1、第一章 从实验学化学 第二节化学计量在实验中的应用第 2 课时 气体摩尔体积学习目标 1.了解气体摩尔体积的含义并掌握标准状况下气体体积的计算。2.了解阿伏加德罗定律及其应用。3.能够把气体体积的计算纳入以物质的量为核心的计算体系中。知识衔接12 mol 氢气的质量是 4g，1.5 mol 臭氧(O3)气体中含有 4.5 mol 氧原子。2决定物质体积大小的因素有：(1)物质的量即组成物质的微粒个数的多少；(2)组成物质微粒的大小；(3)组成物质微粒间的距离。3在相同条件下，固、液体的粒子直径大于粒子间距，所以温度、压强对固、液体体积几乎无影响。自主学习120 时，几种固体和液体的密度与体积。
2、物质密度/(gcm3)1 mol 物质的体积/cm3 Fe7.867.12Al2.7010.00H2O0.99818.04H2SO41.8353.552.电解水的实验探究。实验装置如图所示。(1)实验现象：V(H2)V(O2)21。物质质量物质的量n(H2)n(O2)H20.2 g0.1 mol21O21.6 g0.05 mol(2)计算推理(假设电解 1.8 g H2O)。2H2O=电解 2H2O2(3)计算论证。已知 0、101 kPa(标准状况)时 O2 和 H2 的密度，计算出 1 mol O2 和 1 mol H2 的体积Vm。物质密度/(gL1)1 mol物质的体积O21.4292
3、2.39 LH20.089522.35 L(4)探究原因。气体分子直径远小于气体分子间距，所以当气体物质的量一定(即含有的气体分子数一定)时，气体的体积主要取决于气体分子间距；气体分子间距受温度、压强的影响很大，当在同温同压条件下，任何气体分子间距都相等，那么就可以推出，当气体物质的量相同时且温度、压强也相同时，任何气体所占的体积都相同且是一个定值，该定值与气体种类无关，只与温度、压强有关。3气体摩尔体积。4阿伏加德罗定律。在相同的温度和压强下，粒子数(分子数)相同的任何气体都具有相同的体积。易错提醒1当固体、液体物质的量一定时，它们的体积主要决定于粒子的直径大小，而当气体物质的量一定且温度、
4、压强一定时，气体的体积才一定。2气体摩尔体积(Vm)是一个定值，该定值与温度、压强有关，与气体种类无关；当温度为 0，压强为 101 kPa 时，Vm 为 22.4 Lmol1，但当 Vm22.4 Lmol1 时，对应的温度、压强组合有很多，不只是 0、101 kPa 这一种组合。自我检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在标准状况下，1 mol 水的体积约为 22.4 L。()(2)1 mol 气体的体积约为 22.4 L。()(3)在标准状况下，1 mol O2 和 N2 混合气(任意比)的体积约为 22.4 L。()(4)22.4 L 气体所含分子数一定大于 11.2 L
5、气体所含的分子数。()(5)任何条件下，气体的摩尔体积都是 22.4 L。()(6)只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是 22.4 L。()(7)一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定。()(8)相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是微粒大小不同。()(9)同温同压下，两种气体的物质的量之比等于体积之比。()(10)在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2下列叙述正确的是()A1.5 mol O2 体积是 33.6 LB在标准状况下，2 mol H2 的体积是
6、44.8 LC不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同D32 g O2 的物质的量是 1 mol，其体积是 22.4 L解析：A、C、D 均未说明温度、压强这一关键条件。答案：B3设 NA 代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是()A标准状况下，22.4 L CO 完全燃烧生成的 CO2 分子数为 NAB17 g 氨气所含电子数为 NAC在常温、常压下，11.2 L 氯气所含的原子数目为NAD标准状况下，11.2 L 水所含的分子数为 0.5NA解析：B 项，17 g NH3 中含 10 mol 电子；C 项，常温、常压下 11.2 L 氯气所含的分子数不是 0.5 NA(小于 0.5
7、 NA)；D 项，水是液体。答案：A要点 利用 Vm 进行定量计算、利用阿伏加德罗定律进行定性讨论问题 1：如何将“气体摩尔体积(Vm)”“气体体积(V)”纳入以“物质的量”为核心的计算体系中？若将质量与体积联系在一起，一定要用到密度(d)。所以可以得出：n(气体)VVmmM NNA；进一步得出dmV MVm，可由标准状况下气体密度直接计算出气体的摩尔质量，即 M(气体)22.4 Lmol1d g/L。问题 2：由阿伏加德罗定律可得出哪些结论？(1)相同温度和压强下，两种气体的体积之比等于其物质的量之比，也等于所含的分子数之比，n1n2V1V2N1N2(物质的量之比等于粒子数之比)；(2)相同
8、温度和压强下，两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即d1d2M1M2；(3)相同温度和体积时，两种气体的压强之比等于其物质的量之比，即n1n2P1P2。在标准状况下，如果 0.2 L O2 中含有 m 个氧气分子，且将该条件下的 0.4 L H2和 0.6 L O2混合于一定密闭容器中。回答下列问题：(1)用 m 表示阿伏加德罗常数为_。(2)密闭容器中含有的氢气分子数为_(用 m表示)。(3)密闭容器中混合气体的密度为_gL1。(4)密闭容器中混合气体的平均分子质量为_。思路点拨：抓住“标准状况”这一关键条件，由此得出该条件下 22.4 L O2 中含 NA 个氧气分子；结合阿伏加德罗定律
9、及推论，可求解出(2)与(3)的问题。解析：(1)标准状况下 0.2 L 氧气中含 m 个氧气分子，所以有 mNA 0.222.4，NA112m mol1。(2)由 0.2 L 氧气中含 m 个 O2分子0.6 L 氧气中含 3m个 O2 分子0.4 L 氢气中含 2m 个 H2 分子(T、P 一定气体体积之比等于分子数之比)。(3)混合气体中 n(H2)n(O2)0.40.6(T、P 一定气体物质的量之比等于体积之比)23，若是 1 mol 这样的混合气体中会含有：n(H2)0.4 mol，n(O2)0.6 mol，所以 dmV 0.42 0.63222.4 gL10.893 gL1。(4)
10、M(混合气体)1 mol 混合气体的质量20 gmol1，那么相对平均分子质量为 20。答案：(1)112m mol1(2)2m(3)0.893(4)20解题归纳1气体摩尔体积的应用范围。气体摩尔体积只适用于气体，对于固体、液体不适用。标准状况与常温常压不能混淆，在标准状况下 Vm22.4 Lmol1，而非标准状况下气体摩尔体积也有可能为 22.4 Lmol1。2对阿伏加德罗定律的“三点”理解。(1)适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体。(2)同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”。(3)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德定律的一个特例。3混合气体平均相对分
11、子质量的计算。(1)定义法：M 平均m总n总。(2)公式法：M 平均M1V1%M2V2%(3)相对密度法：M 平均M 已知D(D 为混合气体对已知气体的相对密度)。(4)标准状况下，M 平均22.4 Lmol1d gL1(d 为已知气体在标准状况下的密度)。用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A如果 5.6 L N2 中含有 n 个氮气分子，则阿伏加德罗常一定为 4nB标准状况下，空气的密度为 1.23 gL1(假设空气中只有 N2 和 O2，且二者体积比为 31)C常温常压下，22.4 L CO2 所含的原子数为 3NAD标准状况下，2.24 L H2 和 C2H2 的混合气体所含分子数为 0.1NA解析：A 项未指明条件；B 项，M28 gmol10.7532 gmol10.2529 gmol1，所以 d(空气)29 gmol122.4 Lmol11.29 gL1；C 项是非标准状况。答案：D
