1、专题1 物质的分类及计量 第二单元 物质的化学计量 第2课时 气体摩尔体积 发 展 目 标体 系 构 建 1.知道气体摩尔体积的概念，能够利用物质的量、气体摩尔体积、标准状况下气体的体积三者之间的关系，进行简单的计算。2了解阿伏加德罗定律及其推论，并能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。必 备 知 识 自 主 预 习 一、影响物质体积大小的因素 在相同条件下，微粒数相同的不同固态物质或液态物质的体积是否相同？提示 不相同。因为固态物质、液态物质体积主要受微粒的数目和微粒本身的大小不同影响，而不同的固态物质、液态物质的微粒大小各不相同。二、气体摩尔体积 气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气
2、体？提示 不是。气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下 0.2 mol H2 和 0.8 mol O2 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前提。知识延伸 阿伏加德罗定律 1内容：同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。2适用范围：阿伏加德罗定律及其推论仅仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，对固体和液体不适用。3“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。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 相
3、同。在同温、同压下，同体积的不同气体具有相同的微粒数。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”。)(1)在相同条件下，1 mol 任何物质的体积均相同。()(2)当温度和压强一定时，1 mol 气体的体积均为 22.4 L。()(3)标准状况下，1 mol 任何物质的体积都约为 22.4 L。()(4)当温度和压强一定时，相同物质的量的气体的体积相同。()2设 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是()A常温常压下，11.2 L CO2 所含的原子数为 1.5NA B常温常压下，48 g O3 含有的氧原子数为 3NA C标准状况下，22.4 L H2O 所含分子数为 NA D标准状况
4、下，22.4 L H2 所含原子数为 NA B 常温常压(非标准状况)下，11.2 L CO2 的物质的量不是 0.5 mol，所含原子数不是 1.5NA；48 g O3 的物质的量为 1 mol，所含氧原子数为 3NA；标准状况下，H2O 为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下，22.4 L H2 的物质的量为 1 mol，所含氢原子数为 2NA。3常温下，34.0 g 氨气的物质的量是；在标准状况下，氨气的体积是，所含的氨气分子数是个。解析 根据气体相关计算公式 nmM NNAV22.4 Lmol1(标准状况)可知：n(NH3)34.0 g17 gmol12.0 mol。V
5、(NH3)n(NH3)Vm2.0 mol22.4 Lmol 1 44.8 L。N(NH3)n(NH3)NA 2.0 mol6.021023 mol11.2041024 个。答案 2.0 mol 44.8 L 1.2041024关 键 能 力 核 心 突 破 气体摩尔体积及相关计算(素养养成宏观辨识与微观探析)热气球主要用于航空、体育运动和游览观光，由于热气球操作简单，对起飞、着陆场地的要求不高，热气球运动真正发展成为一项时尚、健康的户外休闲和体育运动。问题 1 你知道热气球升空的原理吗？气体的体积与温度、压强有何关系？提示 热气球是利用加热的空气或某些气体(如氢气或氦气)的密度低于气球外的空气
6、密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。升高温度或减小压强气体的体积增大，反之气体的体积减小。问题 2 在标准状况下，1 mol 气体的体积约是 22.4 L，如果当1 mol 气体的体积约是 22.4 L 时，一定是标准状况吗？为什么？提示 不一定。因为影响气体的体积的因素是温度、压强两个条件，非标准状况下，1 mol 气体的体积也可能是 22.4 L。1在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，1 mol 气体的体积不一定是 22.4 L。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
7、)1 种状态：必须为气体，且任何气体均可，包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4 等物质在标准状况下不是气体。(3)2 个数据：“1 mol”“约 22.4 L”。2气体摩尔体积的计算 气体的物质的量 n VVm。气体的密度 mV mnVm MVm。气体的微粒数 NnNA VVmNA。气体的质量 mnM VVmM。3求解气体摩尔质量“五”方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：Mmn。(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：MNAmN。(3)根据标准状况下气体的密度：M22.4(gmol1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度(D1/2)：M1/M2D
8、。(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：MM1a%M2b%M3c%a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。1下列说法中，正确的是()A一定状况下，N2 的摩尔体积可能恰好为 11.2 Lmol1 B在标准状况下，1 mol N2 的体积是 22.4 Lmol1 C1 mol N2 的体积约是 22.4 L，则 N2 是处于标准状况 D在标准状况下，H2O 的摩尔体积约是 22.4 Lmol1 A 由于温度和压强影响气体摩尔体积，则一定状况下 N2 的摩尔体积可能恰好为 11.2 Lmol1，A 项正确；在标准状况下，1 mol N2的
9、体积是 22.4 Lmol11 mol22.4 L，B 项错误；1 mol N2 的体积约是 22.4 L，气体摩尔体积为 22.4 Lmol1，由于温度和压强影响气体的体积，则 N2 不一定是处于标准状况，C 项错误；在标准状况下，水不是气体，则水的摩尔体积不是 22.4 Lmol1，D 项错误。2CO 和 CO2 的混合气体 18 g，完全燃烧后测得 CO2 的体积为11.2 L(标准状况)。(1)混合气体中 CO 的质量是g。(2)在标准状况下，混合气体中 CO2 的体积是L。(3)在标准状况下，混合气体的密度是gL1。(4)混合气体的平均摩尔质量是gmol1。解析 CO 燃烧发生反应：
10、2COO2=点燃 2CO2，CO 的体积与生成 CO2 的体积相等，燃烧后 CO2 的总体积为 11.2 L，故 18 g CO和 CO2 的混合气体的总体积为 11.2 L，在标准状况下，18 g CO 和CO2 的混合气体的物质的量为 0.5 mol，设 CO 的物质的量为 x mol，CO2 的物质的量为 y mol，则28x44y18xy0.5，解得 x0.25，y0.25。(1)混合气体中 CO 的质量28 gmol10.25 mol7 g。(2)故原混合气体中，CO2 的体积为 0.25 mol22.4 Lmol15.6 L。(3)原混合气体的密度 18 g11.2 L1.61 g
11、L1。(4)解法一：M22.4 Lmol11.61 gL122.4 Lmol136 gmol1；解法二：M18 g11.222.4 mol36 gmol1；解法三：M28 gmol150%44 gmol150%36 gmol1；故平均摩尔质量为 36 gmol1。答案(1)7(2)5.6(3)1.61(4)36 阿伏加德罗定律及其推论(素养养成宏观辨识与微观探析)化学实验小组利用电解装置，来推导气体体积与物质的量的关系，已知利用图 1 装置电解水时，水的转化过程如图 2 所示。已知 A试管中收集到的气体为氢气，B 试管中收集到的气体为氧气。图 1 图 2 图 3 问题 1 经测定，同温同压下，
12、A 试管中气体体积大约是 B 试管中气体体积的 2 倍。写出电解水的化学方程式，推测相同温度和压强下气体体积与物质的量的关系。提示 电解水的化学方程式为 2H2O=通电 2H2O2，由氢气和氧气的物质的量之比是 21，体积之比也是 21，可以推测同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比。问题 2 如图 3 所示用打气筒给篮球打气时，气体源源不断地被打进去，而篮球的体积几乎不发生变化，气体都去了哪？气球内气体的哪些物理量发生了变化？据此推测恒温、恒容时气体物质的量与压强有何关系 提示 气体的体积受温度和压强影响。向篮球内打气时气体进入篮球内，气体物质的量增多，压强变大。恒温、恒容时气体物质的量与
13、压强成正比关系。结论 相同条件公式语言叙述 同温同压V1V2n1n2N1N2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p1p2n1n2N1N2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p1p2V2V1同温同物质的量下，压强比等于体积的反比同温同压12M1M2同温同压下，密度比等于摩尔质量之比同温同压同体积m1m2M1M2同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比 3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，其中气体为 CH4 的是()A B C D D 将 nmM代入 VVmnVmmM，由此可知相同质量、相同温
14、度、相同压强下，气体体积与摩尔质量成反比。该四种气体中 CH4摩尔质量最小，故体积最大。4同温同压下，等质量的 SO2 气体和 SO3 气体相比较，下列叙述中正确的是()A密度之比为 45 B物质的量之比为 45 C体积之比为 11 D原子数之比为 34 A 由 nmM VVm可知，mV MVm，在相同条件下，气体的相对分子质量之比等于其密度之比，所以两种气体的密度之比为 648045，A 项正确；设气体的质量均为 m g，则 n(SO2)m64 mol，n(SO3)m80 mol，所以二者物质的量之比为m64m80806454，B 项错误；根据 VnVm 可知，同温同压下，气体的体积之比等于
15、物质的量之比，所以两种气体的体积之比为 54，C 项错误；根据分子组成可知，两种气体的原子数之比为(53)(44)1516，D 项错误。双 基 达 标 随 堂 检 测 1下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是()A物质的体积取决于微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离 B在相同条件下，微粒数相同的任何气体都具有相同体积 C在同温同压下，1 mol 任何物质所占有的体积均相同 D等质量的 H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大 C 从微观角度来说，物质的体积由微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离决定，A 正确；微粒数相同的气体的物质的量相同，相同条件下体积也相同，B 正确；C 项结论只
16、适用于气态物质，C 错误；压强越小、温度越高，气体的体积越大，D 正确。2下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是()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通常状况下的气体摩尔体积约为 22.4 L C标准状况下的气体摩尔体积约为 22.4 L D在标准状况下，1 mol O2 的体积是 22.4 Lmol1 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，A 正确；标准状况下的气体摩尔体积约为 22.4 Lmol1,1 mol O2 的体积是 22.4 L，B、C、D 错误。3下列说法中正确的是()A在标准状况下，1 mol 水的体积是 22
17、.4 L B1 mol 任何气体体积均为 22.4 L C在标准状况下，0.3 mol N2 和 0.7 mol O2 混合气体总体积约为 22.4 L D通常状况下，1 mol N2 的体积约为 22.4 L C A 项水为液体，不适用气体摩尔体积；B 项未指明气体所处的状况；C 项混合气体共 1 mol，在标准状况下，体积约为 22.4 L，C 正确；D 项通常状况下，1 mol N2 体积不是 22.4 L。4在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是1714。若乙气体是 CO，则甲气体可能是()AH2S BHCl CNH3DCl2 A 同温同压下，同体积的甲乙两种气体物质的量相同
18、，质量比是 1714，根据 mnM 可知，甲与乙的摩尔质量之比为 1714，若乙气体是 CO，则 M(甲)28 gmol11714，故 M(甲)34 gmol1，各选项中只有 H2S 符合。5对一定量气体体积的探究。已知 1 mol 不同气体在不同条件下的体积：化学式条件1 mol 气体的体积/L H222.4O222.4CO273 K,101 kPa 22.4 H211.2 CO2273 K,202 kPa11.2 N222.4NH3273，202 kPa22.4(1)从上表分析得出的结论：1 mol 任何气体，在标准状况下的体积都约为。1 mol 不同的气体，在不同的条件下，体积(填“一定
19、”“一定不”或“不一定”)相等。(2)理论依据：相同条件下，1 mol 任何气体的体积几乎相等，原因是，。(3)应用：在标准状况下，4 g O2 的体积为多少 L？(写出计算过程)解析(1)从表中的数据可以看出：1 mol 任何气体，在标准状况下体积都约为 22.4 L；1 mol 不同气体，在不同条件下，体积不一定相同。(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子之间的平均距离几乎相同且 1 mol 气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等。(3)4 g O2 的物质的量 n(O2)4 g32 gmol10.125 mol。在标准状况下的体积为 0.125 mol22.4 Lmol12.8 L。答案(1)22.4 L 不一定(2)气体分子数目相等 相同条件下，气体分子之间的平均距离几乎相等(3)V(O2)nVmmMVm4 g32 gmol122.4 Lmol12.8 L。点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!
