(zhì)量之比;計算各物質(zhì)的質(zhì)量,據(jù)此進行判斷;計算各物質(zhì)的物質(zhì)的量,結(jié)合分子式計算氫原子的物質(zhì)的量,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.①6.72LCH4的物質(zhì)的量為0.3ml,②3.01×1023個HCl分子的物質(zhì)的量為0.5ml,③13.6g硫化氫的物質(zhì)的量為:,④0.2ml氨氣(NH3);同溫同壓下,體積之比等于物質(zhì)的量之比,所以體積②>③>①>④,故A錯誤;
B.①CH4相對分子質(zhì)量為16,②HCl相對分子質(zhì)量為36.5,③硫化氫相對分子質(zhì)量為34,④氨氣相對分子質(zhì)量為17,同溫同壓下,密度之比等于相對分子質(zhì)量之比,所以密度②>③>④>①,故B錯誤;
C.①6.72LCH4的質(zhì)量為0.3ml×16g/ml=4.8g,②3.01×1023個HCl分子的質(zhì)量為:0.5ml×36.5g/ml=18.25g,③13.6g硫化氫,④0.2ml氨氣(NH3)的質(zhì)量為0.2ml×17g/ml=3.4g,所以質(zhì)量大小為:②>③>①>④,故C正確;
D.氫原子物質(zhì)的量分別為:①0.3ml×4=1.2ml,②0.5ml,③0.4ml×2=0.8ml,④0.2ml×3=0.6ml,所以氫原子數(shù)①>③>④>②,故D錯誤;
故答案選C。
【點睛】本題考查了物質(zhì)的量的計算,題目難度不大,明確物質(zhì)的量與氣體摩爾體積、摩爾質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)等之間的關(guān)系即可解答,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力。
2.(2022秋·福建廈門·高一大同中學(xué)??计谥校┫嗤瑮l件下,等質(zhì)量下列氣體體積最小的是
A.B.C.D.
【答案】D
【詳解】在相同條件,等質(zhì)量的氣體摩爾質(zhì)量越大,其物質(zhì)的量越小,體積越小;的摩爾質(zhì)量為16g/ml,的摩爾質(zhì)量為32g/ml,的摩爾質(zhì)量為44g/ml,的摩爾質(zhì)量為71g/ml,則體積最小的是;
故答案選D。
3.在三個密閉容器中分別充入Cl2、O2、H2三種氣體,當(dāng)它們的溫度和密度都相同時,這三種氣體的壓強(p)從大到小的順序是
A.p(Cl2)>p(H2)>p(O2)
B.p(O2)> p(Cl2)>p(H2)
C.p(H2)>p(O2)> p(Cl2)
D.p(H2)> p(Cl2)>p(O2)
【答案】C
【詳解】根據(jù)阿伏加德羅定律,當(dāng)它們的溫度和密度相同時,摩爾質(zhì)量與壓強成反比,摩爾質(zhì)量由小到大的順序為H2<O2<Cl2,則壓強的大小順序為p(H2)>p(O2)>p(Cl2);
故選C。
4.(2022秋·浙江溫州·高一校聯(lián)考期中)下列關(guān)于決定物質(zhì)體積的因素的說法不正確的是
A.物質(zhì)的體積取決于粒子數(shù)目、粒子大小和粒子間距
B.同溫同壓下,1ml任何物質(zhì)所占有的體積均相同
C.相同條件下,分子數(shù)相同的任何氣體都具有相同體積
D.等質(zhì)量的H2,壓強越小、溫度越高,氣體所占體積越大
【答案】B
【詳解】A.固體和液體的體積大小取決于粒子數(shù)目、粒子大小,氣體物質(zhì)的體積取決于粒子數(shù)目、粒子間距,A正確;
B.同溫同壓下,1ml氣體的體積相同,但固體和液體不一定相同,B錯誤;
C.氣體物質(zhì)的體積取決于粒子數(shù)目、粒子間距,相同條件下,不同氣體的粒子間距相同,所以分子數(shù)相同的任何氣體都具有相同體積,C正確;
D.等質(zhì)量的H2,即等物質(zhì)的量的H2,根據(jù)PV=nRT可知,壓強越小、溫度越高,氣體所占體積越大,D正確;
綜上所述答案為B。
5.有一種氣體的質(zhì)量是14.2g,體積是4.48升(標準狀況下),該氣體的摩爾質(zhì)量是
A.28.4B.C.71D.
【答案】D
【詳解】標準狀況下4.48L氣體的物質(zhì)的量為,其質(zhì)量為14.2g,則該氣體的摩爾質(zhì)量是,故答案為D項。
6.(2022秋·吉林長春·高一統(tǒng)考期中)標準狀況下,現(xiàn)有①4.48L ②個 ③10.2g,則對這三種物質(zhì)的關(guān)系有以下四種表述,其中不正確的是
A.體積:②>③>①B.密度:②>③>①
C.氫原子個數(shù):③>①>②D.質(zhì)量:②>③>①
【答案】C
【分析】①4.48L CH4的物質(zhì)的量為0.2ml;②3.01×1023個HCl分子的物質(zhì)的量為0.5ml; ③10.2g H2S的物質(zhì)的量為:=0.3ml,由此結(jié)合相關(guān)公式解答。
【詳解】A.標準狀況下,氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比,所以體積:②>③>①,故A正確;
B.相同條件下密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,所以密度:②>③>①,故B正確;
C.氫原子的物質(zhì)的量分別為:0.8ml、0.5ml、0.6ml,氫原子個數(shù):①>③>②,故C錯誤;
D.4.48LCH4的物質(zhì)的量為0.2ml,質(zhì)量為:0.2ml×16g/ml= 3.2g;②3.01×1023個HCl分子的物質(zhì)的量為0.5ml,質(zhì)量為0.5ml×36.5g/ml =18.25g;所以質(zhì)量:②>③>①,故D正確;
故選C。
7.下列說法正確的是
A.任何氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L·ml-1
B.20 ℃、1.0×105 Pa時,同體積的O2與CO2含有相同的分子數(shù)
C.當(dāng)1 ml氣態(tài)物質(zhì)的體積為22.4 L時,該氣體一定處于標準狀況
D.2 ml氣體的體積約為44.8 L
【答案】B
【詳解】A.沒有說明氣體所處的溫度和壓強,標準狀況下氣體摩爾體積約為22.4 L·ml-1,故A錯誤;
B.根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫、同壓下,同體積的任何氣體都含有相同的分子數(shù),故B正確;
C.1ml氣態(tài)物質(zhì)在非標準狀況下,體積也可能是22.4L,故C錯誤;
D.沒有說明氣體所處的溫度和壓強,氣體摩爾體積不一定是22.4 L·ml-1,故D錯誤;
故答案選B。
8.一定溫度和壓強下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個體積大小不同的氣球(如圖),下列說法中正確的是
A.氣球①中裝的是CH4
B.氣球①和氣球③中氣體分子數(shù)相等
C.氣球①和氣球④中氣體物質(zhì)的量之比為4∶1
D.氣球③和氣球④中氣體密度之比為2∶1
【答案】D
【詳解】A.根據(jù),,則氣體體積與摩爾質(zhì)量成反比,因此氣球①中裝的是SO2,故A錯誤;
B.根據(jù),得到氣球①中分子數(shù)比氣球③中氣體分子數(shù)少,故B錯誤;
C.氣球①裝的是SO2,氣球④裝的是CH4,根據(jù),,氣球①和氣球④中氣體物質(zhì)的量之比為1∶4,故C錯誤;
D.氣球③裝的是O2,氣球④裝的是CH4,根據(jù)密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,因此氣球③和氣球④中氣體密度之比為2∶1,故D正確。
綜上所述,答案為D。
9.下列說法正確的是
A.同溫同壓下甲烷和氧氣的密度之比為2∶1
B.1g甲烷和1g氧氣的原子數(shù)之比為5∶1
C.等物質(zhì)的量的甲烷和氧氣的質(zhì)量之比為2∶1
D.在標準狀況下等質(zhì)量的甲烷和氧氣的體積之比為1∶2
【答案】B
【詳解】A.同溫同壓下,甲烷和氧氣的密度之比等于二者的相對分子質(zhì)量之比,則ρ(CH4):ρ(O2)=16:32=1:2,A錯誤;
B.1g的甲烷和氧氣的物質(zhì)的量的比為n(CH4):n(O2)=:=2:1。CH4中含有5個原子,O2中含有2個原子,則等質(zhì)量的甲烷和氧氣的原子數(shù)之比為:(2×5):(1×2)=5:1,B正確;
C.根據(jù)m=n·M可知:等物質(zhì)的量的甲烷和氧氣的質(zhì)量之比等于二者的摩爾質(zhì)量之比,則m(CH4):m(O2)=16:32=1:2,C錯誤;
D.根據(jù)V=n·Vm可知:同溫同壓下,等質(zhì)量的甲烷和氧氣的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量的比,則n(CH4):n(O2)=:=2:1,故V(CH4):V(O2)=2:1,D錯誤;
故合理選項是B。
10.在同溫同壓下,分別用如圖所示的氣體吹出體積相等的甲、乙兩個氣球,則這兩個氣球中氣體的有關(guān)量之比(甲:乙)正確的是
A.質(zhì)量之比為3∶1B.密度之比為1∶1
C.分子總數(shù)之比為1∶3D.原子總數(shù)之比為2∶1
【答案】B
【分析】根據(jù)氣體摩爾體積與溫度和壓強有關(guān),條件相同,相同,由,常溫常壓下,等體積意味著物質(zhì)的量相等,即=,設(shè)==1ml;
【詳解】A.根據(jù),得到,,,則,故A錯誤;
B.根據(jù)氣體摩爾體積與溫度和壓強有關(guān),條件相同,相同,由,可得,即=1:1,故B正確;
C.根據(jù),分子總數(shù)與物質(zhì)的量成正比,即,故C錯誤;
D.原子總數(shù)之比為,故D錯誤;
故選B。
選擇題
1.(2022秋·浙江·高一期中)下列說法正確的是
①標準狀況下 6.02×1023個分子所占的體積約是22.4 L
②5ml H2所占體積為11.2 L
③標準狀況下,l ml H2的體積約為22.4 L
④標準狀況下,28 gCO 與N2的混合氣體的體積約為22.4L
⑤各種氣體的摩爾體積都約為22.4 L/ml
⑥標準狀況下體積相同的氣體的分子數(shù)相同
A.①③⑤B.③④⑥C.④⑥D(zhuǎn).②④⑥
【答案】B
【詳解】①6.02×1023個分子的物質(zhì)的量為,標況下,只有1ml氣體分子所占的體積才是22.4L,固體和液體的體積小于22.4L,故①錯誤;
②標準狀況下,0.5ml H2所占的體積一定是11.2L,溫度壓強不知,0.5ml氫氣體積不一定是11.2L,故②錯誤;
③標準狀況下,氣體摩爾體積為22.4L/ml,因此1ml H2的體積為22.4L,故③正確;
④標況下,1ml任何氣體所占體積約為22.4L,既包含純凈物也包含物質(zhì)間不反應(yīng)的混合物,一氧化碳和氮氣不反應(yīng),所以標況下28 g CO與N2的混合氣體的物質(zhì)的量是,則二者的體積約為22.4L,故④正確;
⑤標況下,各種氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L?ml-1,不是標準狀況,不一定是,故⑤錯誤;
⑥標準狀況下,Vm大約為22.4L/ml,由、N=nNA可知,體積相同的氣體的分子數(shù)相同,故⑥正確;
正確的有③④⑥,故選:B。
2.(2022秋·河南鄭州·高一鄭州市回民高級中學(xué)??计谥校藴薁顩r下,密閉容器內(nèi)分別充入空氣、H2和O2的混合氣體,兩種氣體處在可移動的活塞兩邊,充入時體積如圖所示,空氣與H2和O2混合氣體的體積之比為1∶3。若將裝置右邊H2和O2的混合氣體點燃引爆,活塞先左彈,恢復(fù)至原溫度后,活塞向右滑,最終停在容器的正中央,則原來O2、H2的體積比最接近于
①2∶7 ②5∶4 ③4∶5 ④7∶2
A.①③B.②④C.③④D.①②
【答案】D
【詳解】假設(shè)空氣的物質(zhì)的量為1ml,反應(yīng)前,左右兩室的體積之比為1∶3,反應(yīng)前右室氣體的物質(zhì)的量為3ml,反應(yīng)后活塞處于中央,兩室體積相等,則兩室的氣體的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)后右室氣體的物質(zhì)的量為1ml,氫氣和氧氣反應(yīng)生成水,假設(shè)反應(yīng)前氧氣和氫氣的物質(zhì)的量分別為x、y,若氫氣過量,則有y-2x=1ml,x+y=3ml,解得x=ml,y=ml,x∶y=2∶7。若氧氣過量,則有x+y=3ml,x-=1ml,解得x=ml,y=ml,x∶y=5∶4。
故原來O2、H2的體積比最接近于2∶7或5∶4;
故答案為:D。
3.(2022秋·上海寶山·高一??计谥校┫铝姓f法正確的是
A.在標準狀況下,任何氣體體積均約為22.4 L
B.1 ml氯化氫氣體在303 kPa下的體積小于22.4 L
C.在標準狀況下,1 ml氧氣和1ml氮氣混合氣體的體積約為44.8 L
D.1 g氫氣和11.2 L氧氣的物質(zhì)的量相等
【答案】C
【詳解】A.在標準狀況下,氣體摩爾體積是22.4 L/ml,由于未指明氣體的物質(zhì)的量,因此不能確定任何氣體體積大小,A錯誤;
B.影響氣體體積的因素有氣體的分子數(shù)目、氣體所處的外界溫度和壓強,現(xiàn)在知道氣體的物質(zhì)的量及氣體所處的外界壓強,不知道氣體的溫度,因此不能確定1 ml HCl氣體的體積在303 kPa下是否一定小于22.4 L,B錯誤;
C.在標準狀況下,1 ml氧氣和1ml氮氣混合氣體的總物質(zhì)的量是2 ml,由于標準狀況下的氣體摩爾體積是22.4 L/ml,則2 ml氣體在標準狀況下的體積約為2 ml×22.4 L/ml=44.8 L,C正確;
D.1 g氫氣的物質(zhì)的量是0.5 ml,由于未知O2所處的外界條件,因此不能確定11.2 L氧氣的物質(zhì)的量,即11.2 LO2的物質(zhì)的量不一定是0.5 ml,則二者的物質(zhì)的量不一定相等,D錯誤;
故合理選項是C。
4.(2023春·福建福州·高一福建省福州格致中學(xué)??计谥校┌⒎拥铝_常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是
A.標準狀況下,11.2L苯中含有的分子數(shù)為0.5NA
B.常溫常壓下,32gN2H4分子中含原子數(shù)為6NA
C.0.1mlNO與O2的混合氣體中,所含分子總數(shù)為0.2NA
D.0.1ml/LNH4NO3含有數(shù)目為0.1NA
【答案】B
【詳解】A.苯在標準狀況下為液體,11.2L苯的物質(zhì)的量不是0.5ml,A錯誤;
B.32gN2H4的物質(zhì)的量n==1ml,故所含的原子數(shù)N=1×6×NA=6NA,B正確;
C.0.1 mlNO與O2混合,因發(fā)生反應(yīng):2NO+O2=2NO2故得到的氣體而小于0.1ml,C錯誤;
D.NH4NO3溶液中沒有告訴體積,因此數(shù)目無法計算,D錯誤。
故答案為:B。
5.(2022秋·上海寶山·高一??计谥校┩瑴赝瑝合拢瑑煞N氣體的體積不同,主要原因為
A.氣體分子大小不同B.氣體化學(xué)性質(zhì)不同
C.氣體分子間平均距離不同D.氣體的物質(zhì)的量不同
【答案】D
【分析】同溫同壓下,氣體分子之間的平均距離相同,氣體分子的大小相對于分子之間的平均距離可以忽略,氣體的體積取決于氣體分子總數(shù)。
【詳解】A.同溫同壓下,氣體分子的大小相對于分子之間的平均距離可以忽略,A錯誤;
B.氣體的體積與其化學(xué)性質(zhì)無關(guān),B錯誤;
C.同溫同壓下,氣體分子之間的平均距離相同,氣體的體積取決于氣體分子總數(shù),C錯誤;
D.同溫同壓下,氣體的物質(zhì)的量越多,分子數(shù)越多,體積越大,D正確;
故選D。
6.(2022秋·山東煙臺·高三統(tǒng)考期中)在恒溫、恒壓條件下,按體積比1:2向一密閉容器中充入、兩種雙原子氣體,反應(yīng)完成后體積變?yōu)樵瓉淼?/2,只有一種產(chǎn)物,且為氣體,則氣體產(chǎn)物的分子式是
A.B.C.D.
【答案】C
【詳解】恒溫恒壓下,氣體體積比等于其物質(zhì)的量之比,即A2、B2的物質(zhì)的量之比為1:2;設(shè)反應(yīng)前,n(A2)=1ml,則n(B2)=2ml,各選項分析如下:
A.若產(chǎn)物是A2B,反應(yīng)的三段式為:
反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量之比為(1ml+2ml):(1.5ml+1ml)=6:5,則反應(yīng)完成后體積是原來的,A不符合題意;
B.若產(chǎn)物是AB2,反應(yīng)的三段式為:
反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量之比為(1ml+2ml):2ml=3:2,則反應(yīng)完成后體積是原來的,B不符合題意;
C.若產(chǎn)物是A2B3,反應(yīng)的三段式為:
反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量之比為(1ml+2ml):(1ml+0.5ml)=2:1,則反應(yīng)完成后體積是原來的,C符合題意;
D.若產(chǎn)物是A3B2,反應(yīng)的三段式為:
反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量之比為(1ml+2ml):(ml+ml)=3:2,則反應(yīng)完成后體積是原來的,D不符合題意;
故選C。
二、填空題
7.回答下列問題:
(1)56g氮氣在標準狀況下的體積為____。
(2)3.9gNa2O2中Na+的數(shù)目為____。
(3)現(xiàn)有標準狀況下CO和CO2混合氣體6.72L,其質(zhì)量為11.6g,則此混合氣體中,CO和CO2的物質(zhì)的量之比是____。
【答案】(1)44.8L
(2)0.1NA
(3)1:2
【詳解】(1);
(2)1mlNa2O2中含2mlNa+,3.9gNa2O2的物質(zhì)的量為0.05ml,含有Na+的物質(zhì)的量為0.1ml,數(shù)目為0.1NA;
(3)混合氣體的物質(zhì)的量為,則
,解得,則,CO和CO2的物質(zhì)的量之比是1:2。
8.(2022秋·江蘇揚州·高一揚州中學(xué)??计谥校┗卮鹣铝袉栴}:
(1)標準狀況下,2mlNH3與______gCO2的體積相等。
(2)33.3g某金屬氯化物MCl2中含有0.6mlCl-,則該氯化物的摩爾質(zhì)量為_______。
(3)在同溫同壓下,等質(zhì)量的CO和CO2,其體積之比為______,密度之比為_____,質(zhì)子數(shù)之比________。
【答案】(1)88
(2)111g/mL
(3) 11:7 7:11 1:1
【詳解】(1)根據(jù)阿伏伽德羅定律,標準狀況下,2mlNH3與2mlCO2的體積相等,二氧化碳質(zhì)量為2ml×44g/ml=88g。
(2)33.3g某金屬氯化物MCl2中含有0.6mlCl-,則該氯化物的物質(zhì)的量為0.3ml,摩爾質(zhì)量為33.3g÷0.3ml=111g/ml;
(3)根據(jù)阿伏伽德羅定律,在同溫同壓下,等質(zhì)量的CO和CO2,其物質(zhì)的量之比為44:28=11:7,體積之比為物質(zhì)的量之比11:7,密度之比為其摩爾質(zhì)量之比28:44=7:11;1分子CO、CO2中質(zhì)子數(shù)分別為14、22,則質(zhì)子數(shù)之比(11×14): (7×22)=1:1。
9.O2和O3是氧元素的兩種單質(zhì),根據(jù)其分子式完成下列各題。
(1)等質(zhì)量的O2和O3所含分子個數(shù)比為_________,原子個數(shù)比為_________,分子的物質(zhì)的量之比為_________
(2)等溫等壓下,等體積的O2和O3所含分子個數(shù)比為_________,原子個數(shù)比為_________。
(3)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,如果ag氧氣中含有的分子數(shù)為b,那么cg氧氣在標準狀況下的體積約是_________(用含NA的式子表示)。
【答案】(1) 3:2 1:1 3:2
(2) 1:1 2:3
(3)
【詳解】(1)假設(shè)O2和O3的質(zhì)量均為48g,則O2的物質(zhì)的量為=1.5ml;O3的物質(zhì)的量為=1ml,故O2和O3所含分子個數(shù)比為1.5ml:1ml=3:2;O2和O3均由O原子構(gòu)成,則氧原子質(zhì)量相等,含有O原子數(shù)目相等,即原子個數(shù)比為1:1,O2和O3分子的物質(zhì)的量之比為1.5ml:1ml=3:2,故答案為:3:2;1:1;3:2;
(2)溫同壓下,氣體摩爾體積相同,根據(jù)N=知,等體積的O2和O3所含分子個數(shù)比是1:1,一個氧氣分子中含有2個氧原子,一個臭氧分子中含有3個氧原子,所以原子個數(shù)之比是2:3,根據(jù)m=知,其質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量之比=32g/ml:48g/ml=2:3;故答案為:1:1;2:3;2:3;
(3)根據(jù)其組分都為氧氣相同,所以其質(zhì)量與分子數(shù)成正比,ag氧氣含有的分子數(shù)為:b個,質(zhì)量與分子數(shù)的比列式為:ag:b個=cg:x個,x=個,cg該混合氣體含有的物質(zhì)的量為:,其體積為:V=nVm==,故答案為:。
10.回答下列問題
(1)有以下物質(zhì):①石墨;②鋁;③乙醇;④氨水;⑤二氧化碳;⑥碳酸鈉固體;⑦氫氧化鋇溶液;⑧純醋酸;⑨氧化鈉固體;⑩氯化氫氣體。
其中該狀態(tài)下能導(dǎo)電的是___________;屬于電解質(zhì)的是___________。
(2)在標準狀況下,和的混合氣體共,質(zhì)量為,則為___________,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為___________(保留1位小數(shù))。
(3)同溫同壓下,同體積的甲烷()和二氧化碳中,原子數(shù)之比為___________,密度之比為___________。
(4)在標準狀況下,、中,所含分子數(shù)最多的是___________,體積最小的是___________。
【答案】(1) ①②④⑦ ⑥⑧⑨⑩
(2) 0.75 34.9g·ml?1
(3) 5:3 4:11
(4) H2 H2O
【詳解】(1)①石墨、②鋁存在能自由移動的電子而能導(dǎo)電,④氨水、⑦氫氧化鋇溶液,有能自由移動的陰、陽離子而能導(dǎo)電,故該狀態(tài)下能導(dǎo)電的是①②④⑦;電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?,酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物和水是電解質(zhì),則屬于電解質(zhì)的是⑥⑧⑨⑩。
(2)混合氣體物質(zhì)的量==1.75ml,設(shè)混合氣體中CO、CO2的物質(zhì)的量分別為x ml、y ml,則有, 解得x=1.0,y=0.75,即n(CO2)=0.75ml;混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為34.9g·ml?1。
(3)同溫同壓同體積的CH4和CO2具有相同數(shù)目的分子,即分子個數(shù)比為1:1,故原子個數(shù)之比為(1×5):(1×3)=5:3,同溫同壓下,氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比,即16:44=4:11。
(4)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為2ml、0.5ml、1ml,物質(zhì)的量最大的,分子數(shù)最多,故所含分子數(shù)最多的是H2;因在標準狀況下只有水不是氣體,故體積最小的是H2O。
11.(2021秋·內(nèi)蒙古赤峰·高一??计谥校┗卮鹣铝袉栴}:
(1)和是氧元素的兩種單質(zhì),根據(jù)其化學(xué)式完成下列各題:
①等質(zhì)量的和所含分子個數(shù)比為___________,原子個數(shù)比為___________。
②等溫等壓下,等體積的和所含分子個數(shù)比為___________,原子個數(shù)比為___________,質(zhì)量比為___________。
(2)在標準狀況下,①、②、③中,④個分子,所含分子數(shù)最多的是___________(填序號,下同),含原子數(shù)最多的是___________,質(zhì)量最大的是___________,體積最小的是___________。
(3)“人造空氣”(氧氣與氦氣的混合氣體)可用于減輕某些病痛或供深水潛水員使用。在標準狀況下,“人造空氣”的質(zhì)量是,其中氧氣與氦氣的體積比為___________。
【答案】(1) 3:2 1:1 1:1 2:3 2:3
(2) ① ① ④ ③
(3)1:4
【解析】(1)①O2和O3均由氧原子構(gòu)成,二者質(zhì)量相等,則含原子個數(shù)相等,即含有原子數(shù)目之比為1:1;1個O2含有2個氧原子,1個O3含有3個氧原子,則等質(zhì)量的兩種物質(zhì)的所含分子個數(shù)比為3:2;
②根據(jù)阿伏加德羅定律可知,等溫等壓下,等體積的O2和O3所含分子個數(shù)比為1:1,原子個數(shù)比為(2×1):(3×1)=2:3,質(zhì)量比為(1ml×32g/ml):(1ml×48g/ml=)2:3,故答案為:1:1;2:3;2:3;
(2)
在標準狀況下,①4g H2的物質(zhì)的量為:;
②標準狀況下11.2LO2的物質(zhì)的量為:;
③H2O的物質(zhì)的量為1ml;
④HCl的物質(zhì)的量是;
根據(jù)N=n·NA可知,相同條件下,氣體的物質(zhì)的量越多,分子數(shù)越多,故所含分子數(shù)最多的是①;
①4g H2中原子數(shù)目為:;
②標準狀況11.2LO2中原子數(shù)目為;;
③1mlH2O中原子數(shù)目為:;
④9.03×1023個HCl分子的質(zhì)量為:;所以,質(zhì)量最大的是④;相同條件下,物質(zhì)的量越多,氣體的體積越大,但在標準狀況下水為液體,體積最??;故答案為:①;①;④;③;
(3)
22.4L“人造空氣”的物質(zhì)的量為1ml,根據(jù),解得,所以氧氣與氦氣的體積比為0.2ml:0.8ml=1:4。
相同條件
結(jié)論
公式
語言表達
T、p相同
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)
同溫、同壓下,氣體的體積與物質(zhì)的量成正比
T、V相同
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)
同溫、同體積的氣體,其壓強與物質(zhì)的量成正比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
同溫、同壓下,氣體的密度與其相對分子質(zhì)量成正比
單位
使用條件
使用范圍
物質(zhì)種類
摩爾質(zhì)量(M)
g/ml
任何條件
所有物質(zhì)
要注明物質(zhì)種類
氣體摩爾體積(Vm)
L/ml
要注明溫度和壓強
所有氣態(tài)物質(zhì)
不須注明物質(zhì)種類
備注
M的大小只和物質(zhì)的種類有關(guān),Vm的大小只和壓強和溫度有關(guān)
條件
結(jié)論(等式)
語言敘述
T、p相同
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同溫同壓下,體積之比等于物質(zhì)的量之比,等于分子數(shù)之比
T、V相同
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同溫同體積下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,等于分子數(shù)之比
T、p相同
eq \f(M1,M2)=eq \f(ρ1,ρ2)
同溫同壓下,密度之比等于摩爾質(zhì)量之比

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