文档内容
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
第三节 物质的量
第二课时 气体摩尔体积
【学习目标】1．联系宏观物质的体积特点，通过对比探究，能从宏观和微观相结合的角度理解影响
宏观物质体积大小的主要因素和外部条件对气体体积大小的影响，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素
养。
2.通过讨论交流、对比归纳，增强理解和掌握气体摩尔体积的概念，初步理解阿伏加德罗定律的内
容，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
3．通过练习巩固、归纳小结，能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立物质的量、质量、摩尔
体积之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。
【学习重点】气体摩尔体积的理解及应用、阿伏加德罗定律。
【学习难点】阿伏加德罗定律及其推论的理解。
【课前预习】
旧知回顾：1.物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M）三者之间的关系为 M ＝ m / n 。其中摩尔质量的定
义为 单位物质的量的物质所具有的质量，具有的三性为 等值性 、 近似性 、 确定性 。
2.气体 容易 被压缩（填“容易”或“难”，下同），说明气体分子间距离比较 大 ，（填“大”或
“小”，下同）；温度越高，气体分子间距离 越大 ；压强越大，气体分子间距离 小 ；而固体和液体的
体积 难 被压缩，这说明固体和液体分子间距离非常 小 。
新知预习：1.气体摩尔体积是 单位物质的量的气体所占体积 ，符号 Vm ，单位 L/mol 。定义式为
Vm=V/n 。气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 温度 和 压强 。标准状况下（温度为 0℃ ，压强
为 101KPa ）V =_22.4L/mol_。
m
2.根据表中数据计算（00C、101KPa时）：
物质名称 密度（g/L） 1mol气体的质量（g） 1mol气体体积(L)
二氧化碳 1.977 44 22.256
空气 1.293 29 22.428
【课中探究】
情景导入：在科学研究或实际生产中,涉及气态物质时,测量体积往往比称量质量更方便。所以,气体一
般都是测量体积,而不是称量质量。我们在前面的学习中已经知道了两个计算物质的量的公式：n=N/N 和
A
n=m/M，如果已知某气体的体积，能否直接应用上面的公式计算出某气体的物质的量呢？显然不能，因为
既不知道气体的分子数，也不知道气体的质量。那么,气体体积与物质的量之间有什么关系呢?本节课我们
就来解决这个问题。一、物质的摩尔体积
活动一、1mol物质的体积
任务一、阅读教材P56页内容，结合“思考与讨论”，通过计算分别填写下表内容。
【答案要点】①1 mol不同固体和液体的体积
状态 物质 密度/20℃ 1 mol质量 1 mol的体积 结论
Fe 7.86 g·cm－3 56 g 7.12 cm3 相同条件下，1
固态
Al 2.70 g·cm－3 27 g 10 cm3 mol固体、液体的
H2O 0.998 g·cm－3 18 g 18.0 cm3 体积——差别较大
液态
HSO 1.83 g·cm－3 98 g 53.6 c cm3
2 4
②1 mol不同气体的体积
状态 物质 密度/(0℃、101 kPa) 1 mol质量 1 mol的体积 结论
O 1.429 g·L－1 32.0 g 22.39 标准状况下，1
2
气态 H 0.089 9 g·L－1 2.016 g 22.42 mol 气体的体积
2
CO 1.25 g·L－1 28.01g 22.41 ——约为22.4 L
③1 mol气体在不同状况下的体积
0℃101 kPa 0℃ 202 kPa 20℃ 101 kPa －10℃ 202 kPa
H 22.4 11.2 24.0 10.8
2
O 22.4 11.2 24.0 10.8
2
HCl 22.4 11.2 24.0 10.8
任务二、讨论交流：结合上表数据分析，你认为可得出什么结论？
【答案要点】①相同条件下（同温同压），1mol（粒子数相同）不同液体或固体体积不相同。
②相同条件下（同温同压），1mol（粒子数相同）不同气体体积相同。
【对应练习】1．下列物质的体积约为22.4 L的是（ ）
A．标准状况下，1 mol H O B．20℃、101kPa时，36.5 g HCl
2
C．常温常压下，16 g CH D．标准状况下，1 mol O
4 2
【答案】D
【解析】A项，标准状况下水不是气体，错误；B项，不是标准状况下，体积不能计算，错误；C
项，不是标准状况下，体积不能计算，错误；D项，标准状况下，体积为1×22.4 L·mol－1＝22.4 L，正确。
2．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是( )
A．气体的分子大小不同 B．气体的物质的量不同
C．气体分子的化学性质不同 D．气体分子间的平均距离不同
【答案】B
【解析】同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。活动二、影响物质体积大小的因素
任务一、观察下面图示，对比固态、液态和气态物质的结构示意图，思考影响固态、液态和气态物质
体积主要因素是什么？
【答案要点】①物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三
个因素。
②1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的，均为N 。因此，在粒子数目相同时，物质体积的大小取
A
决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
任务二、问题探究：为什么相同条件下，1mol不同固体和液体的体积不同，而1mol不同气体的体积
几乎相同？物质的体积与什么因素有关？
【答案要点】①固体或者液体，其粒子之间的间距很小，影响固体和液体物质体积的主要因素是粒子
数目和粒子大小，由于不同固体粒子大小不同，所以1mol固体或液态体积不同。
②对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数目相同时，气体的体积主要取
决于气体分子之间的距离。
③气体的体积取决于分子的数目和分子的间距，分子的间距与温度、压强有关。压强一定，升高温
度，分子之间的距离变大，气体体积增大；反之，气体体积缩小。温度一定，增大压强，粒子之间的距离
减小，气体体积缩小；反之，气体体积增大。
④结论：在相同温度、相同压强下，1mol气体的体积相同，1mol固体或液体的体积不同。
【对应练习】1．关于物质的体积的说法正确的是（ ）
A．1mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B．固体和液体的微粒间的空隙很小，因此不能被压缩
C．气态物质微粒间的距离较大，因此气体的体积决定于气体分子间的距离
D．气体的体积受温度和压强的影响较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小
【答案】D
【解析】A．固体和液体的体积主要决定于微粒的大小，A错误；B．固体和液体的空隙很小，不易被
压缩，不是不能被压缩，B错误；C．气体的体积决定于微粒数和微粒间的距离，C错误；D．气体的体积
受温度和压强的影响较大，因为分子间距离较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小，因为分子
间距离较小，D正确；答案选D。
2．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是（ ）A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
2
【答案】C
【解析】A．决定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，但气体中气体微
粒之间距离越远大于微粒直径，所以微粒直径大小可以忽略不计，则决定气体体积大小的因素是粒子数目
和粒子间距离，故A正确；B．相同条件下，粒子数相同的任何气体，微粒平均距离相同，所以都具有相
同体积，故B正确；C．固体中微粒之间的距离很小，决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，
同温同压下，1mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误；D．气态方程分析，PV=nRT，等质量的
H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确；故选：C。
二、气体的摩尔体积
活动一、气体的摩尔体积
任务一、阅读教材P56-57页内容，观察图2-22，思考什么是气体的摩尔体积？影响气体摩尔体积的因
素是什么？
【答案要点】①气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占体积，符号为Vm，表达式为Vm=V/n，常
用单位有L/mol和 m3/mol。
②气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强，因而不是固定不变的。标准状况下的气体摩
尔体积约为22.4L。
③标准状况是指 0 ℃，101KPa；通常状况一般是指20℃,101KPa。
任务二、讨论交流：气体摩尔体积适用范围是否必须为纯净气体？气体在非标准状况下的气体摩尔体
积，一定不是22.4 L·mol－1吗？
【答案要点】①气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如标准状况
下0.2 mol H 和0.8 mol O 的混合气体约为22.4 L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为
2 2
前提。
②气体在标准状况或非标准状况下的摩尔体积都可能是22.4 L·mol－1，因升高温度，体积增大，增大
压强，体积减小。所以，在温度和压强适当的情况下，气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol－1。
③使用气体摩尔体积时应注意单位为L/mol、标况、气体和1mol四个条件。
注意：标准状况(0℃,101KPa)下，HF、HO、SO 、CCl 、酒精等不属于气态。
2 3 4
【对应练习】1．下列有关气体摩尔体积的描述正确的是（ ）
A．在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积B．只有在0℃，101kPa下的1mol气体所占体积是22.4L
C．标准状况下，1mol乙醇的体积约为22.4L
D．相同物质的量的两种气体，其体积也相同
【答案】A
【解析】A．单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积，在标准状态下，Vm=22.4L/mol，故
A正确；B．在标准状况下，1mol气体所占的体积约为22.4L，但并非只有在标况下，1mol气体所占体积
才是22.4L，故B错误；C．标准状况下，乙醇为液态，则1mol乙醇的体积不为22.4L，故C错误；D．相
同温度、压强下，相同物质的量的两种气体，其体积相同，故D错误；故选A。
2.下列关于气体摩尔体积的几种说法正确的是（ ）
A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B．非标准状况下，1 mol气体的体积不可能是22.4 L
C．0.1 mol H、0.2 mol O、0.3 mol N 和0.4 mol CO 组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
2 2 2 2
D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同
【答案】C
【解析】A项，通常在标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量为1 mol，错误；B项，非标准状况
下，1 mol气体的体积也可能是22.4 L，错误；C项，0.1 mol H 、0.2 mol O 、0.3 mol N 和0.4 mol CO 组
2 2 2 2
成的混合气体在标准状况下的体积约为(0.1 mol＋0.2 mol＋0.3 mol＋0.4 mol)×22.4 L·mol－1＝22.4 L，正确；
D项，在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数相同，但原子数不一定相同，错误。
活动二、阿伏伽德罗定律
任务一、讨论交流：温度、压强、物质的量和气体的体积有何关系？
【答案要点】①同温同压下，任何气体粒子的间距是相同的，所以一定具有相同的摩尔体积。
②根据n=V/V ，由于同温同压下，气体的V 是一样的。因此，相同的温度和压强下，相同体积的任
m m
何气体一定具有相同的分子数（物质的量）。
③阿伏加德罗定律：相同温度和相同压强下，相同体积的任何气体一定具有相同的分子数（物质的
量）。
任务二、问题探究：根据阿伏加德罗定律，根据下表条件，你还可以得到哪些结论？填写表格内容。
【答案要点】
结论
相同条件
公式 语言叙述
同温同压 ＝＝ 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 ＝＝ 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 ＝ 同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同
＝ 同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比
体积任务三、请谈谈你对阿伏伽德罗定律还有哪些理解？
【答案要点】①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；
②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”；
③标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
【对应练习】1．下列叙述正确的是( )
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等
B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等
【答案】B
【解析】只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相
等；具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数；因温度、压强不能确定， 1 L 一氧化
碳和1 L氧气的物质的量大小不能确定，二者的质量大小无法比较。
2.在体积相同的两个密闭容器中分别充满C H、C H 气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，
2 4 3 6
下列说法正确的是（ ）
A．两种气体的压强是P(C H)＜P(C H) B．C H 比C H 的质量小
2 4 3 6 2 4 3 6
C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氢原子数目相等
【答案】D
【解析】C H 和C H 的体积相同，密度相等，则C H 和C H 的质量相等；C H、C H 的摩尔质量依
2 4 3 6 2 4 3 6 2 4 3 6
次为28 g·mol－1、42 g·mol－1，等质量的C H 和C H 的物质的量之比为∶＝3∶2。A项，同温同压下，压强
2 4 3 6
之比等于物质的量之比，P(C H)∶P(C H)＝3∶2，故P(C H)＞P(C H)，错误；B项，由上分析，两气体的
2 4 3 6 2 4 3 6
质量相等，错误；C项，两气体的分子数为3∶2，分子数不相等，错误；D项，两气体的分子数目之比为
3∶2；所含氢原子数之比为(3×4)∶(2×6)＝1∶1，即所含氢原子数目相等，正确。
【课后巩固】1．（易）教材作业：P61页练习1、2、7
2.（易）现有下列四种因素：①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离，其
中对气体物质体积有显著影响的是（ ）
A．②③④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
【答案】B
【解析】决定物质体积大小的因素有微粒数目、微粒的大小、微粒之间的距离三个因素，而气体微粒
间的距离远大于气体微粒的大小，则体积取决于微粒之间的距离。
①温度和压强对微粒间的距离影响较大，①正确；②所含微粒数越多，体积越大，②正确；③微粒本
身大小远小于气体间的距离，微粒本身大小对体积几乎无影响，③错误；④微粒间的距离越远，体积越
大，④正确；综上所述，答案为B项。3．（易）下列叙述正确的是( )
A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定
B．一定温度、压强下，气体体积由气体的物质的量的多少决定
C．气体摩尔体积是指1 mol 任何气体所占的体积为22.4 L
D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不相等
【答案】B
【解析】一定温度和一定压强下，气体的体积由分子数多少决定，故 A项错误；气体摩尔体积是指1
mol 任何气体在一定温度和压强下所占的体积，22.4 L是标准状况下的体积，故C项错误；对于不同的气
体，若气体体积不等，则它们所含的分子数有可能相等，故D项错误。
4．（中）下列有关气体所占体积的说法中正确的是（ ）
A．1mol任何气体的体积都是22.4L
B．1molH 的质量是1g，它所占的体积是22.4L
2
C．在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L/mol
D．在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L
【答案】D
【解析】A．没有指明标准状况，A项错误；B．1molH 的质量是2g，标准状况下的体积是22.4L，B
2
项错误；C．标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L，注意体积单位是“L”，而不是“L/
mol”，C项错误，D．根据C的分析可知，D项正确；故选D。
5.（中）标准状况下，下列物质所占体积最大的是（ ）
A．36 g HO B．1.5 mol H
2 2
C．48 g O D．3.01×1023个N
3 2
【答案】B
【解析】A项，标准状况下，36 g水的体积为36 mL；B项，1.5 mol氢气的体积为1.5 mol×22.4 L·mol
－1＝33.6 L；C项，48 g臭氧的体积为×22.4 L·mol－1＝22.4 L；D项，3.01×1023个氮气的体积为×22.4 L·mol－
1＝11.2 L，则1.5 mol H 的体积最大，故选B项。
2
6．（中）下列说法正确的是（ ）
A．硫酸、磷酸的摩尔质量均为98g
B．20℃、1.0×10 5Pa时，同体积的O 与CO 含有相同的分子数
2 2
C．标准状况下，16gO 与24g Mg所占的体积相同
2
D．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况
【答案】B【解析】A. 摩尔质量的单位为g/mol，故A错误；B. 同温、同压、同体积的气体物质的量相同，分
子数相同，20℃、1.0×105Pa，同体积的O 与CO 含有相同的分子数，故B正确；C. 16g氧气物质的量为
2 2
0.5mol，24gMg的物质的量是1mol，但Mg是固体，24gMg的体积小于16gO，故C错误；D. 依据
2
PV=nRT分析，压强和温度同倍数增大，1mol气态物质的体积也可以为22.4L，不一定处于标准状况，故
D错误；故答案选B。
7．（中）下列说法不正确的是（ ）
A．在常温常压下，1gCO和1gN 所含分子数目相同
2
B．体积相同的N 与O 拥有相同的原子数
2 2
C．在0℃、101kPa下等体积的CO和H 所含分子数目相同
2
D．在同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比
【答案】B
【解析】A．根据物质的量公式可知，摩尔质量相同时，相同质量的气体具有相同的物质的量，CO和
N2的摩尔质量相同，质量也相同，所以分子数目相同，故A正确；B．温度和压强影响气体体积，不是相
同条件下，体积相同的N 与O 拥有的原子数不一定相等，故B错误；C．根据阿伏加德罗定律可知，同温
2 2
同压下，相同体积的任何气体具有相同的分子数，所以等体积的CO 和H 具有相同的分子数目，故C正
2 2
确；D．根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，相同密度的任何气体具有相等的摩尔质量，所以气体的
密度之比等于摩尔质量之比，故D正确；故选：B。
8．（难）已知N 为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题：
A
（1）质量相同的H、NH 、SO 、O 四种气体中，含有分子数目最少的是________(填化学式，下
2 3 2 3
同)，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是_______。
（2）73.0 g HCl气体中含有的分子数为_____________，标准状况下的体积为_________L。
（3）18.6 g Na R含0.6 mol Na＋，则NaR的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。
2 2
（4）已知CO、CO 的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中CO与CO
2 2
的体积比为_________。
【答案】（1）①SO ②H （2）①2N ②44.8 （3）①62 g·mol－1 ②16 （4）1∶3
2 2 A
【解析】（1）根据n＝、N＝n·N 可知：当气体的质量相等时，气体的摩尔质量越大，其中所含的分
A
子数目就越少。在四种气体中，SO 的相对分子质量最大，其摩尔质量最大，故SO 气体中含有的分子数
2 2
目最少；气体的相对分子质量越小，等质量时其中所含气体的物质的量最多，根据V＝nV 可知：气体的
m
物质的量越多，其在相同外界条件下其体积就越大，故在相同温度和相同压强条件下，气体体积最大的是
H；（2）73.0 gHCl的物质的量n(HCl)＝＝2 mol，根据N＝n·N 可知其中所含的HCl分子数目为2N ；其
2 A A在标准状况下的体积V(HCl)＝2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L；（3）18.6 g Na R含0.6 mol Na＋，则根据NaR
2 2
与其电离产生的Na＋关系可知：NaR的物质的量为0.3 mol，故其摩尔质量M＝＝62 g·mol－1；NaR的相对
2 2
分子质量是62，23×2＋R＝62，所以R＝16，即R的相对原子质量是16；（4）标准状况下8.96 L CO、
CO 混合气体的物质的量n＝＝0.4 mol，二者的质量和为16.0 g。假设CO、CO 的物质的量分别是x、y，
2 2
则x＋y＝0.4 mol；28x＋44y＝16.0 g，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol，根据V＝n·V 可知：气体的体积比等
m
于气体的物质的量的比，故该混合气体中CO与CO 的体积比是0.1 mol∶0.3 mol＝1∶3。
2
