1、第3课时 物质的聚集状态 气体摩尔体积【学考报告】知识内容 必考 加试 1.固、液、气态物质的一些特征 2.气体摩尔体积的概念 3.阿伏加德罗定律及其推论 4.有关气体体积的简单计算 5.气体体积运用于化学方程式的简单计算 a b b b a b b c b 一、物质的聚集状态 1.物质的聚集状态、性质及微观解释 物质的 聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质 固态 微粒排列_，微粒间空隙_ 在固定的位置上_ 有固定的形状，几乎不能被压缩 紧密小振动液态 微粒间排列_，微粒间空隙_ 可以_ 没有固定的形状，不易被压缩 气态 微粒间距离_ 可以_ 没有固定的形状，容易被压缩 较紧密较小较大
2、自由移动 自由移动2.决定物质体积的因素物质的体积与很多因素有关。在温度和压强一定时，物质的体积主要由_、_、和_决定。(1)在温度和压强一定时，1 mol 固态物质或液态物质的体积主要取决于_，所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是_的。(2)气态物质中微粒之间的距离与外界的温度、压强有关，在温度和压强一定时，气态物质中微粒之间的距离_；1 mol气态物质的体积主要取决于_，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有_。微粒数目微粒大小微粒间距离微粒的大小不同相等微粒间的距离相同的体积【训练1】气体的体积主要是由以下什么因素决定的：气体分子的直径；气体物质的量的多少；气体分子间
3、的平均距离；气体分子的相对分子质量()A.B.C.D.解析 气体的体积主要由气体物质的量的多少和气体分子间的平均距离决定。答案 C 点拨：气态物质中，与微粒间距相比，微粒本身大小可以忽略不计。二、气体摩尔体积1.气体摩尔体积(1)单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，用_表示，常用单位为_。(2)标准状况下，气体摩尔体积约为_。VmLmol122.4 Lmol12.气体摩尔体积的相关计算(1)气体的物质的量n_；(2)气体的摩尔质量MVm_(标准状况，：gL1)；(3)气体的分子数N_；(4)气体的质量mnM_。V/Vm22.4 nNA VVmNAVVmM【思考探究】1.气体摩尔体积与
4、1 mol气体的体积有什么不同？提示 气体摩尔体积不是“体积”，单位不是体积单位L、m3等，其常用单位为Lmol1。2.标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体的体积是否为22.4 L?答案 是，气体摩尔体积研究的对象是气体，既适用于纯净气体，又适用于混合气体。【例1】(2015三亚调考)下列说法正确的是()A.32 g O2占有的体积约为22.4 L B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子 C.在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g D.22 g二氧化碳与标准标况下11.2 L HCl含有相同的分子数 解析 A、B都没有指明是否在“标准状况”下，是
5、错误的；C指明“标准状况”，但在此条件下水是非气体，所以22.4 L水不是1 mol，故也不是18 g；D项中22 g CO2的物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为0.5 mol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此选项D符合题意。D借题发挥：只要用到体积，就要考虑温度、压强；只要用到“22.4 Lmol1”，就要弄清是否是标准状况、是否是气体。审题一定要准确。【训练2】下列叙述正确的是()A.1摩尔氢为2克 B.H2O的摩尔质量为18克 C.44克CO2的体积为22.4 L D.9.8克H2SO4含0.1NA个H2SO4分子解析 A.物质的量
6、只适用微观粒子，不能说 1 摩尔氢，应该说1 摩尔氢气分子或 1 摩尔氢原子，故 A 错误；B.摩尔质量的单位是 g/mol，则 H2O 的摩尔质量为 18 g/mol，故 B 错误；C.没有说明是标准状况，则不能用 Vm22.4 L/mol，无法求出 44 克CO2 的体积，故 C 错误；D.9.8 克 H2SO4 的物质的量为 nmM9.8 g98 g/mol0.1 mol，则 9.8 克 H2SO4 含 0.1 NA 个 H2SO4 分子，故 D 正确。D【例 2】(加试题)设阿伏加德罗常数的值为 NA，标准状况下某种 O2 和 N2 的混合气体 m g 含有 b 个分子，则 n g 该
7、混合气体在相同状况下所占的体积应是()A.22.4 nbmNA L B.22.4 mbnNA LC.22.4 nNAmbL D.nbNA22.4 L 解析 根据其组分及其含量相同，所以其质量与分子数成正比，设 n g 该混合气体含有的分子数为 x 个，质量与分子数的比例式为：m gbn gx，xngbmg nbm，n g 该混合气体含有的物质的量为：n NNAnbmNA nbmNAmol，其体积为：VnVmnbmNAmol22.4 L/mol22.4 nbmNA L。A 借题发挥：(1)要突出物质的量是计算的核心。(2)要充分利用公式 nmM NNAV22.4 L/mol(标准状况)进行 m、
8、n、V 之间的相互换算。【训练3】(加试题)标准状况下，将1 g氦气、11 g二氧化碳和4 g氧气混合，该混合气体的体积约为()A.8.4 LB.11.2 LC.14.0 LD.16.8 L解析 He 的物质的量为1 g4g/mol0.25 mol，二氧化碳的物质的量为11 g44 g/mol0.25 mol，氧气的物质的量为4 g32 g/mol0.125 mol，则气体的总物质的量为 0.25 mol0.25 mol0.125 mol0.625 mol，标准状况下，该混合气体的体积约为 0.625 mol 22.4 L/mol14.0 L，故选 C。答案 C 三、气体体积运用于化学方程式中
9、的计算在化学反应方程式中，在相同状况下，气体体积之比等于_之比，等于_之比，等于_之比。气体的物质的量物质的分子数计量数【例3】现有17.6 g铁和铜的合金与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的H2 4.48 L，则合金中所含铜的物质的量为_。解析 设 17.6 g 铁和铜的合金中含有铁的物质的量为 n，则 Fe2HCl=FeCl2H21 mol 22.4 Ln 4.48 L所以1 moln22.4 L4.48 L解得：n0.2 molm(Fe)0.2 mol56 gmol111.2 g n(Cu)17.6 g11.2g64 gmol1 0.1 mol 答案 0.1 mol【训练4】现有14.4
10、 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。(1)该混合气体的平均摩尔质量为_。(2)混合气体中碳原子的个数为_(用NA表示阿伏加德罗常数)。(3)将混合气体依次通过下列装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下进行)。气球中收集到的气体的摩尔质量为_。气球的体积为_L。解析(1)混合气体的物质的量为8.96 L22.4 Lmol10.4 mol，M14.4 g0.4 mol36 gmol1。(2)0.4 mol CO 和 CO2 的混合气体中，碳原子为 0.4 mol。(3)将混合气体依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸，则气球中收集到的气体是 CO。设原混合气体中 CO 的物质的
11、量为 n1 mol，CO2 的物质的量为 n2 mol，则有：n1n20.428 n144n214.4，解得n10.2n20.2因此气球中收集到 0.2 mol CO，在标准状况下的体积为 4.48 L。答案(1)36 gmol1(2)0.4NA(3)28 g/mol 4.48四、阿伏加德罗定律及推论(加试)1.阿伏加德罗定律(1)同温同压下，相同体积的气体含相同的_。(2)“四同定律”，即_、_、_和_，只要有三个“同”成立，第四个“同”必定成立。分子数或(物质的量)同温同压同体积同分子数2.推论(1)同温同压下，气体体积之比等于其_之比，即：_。(2)同温同压下，气体密度之比等于其_之比，
12、即：_。(3)同温同体积下，气体压强之比等于其_之比，即：_。(4)同温同压同体积下，气体的质量之比等于其_之比，即_。物质的量相对分子质量物质的量摩尔质量V1V2n1n212M1M2p1p2n1n2m1m2M1M2【例4】如图所示，相同状况下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢所含原子数一定相等的是()解析 相同状况下，体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，只要混合气体的平均原子数等于2即满足题意。A项有可能等于2，B项一定大于2，C项一定等于2，D项一定大于2。答案 C规律总结：同温、同压下，相同体积的两种气体一定具有相
13、同的分子数；两种气体中的原子个数、质量、电子数、质子数等可能相等，也可能不相等。【训练5】同温同压下，两个容积相等的储气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的()A.质量B.原子总数 C.碳原子数D.密度 解析 根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的气体物质的量相同。若C2H2和C2H6的物质的量比为11，则两瓶气体质量、原子总数、碳原子数、密度都相等，若两者物质的量比不等于11，则只有碳原子数相等。答案 C【例5】在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确
14、的是()A.若M(甲)M(乙)，则分子数：甲乙 B.若M(甲)M(乙)，则气体摩尔体积：甲乙 C.若M(甲)M(乙)，则气体的压强：甲乙 D.若M(甲)M(乙)，则气体的体积：甲乙解析 等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)M(乙)，则分子数：甲乙，A错误；若M(甲)M(乙)，则物质的量：甲乙，又气体体积相等，故气体摩尔体积：甲乙，B错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D错误。答案 C借题发挥：阿伏加德罗定律及推论不应死记硬背来记忆，而应通过理解来记忆。学会由理想气体状态方程 pVnRT(p压强，V体
15、积，n物质的量，R常数，T热力学温度)自己推导。并且理解记忆其变形公式：pVnRTmMRT，变形得 pMmVRTRT。【训练6】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少 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答案 B解析 同温、同压下甲的密度大于乙的密度，说明甲的相对分子质量大，故在等质量的前提下，甲的物质的量少。由公式 mV得出，甲V 甲乙V 乙。V甲V乙乙甲，因为 甲 乙，则 V 甲V 乙，同温、同压条件下，n 乙n 甲。M 甲mn甲，M 乙mn乙得 M 乙M 甲，因此 B 正确。
