1、第3课时 物质的聚集状态 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 第3课时 物质的聚集状态课前自主学案 课前自主学案 自主学习 一、物质体积的决定因素 1物质体积的决定因素 温度和压强一定时，决定物质体积的因素有_。2不同聚集状态的物质体积的决定因素 微粒的数目、微粒的大小和微粒间的距离二、气体摩尔体积 1定义：单位_所占的体积。符号：_，单位：_。物质的量的气体VmLmol1或m3mol12计算公式：VmVn3标准状况下的气体摩尔体积(1)标准状况指：_(0)和_。(2)标准状况下_任何_所占有的体积都约为_。(3)标准状况下的气体摩尔体积为：_。273 K101 kPa1mol气体22.
2、4 L22.4 Lmol11决定气体体积的主要因素是什么？为什么当温度、压强一定时，1 mol气体的体积为一个定值？【提示】决定气体体积的主要因素是粒子数的多少和粒子之间的平均距离。温度、压强相同时粒子间的平均距离相等。2两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？问题探究【提示】不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时，体积相同的两气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。自主体验 1有N2、CO、CO2三种气体，它们的质量之比为122，在同温同压下它们的体积比为()A122 B221 C111414D112214 解析：选 D。同温同压下气体体积之比等于物质
3、的 量 之 比，则 n(N2)n(CO)n(CO2)128 228 244112214。2某气态氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为_，R的相对原子质量为_。解 析：n(RO2)0.448 L22.4 L/mol 0.02 mol，M(RO2)mn 1.28 g0.02 mol64 g/mol。答案：64 g/mol 32 课堂互动讲练 气体摩尔体积 1气体摩尔体积的适用范围 气体摩尔体积的适用范围是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
4、。2气体摩尔体积的数值 在标准状况下(0 和101 kPa时)，气体摩尔体积才为22.4 Lmol1，在非标准状况下，1 mol气体的体积可能是22.4 L，也可能不是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况。3气体的体积与温度和压强的关系温度越高，压强越小，气体的体积越大；温度越低，压强越大，气体的体积越小。4标准状况下气体体积的计算(1)体积(V)与物质的量(n)的关系n(mol)VL22.4Lmol1(2)体积(V)与气体质量(m)的关系VL22.4Lmol1mM(mol)(3)体积(V)与微粒数(N)的关系VL22.4Lmol1 NNA(mol)特别提醒：进行
5、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 Lmol1。(2)忽视气体所处的状态是否是标准状况，如计算25、101 kPa下氢气的体积时不能应用22.4 Lmol1。(3)1 mol气体体积为22.4 L时不一定处于标准状况。下列叙述正确的是()A1 mol任何气体的体积都约为 22.4 L B1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是 22.4 L C标准状况下，1 mol水所占有的体积是22.4 L D标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol 例1【思路点拨】应用“22.4
6、 L/mol”时应注意以下两点：(1)该物质是否为气体。(2)该物质是否在标准状况下。【解析】按气体摩尔体积的“四要素”即：状态(气体)、状况(条件：温度、压强)、定量(1 mol)、数值(体积)进行分析，A中没有指明该物质所处的状况即：温度、压强；B中没有指明该物质所处的状态；C中的水在标准状况下不是气体；D是对气体摩尔体积概念的应用，故A、B、C三项错误。【答案】D 变式训练1 阿伏加德罗常数约为6.021023mol1，下列说法一定正确的是()A22.4 L N2中所含的分子个数为6.021023 B标准状况下，22.4 L Cl2和HCl的混合气体中含分子总数为26.021023 C4
7、 时，22.4 L水含水分子数为6.021023 D20 g Ne含原子个数为6.021023 解析：选D。A项，由气体体积计算分子个数，首先换算成物质的量，但不知何种状况，不能用22.4 Lmol1计算，错误；B项，混合气体Cl2和HCl，计算的结果为总物质的量，但不能加倍，错误；C项，水为液态，气体摩尔体积在此不适用，即22.4 L液态水的物质的量不是1 mol，则微粒数不是6.021023，错误；D 项，Ne 为单原子分子，n20 g20 gmol11 mol，N1 mol6.021023 mol16.021023，正确。阿伏加德罗定律及其推论 1阿伏加德罗定律 在相同温度和压强下，相同
8、体积的任何气体都具有相同的分子数。2阿伏加德罗定律的推论(1)同温、同压下，任何气体的体积比等于其物质的量之比。即n1n2V1V2。(2)同温、同体积的任何气体，其物质的量之比等于其压强之比。即n1n2p1p2。(3)同温、同压下的任何气体，密度之比等于其相对分子质量之比。即12M1M2。特别提醒：(1)阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积决定同分子数。(3)阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体)，但对固体、液体不适用。在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度
9、和气体密度相等时，下列说法正确的是()A两种气体的压强相等 BO2比O3的质量小 C两种气体的分子数目相等 D两种气体的氧原子数目相等 例2【思路点拨】解答该题时要注意两个问题：(1)温度问题：气体的压强与温度有关，物质的量不相等时，若温度也不相等，气体的压强有可能相等。(2)O2和O3的组成问题：尽管O2和O3的物质的量不相等，但质量相等，而质量实际上是氧原子的质量，所以二者所含原子数也相等。【解析】解答本题应先看清题目中给出的条件，同温、同体积、同密度，然后根据各种物理量间的换算关系找出正确答案。根据题意，因等温度、等体积、等密度，则两者等质量，B项错；等质量的O2和O3物质的量不相等，则
10、压强和分子数不相等，则A、C两项错，O2和O3都是由氧原子构成的，所以等质量的O2和O3原子数相等。【答案】D 变式训练2 在标准状况下有m g气体A与n g气体B的分子数相同，下列说法正确的是()A两种气体A、B的相对分子质量比为mn B同质量气体A与B的分子数比为nm C同温、同压下，A、B两气体的密度比为nm D相同状况下，同体积A、B两气体的质量比为mn 不解析：选 C。标准状况下，m g 气体 A 与 n g 气体 B 的分子数相同，即物质的量相同，nAnB。A 项中气体相对分子质量与状况无关，nA mMA，nB nMB，由 nAnB 得出MAMBmn，A 项正确；B项，质量相同时物
11、质的量与相对分子质量成反比，即nAnBMBMAnm；又根据，微粒数之比等于物质的量之比，因此有NANBnAnBnm，B 项正确；C 项，同温、同压时ABMAMBmn；D 项，同温、同压、同体积时，nAnB，质量与相对分子质量成正比，mAmBmn。在化学方程式中，化学计量数之比等于相互作用的微粒数之比，等于参加反应的各物质的物质的量之比，对于有气态物质参加的反应，还等于气体的体积之比。具体关系如下：物质的量用于化学方程式中的计算 化学计量数 212 微粒数212 物质的量2 mol1 mol2 mol 物质的体积 2V1V2V 物质的质量 56 g32 g88 g 2CO O2=点燃 2CO2特
12、别提醒：在应用化学方程式进行计算时，当各已知量或待求量单位不一致时，列式时要特别注意：上下单位需相同。在实验室使稀盐酸跟锌起反应，在标准状况时生成3.36 L氢气，计算需要多少摩尔的HCl和Zn。【思路点拨】应用化学方程式计算的关键是根据物质的量、质量及标准状况下气体的体积对应关系列出正确的比例式。列比例式的具体要求为：左右成比例、上下单位同。例3【解析】本题属于化学方程式的计算，要先正确地写出化学方程式，然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比，计算出参加反应的HCl 和 Zn 的物质的量。Zn 2HCl=ZnCl2H21 mol 2 mol 22.4 Ln(Zn)n(HCl)3.36
13、L1 molnZn22.4 L3.36 L，n(Zn)0.15 mol；2 molnHCl22.4 L3.36 L，n(HCl)0.30 mol。【答案】n(Zn)0.15 mol n(HCl)0.30 mol 变式训练3 把6.5 g锌加入到50 g 20%的稀硫酸中，可产生标准状况下的氢气多少升？解析：此题将反应中两种反应物的量都已给出，则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应，应判断哪种物质有剩余，然后根据完全反应的物质来计算。设6.5 g锌完全反应需要H2SO4的质量为x，则有Zn H2SO4=ZnSO4H265 986.5 g xx986.5 g659.8
14、g因为 9.8 g50 g20%10 g，所以 H2SO4 过量，应按锌来计算。ZnH2SO4=ZnSO4H265 g 22.4 L6.5 g V(H2)V(H2)22.4 L6.5 g65 g2.24 L。答案：2.24 L 探究整合应用 气体摩尔体积的测定 此类实验既可以考查对气体摩尔体积概念的理解，又可以考查实验基本操作，实验的关键在于准确测量气体的体积，测体积时，要注意排除对气体体积有影响的干扰因素。某探究性学习小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应测定通常状况(约20，1atm)下气体的摩尔体积(注：硅与稀硫酸不反应)。例拟选用下列实验装置完成实验：(1)该组同学必须选用的装置的
15、连接顺序是(填接口字母，可不填满)：A接()()接()()接()(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因_。(3)实验结束时，该组同学应怎样测量实验中生成氢气的体积？_。(4)实验中准确测得3个数据：实验前铝硅合金的质量m1 g，实验后残留固体的质量m2 g，实验后量筒中液面读数为V mL。则通常状况时气体摩尔体积Vm_Lmol1。【解析】本实验的原理是根据消耗金属的质量和生成 H2 的体积，计算气体摩尔体积，实验的关键是如何准确的测量气体的体积。利用排水法测量气体体积时，气体不必干燥，注意量筒中液面与广口瓶中液面相平。计算摩尔体积时，根据消耗 Al 的质量求出生成 H2 的 物 质 的 量，n(H2)32 n(Al)32m1m227m1m218mol。【答案】(1)E D G(2)铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大(3)待实验装置冷却后，上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，再平视读取量筒中水的体积，即氢气在通常状况时的体积(4)18V1000m1m2