标况是什么条件
-干粉灭火器的使用
2023年2月15日发(作者：冰雪奇缘的故事)第2课时气体摩尔体积
学业要求核心素养对接
1.了解气体摩尔体积的含义和应用。
2.能运用气体摩尔体积进行简单计算。
1.在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积
概念的理解。
2.通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成
要素及其相互关系。
[知识梳理]
知识点一决定物质体积大小的因素
气球在受到挤压时体积很容易变小，而铅球在受到挤压时体积很难发生变化，为什么会这
样？带着这个问题完成下面知识点：
1．物质体积大小的影响因素
同温同压下，任何气体粒子之间的距离相等
结论：
(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不相同；
(2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。
2．阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
T、p相同：
n1
n2
＝
V1
V2
提醒：由于气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时，体积相同的两种气体
的物质的量不一定相同，所含的分子数也不一定相同。
知识点二气体摩尔体积
用打气筒给篮球打气时，气体源源不断的被打进去，而篮球的体积不发生变化，气体都去哪
儿了？气体的体积与什么因素有关？
只有气体
才具有的性质
提醒：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处环境的温度和压强。
微判断
(1)在相同条件下，1mol任何物质的体积均相同。(×)
(2)同温同压下，1mol气体的体积均为22.4L。(×)
(3)0.5molH2的体积约是11.2L。(×)
(4)标准状况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L。(×)
(5)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。(×)
(6)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(√)
微训练
1．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
2．下列说法中，正确的是()
A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4L
B．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4L
C．在标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4L
D．在标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2mol
解析A项中，没有指明温度和压强，无法确定气体的体积；B项中，气体摩尔体积的单位
不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”；C项中，在标准状况下水不是气态，1mol
水的体积远远小于22.4L；D项中，该气体的物质的量约为1mol，再结合N2、N2O的分子
构成可知，N原子的物质的量约为2mol。
答案D
微思考
1．如何利用理想气体状态方程pV＝nRT，推出阿伏加德罗定律及推论？
提示由理想气体状态方程pV＝nRT
假设同一气体不同状态，方程分别为p1V1＝n1RT1
p2V2＝n2RT2
两式做比
p1V1
p2V2
＝
n1T1
n2T1
①温度、压强相同时，
V1
V2
＝
n1
n2
②温度、体积相同时
p1
p2
＝
n1
n2
同理pV＝nRT⇒p
m
ρ
＝
m
M
RT⇒pM＝ρTR
当温度压强相同时，
M1
M2
＝
ρ1
ρ2
。
2．标准状况下，气体摩尔体积是22.4L/mol，那么当气体摩尔体积为22.4L/mol时是否
一定处于标准状况？
提示：不一定。
学习任务1气体摩尔体积概念的理解
情景：
标准状况时的气体摩尔体积示意图如图。
①在0℃和101kPa(标准状况)的条件下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。
②在25℃和101kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.5L·mol－1。
③在0℃和202kPa的条件下，气体摩尔体积约为11.2L·mol－1。
④在273℃和202kPa时，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。
1．由上述资料可知气体摩尔体积大小受哪些因素影响？
提示气体摩尔体积大小受温度和压强的影响。
2．标准状况下，如何由气体的体积求算气体的质量？
提示设气体体积为V、摩尔质量为M
n＝
V
22.4L·mol－1
，m＝n·M＝
V·M
22.4L·mol－1
1．标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1mol气体的体积不一定是22.4L。因此
在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态：必须为气体。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1mol”“约22.4L”。
2．气体摩尔体积的适用范围
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0.2molH2与
0.8molO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。
3．气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n＝
V
Vm
②气体的密度ρ＝
m
V
＝
m
n·Vm
＝
M
Vm
③气体的分子数N＝n·NA＝
V
Vm
·NA
④气体的质量m＝n·M＝
V
Vm
·M
特别提醒：(1)气体摩尔体积的描述对象是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气
体。
(2)不同温度和压强下，气体摩尔体积可能不同，例如在25℃、101kPa时，Vm＝24.5L·mol
－1。因此，在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体所处的温度和压强。
【例题1】设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()
A．0.5molO3与11.2LO2所含的分子数一定相等
B．常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NA
C．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
D．常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子
解析因为不知道11.2LO2是否处于标准状况下，所以无法计算其物质的量，A选项错误；
18g水为1mol，每个水分子中有3个原子，所以18g水所含的原子总数为3NA，B正确；
标准状况下四氯化碳为液态，故无法计算其物质的量，C错误；D项中已知气体的体积求物
质的量，必须是在标准状况下，所以条件错误，D错误。
答案B
变式训练1下列说法正确的是()
A．22.4L任何气体的物质的量均为1mol
B．0.2molH2和0.8molCO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4L
C．标准状况下，1mol任何物质的体积必定是22.4L
D．22.4LCO2和18gH2O所含的分子数相等
解析没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积适用于单一气体，也可以是混合气体，
只要符合物质的量为1mol，且为标准状况下，体积就约为22.4L，B项正确；标准状况下，
1mol任何气体的体积都约为22.4L，C项错误；18gH2O是1mol，但22.4LCO2不一定
是1mol，因为其所处条件不确定，D项错误。
答案B
学习任务2阿伏加德罗定律及其推论
1．相同体积的两个容器，一个盛放氧气，一个盛放氢气，在同温、同压下，两容器中气体
分子的数目有何关系？
提示同温同压下，同体积的不同气体具有相同的分子数。
2．相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1mol氮气，乙中盛放2mol氮气，则在相同温
度下，甲、乙两容器中压强之比是多少？
提示同温同体积时，气体的压强与其物质的量成正比，故甲、乙两容器中压强之比是1∶2。
阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式语言叙述
同温同压
V1
V2
＝
n1
n2
＝
N1
N2
同温同压下，体积比等于物质的量之比，等于分子数
之比
同温同容
p1
p2
＝
n1
n2
＝
N1
N2
同温同容下，压强比等于物质的量之比，等于分子数
之比
同温同物质的量
p1
p2
＝
V2
V1
同温同物质的量下，压强比等于体积的反比
同温同压
ρ1
ρ2
＝
M1
M2
同温同压下，密度比等于摩尔质量之比
同温同压
同体积
m1
m2
＝
M1
M2
同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成
正比
【例题2】在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3，当这两个容器内温度和压
强相等时，下列说法正确的是()
A．两种气体的物质的量不相等
B．两种气体的质量相等
C．两种气体所含的原子数目相等
D．两种气体所含的分子数目相等
解析等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数，A错误，D正确；因其摩尔质
量不相等，故其质量不相等，B错误；因分子的组成不相同，在分子数相同的前提下，其原
子数是不相同的，C错误。
答案D
变式训练2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，等物质的量的乙烯(C2H4)和一氧化碳所含的分子数必然相等
C．1L一氧化碳气体一定比1L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
解析只有气态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分子
数相等；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，故1LCO和1LO2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法确定。
答案B
学习任务3(核心素养)气体摩尔体积的应用要点
一、知识要点
外部条件
①标准状况
②相同条件
同温同压
同温同体积
物质状态标准状况下，H2O、SO3、HF、CCl4等都为非气态
二、核心素养
(1)V→气体⇒提升学生的宏观辨识素养
(2)Vm→模型参数⇒培养学生的模型认识水平
【素养解题】
[典例示范]下列说法中正确的是()
A．标准状况下，1mol水的体积是22.4L
B．1mol任何气体体积均为22.4L
C．在标准状况下，0.3molN2和0.7molO2混合气体总体积约为22.4L
D．通常状况下，1molN2的体积约为22.4L
[气体摩尔体积问题解题思维模型]
明晰聚集状态明确气体状态易错防范、智能储备
A项，水在标准状况
下为液体，B、C、D
三项中的物质均为
气态
B项未指明为标准状
况；D项通常状况
(1)审题时注意是否注明标准状况
(2)常见易混物质，以下物质标准状况下不是
气体：H2O、SO3、Br2、HF、CCl4、乙醇
(3)气体可以为单一气体、混合气体(各成分间
不能相互反应)
答案C
三、对点训练
1．在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。
在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的()
A．原子数B．密度
C．质量D．相对分子质量
解析同温同压下，相同体积的气体所含分子数相等，由于H2、Cl2、HCl都是双原子分子，
故它们所含原子数也相等。
答案A
2．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()
A．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
B．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子
C．常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
D．常温下，23gNO2含有NA个氧原子
解析CCl4在常温下为液态，不能用气体摩尔体积进行计算，A错误；空气是由氧气、氮气
和CO2等组成的混合物，B错误；C项为非标准状况下，不能使用标准状况下的气体摩尔体
积进行计算，该体积的气体物质的量小于0.1mol，错误。
答案D
3．阿伏加德罗定律之所以能够成立的本质原因是在一定温度和压强下()
A．气体体积的大小只随分子数的多少变化
B．相同体积的气体含有相同的分子数
C．不同气体分子的大小几乎相等
D．不同气体分子间的平均距离几乎相等
解析分子间的直径相对于分子间的距离而言太小，所以气体的体积主要决定于分子间的距
离。
答案D
4．下列两种气体的分子数一定相等的是()
A．质量相等、密度不等的N2和C2H4
B．等温等密度的CO和C2H4
C．等温等体积的O2和N2
D．等压等体积的N2和CO2
解析N2和C2H4的摩尔质量相等，故质量相等，则物质的量相等。
答案A
5．(1)与17gNH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是________L，氧原子数是
________。
(2)某3.65g气体在标准状况下的体积是2.24L，则其摩尔质量是__________。
解析(1)17gNH3分子的物质的量是1mol，故氧气在标准状况下的体积是22.4L，氧原
子数是l.204×1024。(2)标准状况下2.24L气体的物质的量是0.1mol，故其摩尔质量是
3.65g
0.1mol
＝36.5g·mol－1。
答案(1)22.41.204×1024(2)36.5g·mol－1
[学考练]
1．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
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。
答案B
2．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中由CH4吹
出的气球是()
解析将n＝
m
M
代入V＝Vm·n＝
Vm·m
M
，由此可知相同质量、相同温度压强下，气体体积与摩
尔质量成反比例。该四种气体中CH4摩尔质量最小，故体积最大。
答案D
3．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1mol任何气体所占的体积为22.4L
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
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1mol任何气体在一定温度和压强下所占的体积，22.4L是标准状况下的体积，故C
项错误；对于不同的气体，气体体积不等，它们所含的分子数有可能相等，故D项错误。
答案B
4．如图两瓶体积相等的气体，在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是()
A．原子数相等B．密度相等
C．质量相等D．摩尔质量相等
解析由同温、同压可得Vm相同，再由公式n＝
V
Vm
可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是
双原子分子，所以原子的物质的量相同，由个数之比等于物质的量之比可得两瓶中所含原子
数相同，A项正确；两瓶内分子的物质的量相等，由m＝nM，M不一定相等，故m不一定相
等，同时由ρ＝
m
V
也可得ρ不一定相等。
答案A
5．在标准状况下，与12gH2的体积相等的N2的()
A．质量为12gB．物质的量为6mol
C．体积为22.4LD．物质的量为12mol
解析12gH2的物质的量为6mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6mol，B正
确，N2的质量为：28g/mol×6mol＝168g，A错误；体积为22.4L/mol×6mol＝134.4L，
C错误。
答案B
6．关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②所含碳原子数与氮
原子数相等；③所含分子数相等，其中正确的是()
A．①②③B．②③
C．①②D．①③
解析同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，
二者的摩尔质量均为44g·mol－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数
与氮原子数不同，故②错误。
答案D
7．下列说法中正确的是()
A．32gO2占有的体积约为22.4L
B．22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子
C．在标准状况下，22.4L水的质量约为18g
D．22g二氧化碳与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数
解析A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标准状况下水是液体；D项
中22gCO2的物质的量与标准状况下的11.2LHCl的物质的量相等，所含分子数也相等。
答案D
8．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为22.4L
②0.5molH2的体积为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任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1
⑥标准状况下，气体的体积相同，则所含分子数也相同
A．①③⑤B．④⑥
C．③④⑥D．①④⑥
解析①含6.02×1023个分子的物质的物质的量是1mol，但未指明物质的状态，所以1mol
该分子所占的体积不一定是22.4L。②没有指明气体所处的条件，故0.5molH2的体积不
一定是11.2L。③水在标准状况下不是气体，该状态下1mol水的体积不等于22.4L。④N2
和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其平均摩尔质量不变，故28gN2与CO的混
合气体的物质的量为1mol，在标准状况下的体积约为22.4L。⑤标准状况下，气体摩尔体
积约为22.4L·mol－1。⑥标准状况下，气体体积相同，则气体的物质的量相同，即含有的
分子数相同，综上分析，④⑥正确。
答案B
9．在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相
同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()
A．甲的分子数比乙的分子数多
B．甲的物质的量比乙的物质的量小
C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
解析根据阿伏加德罗定律可知同温、同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即
ρ（甲）
ρ（乙）
＝
M（甲）
M（乙）
，由于
ρ（甲）
ρ（乙）
＞1，所以M(甲)＞M(乙)；由于它们的质量相等，所以
甲的物质的量比乙的物质的量小，甲的分子数比乙的分子数少；外界条件相同，所以它们的
摩尔体积相同。
答案B
10．下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可
以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是()
解析等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)＝2∶1，相同条件下气体的物质
的量与体积成正比，所以其体积关系为V(H2)∶V(He)＝2∶1，C、D均错误；B中氦气应为单
原子分子。
答案A
11．(1)现有34g某气体，摩尔质量为17g·mol－1，则：
①该气体为________mol。
②该气体所含分子数为________NA。
③该气体在标准状况下的体积为________L。
(2)________gH2O中的氧原子数目与标准状况下22.4LCO2中的氧原子数目相同。
解析(1)该气体的物质的量为34g/(17g·mol－1)＝2mol，分子数为2NA，在标准状况下
的体积为22.4L·mol－1×2mol＝44.8L。(2)标准状况下22.4LCO2是1mol，氧原子的
物质的量是2mol，故水是2mol，即36g。
答案(1)①2②2③44.8(2)36
12．同温同压下，若A容器中充满O2，B容器中充满O3。
(1)若所含分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是________。
(2)若两容器中所含原子总数相等，则A容器和B容器的容积比是________。
(3)若两容器的体积比为3∶2，则O2和O3物质的量之比为________，质量之比为________，
密度之比为________。
解析(1)根据阿伏加德罗定律：同温同压同体积的气体具有相同的分子数，故A容器和B
容器的容积比是1∶1。
(2)原子总数相等，则分子总数之比为3∶2，物质的量之比为3∶2，故两容器容积比是3∶2。
(3)两容器的体积比为3∶2，则两气体的物质的量之比为3∶2，质量之比为(3×32)∶(2×48)
＝1∶1，密度之比为(1÷3)∶(1÷2)＝2∶3。
答案(1)1∶1(2)3∶2(3)3∶21∶12∶3
[能力练]
13．(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，分子数之比为________；氧原子数
之比为________；相同条件下的体积之比为________。
(2)标准状况下，1.7gNH3的体积为________L，它与标准状况下________LH2S含有相同
数目的氢原子。
(3)某气体氧化物的化学式为RO2，标准状况下，1.28g该氧化物的体积为448mL，则该氧
化物的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。
解析(1)质量之比为16∶7∶6，说明SO2、CO、NO的物质的量之比为
16
64
∶
7
28
∶
6
30
＝5∶5∶4，
所以其分子数之比为5∶5∶4，氧原子数之比为10∶5∶4，相同条件下的体积之比为
5∶5∶4。
(2)1.7gNH3的物质的量为1.7g÷17g·mol－1＝0.1mol，标准状况下的体积为0.1
mol×22.4L·mol－1＝2.24L，0.1molNH3含有0.3molH，与0.15molH2S含有相同数
目的氢原子，则标准状况下0.15molH2S的体积为0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L。(3)
标准状况下，1.28g该氧化物的体积为448mL，其物质的量为0.448L÷22.4L·mol－1＝
0.02mol，摩尔质量为1.28g÷0.02mol＝64g·mol－1，R的相对原子质量为64－16×2
＝32。
答案(1)5∶5∶410∶5∶45∶5∶4(2)2.24
3．36(3)64g·mol－132
14．标准状况下，①6.72LCH4②3.01×1023个HCl分子③0.2molNH3，这三种气体按
质量由大到小排列的顺序是(填物质的数字代号，下同)________，按氢原子数由少到多排列
的顺序是________，按密度由大到小排列的顺序是________。
解析先计算出三种气体的物质的量：n(CH4)＝
6.72L
22.4L·mol－1
＝0.3mol，n(HCl)＝
3.01×1023
6.02×1023mol－1
＝0.5mol，n(NH3)＝0.2mol。质量分别是：m(CH4)＝0.3mol×16g·mol
－1＝4.8g，m(HCl)＝0.5mol×36.5g·mol－1＝18.25g，m(NH3)＝0.2mol×17g·mol－1
＝3.4g，故顺序由大到小是：②＞①＞③。氢原子的物质的量分别为0.3mol×4＝1.2mol，
0.5mol×1＝0.5mol，0.2mol×3＝0.6mol，故氢原子数由少到多的顺序为②＜③＜①；
相同状况下气体相对分子质量越大，密度越大，故密度②＞③＞①。
答案②＞①＞③②＜③＜①②＞③＞①
15．现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg/mol。若阿伏加德罗常数
用NA表示，则：
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为________L。
(4)该气体在标准状况下的密度为________g/L。
解析(1)由n＝m/M可求；(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数；
(3)由V＝nVm可求得该气体在标准状况下的体积；(4)由质量和已求得的标准状况下的体积
可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度。
答案(1)m/M(2)2mNA/M(3)22.4m/M
(4)M/22.4
16．(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________，混合气体的摩
尔质量为________。
(2)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳中，所含分子数之比为________，物质的量
之比为________，原子数之比为________，质量之比为________，密度之比为________。
(3)在标准状况下，4gH2、11.2LO2、1molH2O中，所含分子数最多的是________，原子
数最多的是________，质量最大的是________，体积最小的是________。
解析(1)混合气体的物质的量之和为
39.2L
22.4L/mol
＝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－1x＋44g·mol－1y＝61g，
解得x＝1mol，y＝0.75mol。CO的体积分数即为物质的量分数，即
1mol
1.75mol
×100%≈57.1%。
M(混)＝
m
n
＝
61g
1.75mol
≈34.9g/mol。
(2)同温同压下，同体积的CH4、CO2的物质的量相同。
(3)n(H2)＝
4g
2g·mol－1
＝2mol，n(O2)＝
11.2L
22.4L·mol－1
＝0.5mol，再转化为其他的相关的
量进行比较。
答案(1)1.750.7557.1%34.9g/mol
(2)1∶11∶15∶34∶114∶11
(3)H2H2H2OH2O