1、1 新情境激趣引航1 mol 物质含有的粒子数相同，为何它们的体积不相同呢？物质体积的大小与哪些因素有关？在化学实验中，需要量取 1 mol H2 来做实验，如何量取 1 mol H2？对于气体来说，我们宏观量取的通常不是质量而是体积，那么 1 mol H2的体积到底是多少呢？气体的体积与物质的量之间有什么联系呢？让我们一起走进教材，学会了就没有任何秘密可言了。2 新知识预习探索 学习目标1.了解气体摩尔体积的含义。2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论。新知预习1物质体积的大小取决于构成这种物质的、粒子的大小和这三个因素。2影响气体体积的因素有气体的物质的量
2、、温度和。3气体摩尔体积是指，符号为Vm，常用单位有，公式为VmVn。4同温同压下，的任何气体都含有相同数目的粒子。粒子数目粒子之间的距离压强单位物质的量的气体所占的体积L/mol(或 Lmol1)和 m3/mol(或 m3mol1)相同体积问题探索1.相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是()A微粒大小不同 B微粒质量不同C微粒间距离不同D微粒间作用力不同【答案】A2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，气体体积由其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 LD不同的气体，若体积不等，则它
3、们所含的分子数一定不等【答案】B3在标准状况下，与 12 g H2 的体积相等的 N2 的()A质量为 12 g B物质的量为 6 molC体积为 22.4 L D物质的量为 12 mol【答案】B4下列说法中正确的是()A32 g O2 占有的体积约为 22.4 LB22.4 L N2 含阿伏加德罗常数个氮分子C在标准状况下，22.4 L 水的质量约为 18 gD22 g 二氧化碳与标准状况下 11.2 L HCl 含有相同的分子数【答案】D5判断下列说法的正误。(1)在同温同压下，决定气体体积大小的因素是气体分子数目的多少。()(2)0.5 mol H2 的体积约是 11.2 L。()(3
4、)标准状况下，1 mol 任何物质的体积都约为 22.4 L。()(4)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。()(5)气体摩尔体积为 22.4 Lmol1。()6(1)与 17 g NH3 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)3.65 g 某气体在标准状况下的体积是 2.24 L，则其摩尔质量是_。【答案】(1)22.4 1.2041024(2)36.5 gmol13 新课堂互动探究知识点一气体摩尔体积细解教材1物质体积的求算(1)电解水实验(教材 P13 科学探究 1)电解水时生成的 H2 与 O2 的体积比约为 2：1。电解 1.8 g H2O，生成 H2
5、、O2 的量的关系如下表：物质质量物质的量H2 和 O2 的物质的量之比H20.2 g0.1 molO21.6 g0.05 mol2：1实验结论：在同温、同压下，H2 和 O2 的体积之比等于它们的物质的量之比，也可理解成在相同温度和压强下，1 mol O2 和 1 mol H2的体积相同。(2)不同物质的体积计算(教材 P13 科学探究 2)0、101 kPa(标准状况)时，O2 和 H2 的密度与体积物质密度/gL11 mol 物质的体积/LO21.42932 g1.429 g/L22.4 LH20.08992 g0.0899 g/L22.2 L20 时，几种固体和液体的密度与体积物质密度
6、/gcm31 mol 物质的体积/cm3Fe7.867.12 cm3Al2.7010.00 cm3H2O0.99818.04 cm3H2SO41.8353.55 cm3相关结论a相同条件下，1 mol O2 和 1 mol H2 的体积近似相同。b相同条件下，1 mol 固体和 1 mol 液体的体积不同。c相同条件下，1 mol 气体的体积要大于 1 mol 固体或液体的体积。2决定物质体积大小的因素(1)粒子数目、粒子的大小、粒子之间的距离是决定物质体积大小的三个因素。(2)1 mol 任何物质的粒子数均为 6.021023 个，此时，1 mol 物质体积的大小取决于构成物质的粒子的大小和
7、粒子之间的距离。固态物质或液态物质的体积取决于粒子的大小。气态物质的体积取决于气态粒子之间的距离。(3)在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。3气体摩尔体积(1)定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。(2)符号：Vm。(3)单位：L/mol(或 Lmol1)和 m3/mol(或 m3mol1)。(4)公式：VmVn。(5)影响因素：Vm 受温度、压强的影响，即温度和压强不同时，Vm不同。(6)特例：在 0、101 kPa(标准状况)的条件下，Vm 约为 22.4 Lmol1。(7)标准状况下气体摩尔体积的正确理解：(8)物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)
8、、气体的体积(V)三者之间的关系：n VVm，若在标准状况下 n VVmV22.4 Lmol1。4根据标准状况下气体摩尔体积进行的有关计算气体的物质的量 n V22.4。气体的摩尔质量 M22.4(的单位是 gL1)。气体的分子数 NnNA V22.4NA气体的质量 mnM V22.4M。典例精析例 1(2015银川高一检测)下列叙述正确的是()A1 mol 任何气体的体积都为 22.4 LB1 mol 任何物质在标准状况下所占的体积都为 22.4 LC标准状况下，1 mol H2O 所占的体积是 22.4 LD标准状况下，5.6 L O2 的物质的量是 0.25 mol【解析】A 项，没有指
9、明气体所处的状况；B 项，没有指明物质的状态，气体摩尔体积仅适用于气体；C 项，水在标准状况下不是气体；D 项，n VVm5.6 L22.4 Lmol10.25 mol，正确。【答案】D【点拨】关于气体摩尔体积的计算已知标准状况下气体的体积(V)，求气体的物质的量(n)：nV22.4 Lmol1；已知气体的质量(m)，求标准状况下气体的体积(V)：VmM22.4 Lmol1；已知气体的摩尔质量(M)，求气体在标准状况下的密度()：mVMVmM22.4 Lmol1。跟踪练习1(2015山东兖州高一期中)下列说法正确的是()A在标准状况下，1 mol 水的体积是 22.4 LB1 mol 氢气所占
10、的体积一定是 22.4 LC标准状况下，6.021023 个 Cu 原子所占有的体积约是 22.4 LD标准状况下，28 g N2 与 CO 的混合气体，体积为 22.4 L【解析】A 项中的水、C 项中的 Cu 均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B 项未指明温度、压强；D 项中 N2 和 CO 的摩尔质量均为 28 g/mol，则其体积 VnVmmMVm28 g28 g/mol22.4 L/mol22.4 L，D 正确。【答案】D【点拨】进行有关计算或判断时常出现的错误：(1)忽视物质在标准状况下的状态是否是气态，如水在标准状况下为非气态，计算该条件下的体积时就不能应用 22.4 Lm
11、ol1。(2)忽视气体所处的状况是否是标准状况，如计算 25，101 kPa下氢气的体积时不能应用 22.4 Lmol1。知识点二 阿伏加德罗定律及其推论细解教材1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。2阿伏加德罗定律的推论结论相同条件公式语言叙述T、p 相同n1n2V1V2同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比T、V 相同p1p2n1n2温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比n、T 相同p1p2V2V1物质的量相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比T、p 相同12M1M2同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或是相对分子质量，下同)成正比T、p、V 相同
12、M1M2m1m2同温、同压下、体积相同的气体，其摩尔质量与其质量成正比特别提醒a阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况，也可以是其他温度和压强条件下，只要物质的存在状态是气体即可。b阿伏加德罗定律的推论不必死记公式，可通过阿伏加德罗定律或理想气体状态方程，pVnRT 进行推导，在理解基础上记忆。例如：同温同压下，两种气体的密度之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比，可以推导如下：pV1n1RTm1M1RTpV2n2RTm2M2RT由式和可得：V1V2m1M2m2M1所以M1M2m1/V1m2/V212以此类推可以导出推论中其他关系式。c同温、同压、同体积和同分子数，共同存在、相互制约，只要
13、三“同”成立，第四“同”必定成立。即“三同”定“一同”。典例精析例 2(2015经典习题选萃)某容器充满 O2 时质量为 116 g，充满CO2 时质量为 122 g，若充满某气体时质量为 114 g，则该气体的相对分子质量为()A28 B60C32 D44【解析】方法一：设容器质量为 m，某气体的摩尔质量为 M。根据阿伏加德罗定律推论，同温、同压下，相同体积的气体其物质的量相等。116 gm32 gmol1 122 gm44 gmol1，解得 m100 g。然后再建立方程：116 g100 g32 gmol1 114 g100 gM或122 g100 g44 gmol1 114 g100 g
14、M解得：M28 gmol1。方法二：利用差量法计算。根据同温、同压、同体积下，气体质量之差和相对分子质量之差存在正比关系，可得：122 g116 g44 gmol132 gmol1 122 g114 g44 gmol1M解得 M28 gmol1【答案】A跟踪练习2(2015山东滨州高一检测)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【解析】两容器的温度和压强均相同，且气体质量相等，而甲的密
15、度大于乙的密度。由 mV可知 V 甲V 乙。同温同压下，气体的物质的量与体积成正比，故 n 甲M 乙，D 项错误。【答案】B知识点三与“物质的量”有关的计算细解教材1基本公式 nmM NNA V22.4(标准状况)利用公式 nmM NNA V22.4(标准状况)，借助 M、NA、Vm 等常数，可以进行以物质的量为中心，涉及 n、m、N、M、V、Vm、等物理量之间的简单换算。通常依据一个公式进行已知任意两项求第三项的计算，依据两个公式进行已知任意三项求第四项的计算。2相对分子质量或摩尔质量的计算物质的摩尔质量在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量。(1)根据物质的量(n)与物质质量(m)，求相
16、对分子质量，即 Mmn。(2)根据一定质量(m)的物质中的粒子数(N)和阿伏加德罗常数(NA)，求相对分子质量，即 MNAmN。(3)根据标准状况下的气体密度()，结合气体摩尔体积，求相对分子质量，即 M22.4。(4)根据气体的相对密度(符号为 D)，求相对分子质量，即 D12M1M2，M1DM2。(5)根据化学方程式，求相对分子质量。(6)对于气体混合物，上述的 M22.4，M1DM2 和 Mm/n 可以用来求其平均相对分子质量。混合气体的平均相对分子质量，还可以利用如下公式计算：M M11M22M33其中 M1、M2、M3分别表示混合气体中各组成成分的相对分子质量，1、2、3分别表示各组
17、成成分在混合气体中所占的体积分数(或物质的量分数)。典例精析例 3(2015经典习题选萃)如果 a g 某气体中含有的分子数为 b，则 c g 该气体在标准状况下的体积是()A.22.4bacNA L B.22.4abcNA LC.22.4acbNA L D.22.4bcaNA L【解析】该题主要考查气体摩尔体积、质量、分子数、体积之间的换算关系。解法 1：设该气体的摩尔质量为 M，则 aMNAb，所以，MaNAbgmol1，c g 该气体在标准状况下的体积为c gaNAb gmol122.4 Lmol122.4bcaNA L。解法 2：【答案】D例 4(2015新题调研)448 mL 某气体
18、在标准状况下的质量为1.28 g，求该气体的相对分子质量。【解析】解法一：0.448 L 气体质量为 1.28 g，设标准状况下 22.4 L 气体(1 mol)的质量为 x，根据 n VVmmM，0.448 L/(22.4 Lmol1)1.28 g/x，解得 x64 gmol1。即该气体的摩尔质量为 64 gmol1，相对分子质量为 64。解法二：标准状况下该气体的密度 为 1.28 g/0.448 L2.86 gL1，根据 M22.42.86 gL122.4 Lmol164 gmol1，即该气体的相对分子质量为 64。解法三：0.448 L 气体的物质的量：n VVm0.448 L/(22
19、.4 Lmol1)0.02 mol，气体的摩尔质量 Mm/n1.28 g/0.02 mol64 gmol1。【答案】64【点拨】此题利用摩尔质量的概念求解。摩尔质量的单位为gmol1 时，摩尔质量和相对分子质量二者在数值上相等，同时清楚物质的摩尔质量和相对分子质量是不同的概念。跟踪练习3(2015新题调研)对于 SO2 和 SO3：(1)等 物 质 的 量 的 SO2 和 SO3 中，氧 原 子 的 个 数 比 为_。(2)在常压和 100 时，等体积的 SO2 和 SO3 中硫原子的个数比为_。(3)当 SO2 和 SO3 的硫原子个数比为 1：1 时，两者的物质的量之比为_，质量之比为_，
20、总原子个数之比为_。(4)常压和 100 时，等质量的 SO2 和 SO3 的密度之比为_，体积之比为_。【解析】(1)等物质的量的 SO2和 SO3 即等分子数的 SO2 和 SO3，其中的氧原子数之比为 2：3；(2)相同条件下等体积的 SO2 和 SO3即等物质的量的 SO2和 SO3，亦即等分子数的 SO2 和 SO3，硫原子数之比为1：；(3)硫原子数为 1：时，SO2 和 SO3 的分子数为 1：，SO2和 SO3 的物质的量之比也为：1；质量之比为其摩尔质量之比，即：80：5；总原子个数比为：4；(4)等质量的 SO2和 SO3的物质的量之比为其摩尔质量的倒数比，即：4，相同条件
21、下的体积之比为物质的量之比，即：4；相同条件下 SO2 和 SO3的密度之比等于其摩尔质量之比，即：5，与是否等质量没有关系。【答案】：3：1：1：5：4：5：4【点拨】做这种题，首先确定是物质的量相同还是质量相同。物质的量相同时，分子数相同，相同条件下的体积相同(阿伏加德罗定律)，质量之比为摩尔质量之比。质量相同时，物质的量之比、分子数之比以及相同条件下的体积之比均等于摩尔质量的倒数比；如果体积相同，则密度相同。不论是物质的量相同还是质量相同，只要在相同条件下，气体的密度之比均等于摩尔质量之比。4(2015经典习题选萃)氯化钠与氯化镁的混合物中，已知其钠离子与镁离子的物质的量之比为：2。(1
22、)求混合物中两种物质的质量比。(2)如果混合物中共有 28 mol 的 Cl，求混合物中氯化钠和氯化镁的质量各是多少？【解析】(1)根据 NaCl、MgCl2 的组成知，混合物中 Na与 Mg2物质的量之比，亦为 NaCl 与 MgCl2 的物质的量之比。n：n(MgCl2)：2m：m(MgCl2)n(NaCl)M：n(MgCl2)M(MgCl2)3 mol58.5 gmol1：2 mol95 gmol1：380(2)由 NaCl，Mg22Cl得n(Nan(Mg2n(Cl)：(322)：7当混合物中共有 28 mol Cl时，n(NaCl)28 mol3712 mol，n(MgCl2)28 m
23、ol278 mol，则 m(NaCl)n(NaCl)M(NaCl)12 mol58.5 gmol1702 gm(MgCl2)n(MgCl2)M(MgCl2)8 mol95 gmol1760 g【答案】(1)混合物中氯化钠与氯化镁的质量比为：380；(2)如果混合物中共有 28 mol Cl，混合物中氯化钠的质量为 702 g，氯化镁的质量为 760 g。【点拨】(1)将钠离子与镁离子的物质的量之比转换为氯化钠和氯化镁的物质的量之比，通过摩尔质量求出其质量比；(2)由化合物中阳离子所带的正电荷总数应与阴离子所带的负电荷总数相等，导出 Na、Mg2与 Cl的物质的量之比，进一步计算出当混合物中共有
24、 28 mol Cl时，混合物中氯化钠、氯化镁的物质的量，再计算出它们的质量。长话短说重点记忆1决定物质体积的因素粒子数目；粒子大小；粒子间的距离。2气体摩尔体积的要素标准状况；气体；22.4 L。3阿伏加德罗定律“四同”同温；同压；同体积；同分子数。“三同”决定“一同”。4与物质的量有关的计算n NNA mM VVm V22.4(标准状况)4 新思维随堂自测1.(2015山东滨州高一检测)常温常压下，用等质量的 CH4、CO2、O2、SO2 分别吹出四个气球，其中气体为 CH4 的是()【答案】D2(历届高考试题选萃)设 NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A(福建高考)0.5
25、 mol O3 与 11.2 L O2 所含的分子数一定相等B(江苏高考)标准状况下，11.2 L 由 N2 与 CO 组成的混合气体含有的原子数目为 NAC(海南高考)标准状况下，22.4 L 的 CCl4 中含有的 CCl4 分子数为 NAD(广东高考)常温常压下，22.4 L 的 NO2 和 CO2 混合气体含有2NA 个氧原子【答案】B3(双选)(2015九江高一检测)下列说法不正确的是()A22.4 L 任何气体的物质的量均为 1 molB0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2 和 0.4 mol CO2 组成的混合气体在标准状况下的体积约为 22.4 LC
26、常温下，1 mol 任何气体的体积一定大于 22.4 LD任何状况下 1 mol CO2 和 18 g H2O 所含的分子数和原子数都相等【答案】AC4(2015新题调研)已知 3.2 g 某气体中所含的分子数约为3.011022，此气体的摩尔质量为()A64 gmol1 B64 molC64 g D32 gmol1【解析】利用公式 n NNAmM求解。方法：分子数 N3.011022，则此气体的物质的量 n NNA3.0110226.021023mol10.05 mol，摩尔质量 Mmn 3.2 g0.05 mol64 gmol1。方法：由 n NNA和 nmM，可推知：NNAmM，则 Mm
27、NAN 3.2 g6.021023 mol13.01102264 gmol1。【答案】A5(2015山东潍坊检测)下列说法正确的是()A同温、同压下，相同质量的气体都占有相同的体积B同温、同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子C在标准状况下，1 mol 任何物质的体积均约是 22.4 LD1 mol 某气体的体积约为 22.4 L，该气体所处的状况一定是标准状况【解析】同温、同压下，质量相同的不同气体的物质的量不一定相同，所以不一定占有相同的体积，故 A 项错误；同温、同压下，气体摩尔体积是定值，由 n NNA VVm知，气体体积相同时分子数目(N)也相同，故 B 项正确；水在标准状况下不
28、是气体，1 mol 水的体积不是22.4 L，故 C 项错误，1 mol 某气体若处于高温、高压或低温、低压的情况下，气体体积也可能约为 22.4 L，故 D 项错误。【答案】B6(2015孝感高一检测)某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M gmol1，该气体质量为 m g，阿伏加德罗常数为 NA，则：(1)该气体的物质的量为_mol。(2)该气体在标准状况下的体积为_L。(3)该气体在标准状况下的密度为_gL1。(4)该气体所含原子总数为_个。(5)该气体的一个分子的质量为_g。【解析】(1)由公式 nmM直接求解；(2)由 nmM、nV22.4 Lmol1可求得标准状况下的体积为mM22
29、.4 L；(3)根据 mV，可求得该气体在标准状况下的密度为 M22.4 gL1；(4)由于为双原子分子，所以原子总数为mM2NA2mNAM；(5)由摩尔质量为 M gmol1知一个分子的质量为MNA g。【答案】(1)mM(2)22.4 mM(3)M22.4(4)2mNAM (5)MNA5 新视点名师讲座物质的量易错案例警示例 1 下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是()A标准状况下，1 mol H2O 的体积是 22.4 LB22 g CO2 的物质的量是 0.5 mol，其体积为 11.2 LC只有标准状况下的气体摩尔体积是 22.4 Lmol1，其他条件下一定不是该值D标准状况下，1
30、摩尔任何气体的体积都是 22.4 L【易错选项】C【易错剖析】(1)易错选项分析。错选 C 的原因在于对概念的理解不透彻，不能认识到问题的根本所在。一定量的气体其体积是由压强和温度两个因素共同决定的。在标准状况下，气体摩尔体积是 22.4 Lmol1，但是在其他条件下，如果温度和压强合适的话，气体摩尔体积也可能是 22.4 Lmol1。(2)其他错误选项分析。错误选项错因剖析A 项错选原因在于忽视了问题的关键：标准状况下，对于状态是气态的物质才能利用 22.4 Lmol1 计算其体积，而水在标准状况下是液态。B 项错选原因在于没有注意到外界条件。使用 22.4 Lmol1 进行计算时一般要求气
31、体物质处于标准状况下，如果没有指明是在标准状况下，盲目使用 22.4 Lmol1 是没有道理的。【标准答案】D例 2 下列说法中正确的是()A同温同压下，相同体积的物质，它们的物质的量必相等B1 L 一氧化碳气体一定比 1 L 氧气的质量小C28 g N2 和 CO 的混合气体在标准状况下的体积一定是 22.4 LD常温常压下，1 mol C 完全燃烧能反应掉 22.4 L 氧气【易错选项】AB【易错剖析】(1)易错选项分析。错选 A 的原因在于对所学知识掌握不到位，不能很好地掌握理论成立所具备的条件。A 项很容易在所学知识的影响下认为是正确的，往往忽视本项中并没有指明物质的状态都是气态。错选
32、 B 的原因在于忽视选项中并没有指明两种气体所处的环境条件，在条件不明的情况下，两种气体不能进行比较。(2)其他错误选项分析。D 项中 1 mol C 完全燃烧将反应掉 1 mol O2。但常温常压下，1 mol O2 的体积不是 22.4 L。【标准答案】C【正确选项错误理解】错误认为并不知道两种气体的具体含量，因此，也就无法计算混合气体的总物质的量，从而认为根本无法计算该混合气体的体积，这是对知识理解的不透彻，不能对其进行迁移应用。实际上因为 CO 和 N2的摩尔质量相等(28 gmol1)，28 g 混合气体一定是 1 mol(与两者含量的多少没有关系)，故在标准状况下的体积一定是 22
33、.4 L。例 3(2015黄冈调研)下列叙述正确的是()A等物质的量的 N2 和 CO 在标准状况下的体积均为 22.4 LB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C1 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【易错剖析】错选 A 是因审题不严，等物质的量并非“1 mol”。错选 C 的原因在于忽视选项中并没有指明两种气体所处的环境条件，在条件不明的情况下，两种气体不能进行比较。错选 D 的原因在于对所学知识掌握不到位，不能很好地掌握理论成立所具备的条件。D 项很容易在所学知识的影响下认为是正确的，往往忽视本项中并没有指明物质的状态都是气态。【解析】等物质的量不一定是 1 mol，A 错；物质的量(或质量)与条件(温度、压强)无关，B 对；一定体积的气体所含物质的量的多少与其所处状况有关，C 错；“等体积的物质”不一定是气体，D 错。【答案】B