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1、
第二課時(shí) 氣體摩爾體積
[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.了解氣體摩爾體積的含義。2.掌握標(biāo)準(zhǔn)狀況下有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。3.理解阿伏加德羅定律及其推論。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)
氣體摩爾體積
1.物質(zhì)體積大小的影響因素
2.氣體摩爾體積
(1)氣體摩爾體積
(2)影響因素
氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)。
阿伏加德羅定律
在相同的溫度和壓強(qiáng)下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。
1.氣體摩爾體積適用范圍是氣體,是否必須為純凈氣體?
提示:氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可為混合氣體,如標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.2 mol H2和0.8
2、mol O2的混合氣體約為22.4 L,但要特別注意以混合氣體中氣體之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為前提。
2.在同溫、同壓下1 L H2和1 L O2所含的分子數(shù)相同嗎?
提示:相同,同溫同壓下,1 L H2和1 L O2的物質(zhì)的量相同,則二者所含的分子數(shù)相同。
3.同溫同壓下,相同質(zhì)量的H2和O2所占的體積相同嗎?其體積比是多少?
提示:不相同,設(shè)兩者質(zhì)量均為1 g,同溫同壓下,氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比,則其體積比為∶=16∶1。
課堂互動(dòng)探究
知識(shí)點(diǎn)一 氣體摩爾體積
1.氣體摩爾體積的正確理解
(1)氣體體積與氣體摩爾體積是兩個(gè)不同的概念,使用時(shí)要避
3、免混淆。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol O2的體積是22.4 L,O2的氣體摩爾體積是22.4 L·mol-1。
(2)使用22.4 L·mol-1時(shí)應(yīng)該注意的問題:
①條件必須是標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃,101 kPa)。
②物質(zhì)必須是氣體,可以是單一氣體也可以是混合氣體。
(3)條件對(duì)氣體摩爾體積的影響
溫度與壓強(qiáng)都影響氣體的體積,不同溫度和壓強(qiáng)下,氣體摩爾體積的數(shù)值可能不同。改變溫度和壓強(qiáng),在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積也可能是22.4 L·mol-1。
2.有關(guān)計(jì)算(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)——“四公式”
①氣體的物質(zhì)的量n=。
②氣體的摩爾質(zhì)量M=22.4 L/mol·ρ。
③氣體的分
4、子數(shù)N=n·NA=·NA。
④氣體的質(zhì)量m=n·M=·M。
1 下列說法正確的是( )
A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol水的體積是22.4 L
B.1 mol氫氣所占的體積一定是22.4 L
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.02×1023個(gè)Cu原子所占有的體積約是22.4 L
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,28 g N2與CO的混合氣體體積約為22.4 L
[批注點(diǎn)撥]
[解析] A項(xiàng)中的水、C項(xiàng)中的Cu均不是氣體,而氣體摩爾體積只適用于氣體;B項(xiàng)未指明溫度、壓強(qiáng);D項(xiàng)中N2和CO的摩爾質(zhì)量均為28 g·mol-1,則其體積V=n·Vm=·Vm=×22.4 L·mol-1=22.4 L,D正確。
5、
[答案] D
[練1] 下列有關(guān)氣體體積的敘述中,正確的是 ( )
A.一定溫度和壓強(qiáng)下,各種氣態(tài)物質(zhì)體積的大小,由構(gòu)成氣體的分子大小決定
B.一定溫度和壓強(qiáng)下,各種氣態(tài)物質(zhì)體積的大小,由構(gòu)成氣體的分子數(shù)決定
C.不同的氣體,若體積不同,則它們所含的分子數(shù)也不同
D.氣體摩爾體積是指1 mol任何氣體所占的體積約為22.4 L
答案 B
解析 A中氣態(tài)物質(zhì)體積與構(gòu)成氣體的分子大小無關(guān);C中比較氣體的體積一定要在相同狀況下;D中未指明溫度和壓強(qiáng),氣體摩爾體積數(shù)值不確定。B正確。
[練2] 下列說法正確的是( )
A.常溫常壓下,22.4 L CO2中含有NA個(gè)CO2分
6、子
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4.48 L CO含有0.2NA個(gè)原子
C.22.4 L Cl2中含有NA個(gè)Cl2分子
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA個(gè)氧原子
答案 D
解析 A項(xiàng),常溫常壓下,22.4 L CO2的物質(zhì)的量不是1 mol;B項(xiàng),因CO為雙原子分子應(yīng)含有0.4NA個(gè)原子;C項(xiàng)未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況;D項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.12 L氣體物質(zhì)的量為0.05 mol,一個(gè)O2和CO2分子中均含2個(gè)氧原子,則氧原子的個(gè)數(shù)均為0.1NA。
方法規(guī)律 (1)不要看到“22.4 L”就默認(rèn)為“1 mol”,要做到“兩看”:
一看是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況;
二看該物質(zhì)在
7、標(biāo)準(zhǔn)狀況下是否為氣體。若不是氣體或?yàn)榉菢?biāo)準(zhǔn)狀況均不能用22.4 L·mol-1進(jìn)行求解。
(2)氣體的質(zhì)量或物質(zhì)的量與外界條件(溫度、壓強(qiáng))無關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)二 阿伏加德羅定律
1.含義:同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。
2.適用范圍:任何氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體。
3.“三同定一同”規(guī)律:同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)中只要有“三同”則必有第“四同”。
4.阿伏加德羅定律的推論
2 同溫同壓下,體積相同的兩種氣體C2H6和NO,二者不同的是( )
A.物質(zhì)的量 B.密度
C.質(zhì)量 D.含有的原子數(shù)
[批注點(diǎn)撥]
8、
[解析] 題中限定條件下的C2H6和NO具有相同的分子數(shù),即物質(zhì)的量相同,二者的摩爾質(zhì)量相同,則具有相同的質(zhì)量,由于體積相同,則兩氣體的密度相同,1個(gè)C2H6、NO分子中分別含有8個(gè)原子和2個(gè)原子,故含有的原子數(shù)不相同。
[答案] D
[練3] 如圖為兩瓶體積相等的氣體,在同溫同壓下瓶?jī)?nèi)氣體的關(guān)系一定正確的是( )
A.原子數(shù)相等 B.密度相等
C.質(zhì)量相等 D.摩爾質(zhì)量相等
答案 A
解析 同T、同p下體積相等的兩瓶氣體,其分子的物質(zhì)的量相等,又N2、O2、NO都是雙原子分子,所以兩瓶氣體中原子的物質(zhì)的量相等,由N=n·NA可得兩瓶氣體中所含原子數(shù)相等,A正確;兩瓶氣體中
9、分子的物質(zhì)的量相等,由m=n·M,M不一定相等,可知m不一定相等,C、D錯(cuò)誤;由ρ=可得ρ不一定相等,B錯(cuò)誤。
[練4] (1)在同溫同壓下,同體積的甲烷(CH4)和二氧化碳分子數(shù)之比為________,物質(zhì)的量之比為________,原子總數(shù)之比為________,質(zhì)量之比為________,密度之比為________。
(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子數(shù)最多的是________,含原子數(shù)最多的是________,質(zhì)量最大的是________,體積最小的是________。
答案 (1)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
10、
(2)H2 H2 H2O H2O
解析 (1)同溫同壓下相同體積的氣體具有相同的物質(zhì)的量,相同的分子數(shù)。
(2)相同狀況下氣體的物質(zhì)的量越多體積就越大。標(biāo)準(zhǔn)狀況下水不是氣體,體積最小。
方法規(guī)律 (1)阿伏加德羅定律中的“分子數(shù)”相同,“原子數(shù)”不一定相同。
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的m、N、V之間的換算關(guān)系:
n===。
本課歸納總結(jié)
1.物質(zhì)的體積大小主要取決于構(gòu)成物質(zhì)的粒子數(shù)目、粒子的大小和粒子之間的距離。
2.在相同的溫度和壓強(qiáng)下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。
3.氣體摩爾體積是指單位物質(zhì)的量的氣體所占的體
積,符號(hào)為Vm。氣體摩爾體積的數(shù)值隨溫度和壓強(qiáng)的
11、改變而改變,在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃,101 kPa)下,氣體的摩爾體積約為22.4 L/mol。
4.同溫、同壓下,氣體的體積V=Vm×n。
學(xué)習(xí)效果檢測(cè)
1.1 mol下列物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4 L的是( )
A.水 B.溴
C.三氧化硫 D.一氧化氮
答案 D
解析 1 mol物質(zhì)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4 L,則此物質(zhì)的摩爾體積為22.4 L/mol,則此物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下必須為氣體。水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為非氣態(tài),故A錯(cuò)誤;溴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液態(tài),故B錯(cuò)誤;三氧化硫標(biāo)準(zhǔn)狀況下為固態(tài),故C錯(cuò)誤;NO標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣體,故D正確。
2.相同物質(zhì)的量的各種固體或液體的體
12、積并不相同,其主要原因是( )
A.粒子大小不同 B.粒子質(zhì)量不同
C.粒子間距離不同 D.粒子間作用力不同
答案 A
解析 對(duì)于固體、液體來說,粒子本身的大小遠(yuǎn)大于粒子間的距離,粒子間的距離可以忽略不計(jì),不同的固體、液體物質(zhì)粒子大小不同,所以相同物質(zhì)的量的各種固體或液體的體積,取決于粒子本身的大小。故選A。
3.下列敘述正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的摩爾體積都是22.4 L
B.1 mol氣體的體積若是22.4 L,它必定處于標(biāo)準(zhǔn)狀況
C.兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于其原子個(gè)數(shù)比
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol H2和O2的混合氣體的體積是22.4 L
答案 D
13、
解析 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氣體的體積為22.4 L,氣體的摩爾體積是22.4 L/mol,故A錯(cuò)誤;物質(zhì)的量一定時(shí),影響氣體體積的因素有壓強(qiáng)、溫度,1 mol氣體的體積是22.4 L,狀態(tài)不一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況,故B錯(cuò)誤;物質(zhì)的量相同,若氣體分子含有相同的原子數(shù)目,則兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于其原子個(gè)數(shù)比,但氣體分子含有的原子數(shù)目不一定相等,兩種氣體的物質(zhì)的量之比不一定等于其原子個(gè)數(shù)比,故C錯(cuò)誤;氣體摩爾體積適用于混合氣體,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積為22.4 L/mol,1 mol H2和O2的混合氣體的體積是22.4 L,故D正確。
4.同溫同壓下,A容器中H2和B容器中NH3所含氫原子數(shù)相
14、等,則兩個(gè)容器的體積比是( )
A.3∶2 B.1∶3
C.2∶3 D.1∶2
答案 A
解析 由阿伏加德羅定律推論可知,含氫原子數(shù)相同的H2和NH3,其分子數(shù)之比為3∶2,則體積比為3∶2。
5.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,相同質(zhì)量的下列氣體體積最大的是( )
A.CO2 B.O2
C.N2 D.CH4
答案 D
解析 根據(jù)n=和V=n·Vm可知,質(zhì)量相同時(shí),氣體的摩爾質(zhì)量越小,對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量越大,氣體體積也就越大。選項(xiàng)中CH4的摩爾質(zhì)量最小,則其對(duì)應(yīng)的氣體體積最大。
6.下列敘述正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量之比
B.常溫常壓下,兩種氣
15、體的物質(zhì)的量之比等于密度之比
C.同溫同壓下,兩種氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度反比
D.同溫同體積時(shí),兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比
答案 D
解析 解答本題的關(guān)鍵是正確運(yùn)用阿伏加德羅定律的推論。A項(xiàng),氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。B項(xiàng),氣體的物質(zhì)的量之比等于分子數(shù)之比,也等于體積之比。C項(xiàng),氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比。D項(xiàng),同溫同體積時(shí),氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比。
7.(1)等質(zhì)量的O2和SO2,物質(zhì)的量之比為________,在相同條件下的體積之比為________,原子數(shù)之比為________。
(2)同溫同壓下,相同體積的CO2和O2的質(zhì)量比為________。
答案 (1)2∶1 2∶1 4∶3 (2)11∶8
解析 (1)設(shè)二者質(zhì)量均為m g,物質(zhì)的量之比為∶=2∶1,在相同條件下的體積之比等于物質(zhì)的量之比,原子個(gè)數(shù)之比為(2×2)∶(1×3)=4∶3。
(2)在該條件下,氣體的分子數(shù)相同,即物質(zhì)的量相同,則質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比,即為44∶32=11∶8。