《红对勾》2015版高一化学人教版必修1课件：1-2-2气体摩尔体积

第一章从实验学化学第二节化学计量在实验中的应用课堂互动探究课前自主学习课时作业随堂基础巩固第2课时气体摩尔体积课前自主学习01自主学习·打基础一、探究气体的体积与物质的量的关系1．电解水产生气体的体积关系①装置：②现象：产生H2与O2的体积比约为________。2．电解水产生气体的物质的量关系若电解1.8g水，则产生氢气的质量为________，氢气的物质的量为________，产生氧气的质量为________，氧气的物质的量为________，二者物质的量之比为________。3．气体的体积与物质的量关系同温同压下，气体的体积之比等于________之比。二、物质体积的影响因素物质体积的大小取决于构成这种物质的______、________和________。1．固态或液态物质固态或液态物质______________是非常小的，故1mol固态或液态物质的体积主要取决于________，不同的固态或液态物质，________是不相同的，因此，1mol不同的固态或液态物质的体积是________的。2．气态物质对于气体来说，________远大于________，所以1mol气体的体积主要取决于____________。而在同温同压下，任何气体______________可以看成是相等的，1mol任何气体都具有________的体积。三、气体摩尔体积1．概念：单位物质的量的________所占的________。2．符号及单位：符号为________，常用单位有________(或________)和________(或________)。3．气体摩尔体积的数值气体摩尔体积的数值决定于气体所处的______和______。例如标准状况下，气体摩尔体积约为________(较常用)；25℃和101kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.8L·mol－1。4．物质的量(n)、气体体积(V)和气体摩尔体积(Vm)的关系为________。四、阿伏加德罗定律内容：______________________________________________________________________。答案一、2.0.2g0.1mol1.6g0.05mol3.物质的量二、粒子数目粒子大小粒子之间的距离1.粒子之间的距离粒子的大小粒子的大小不相同2.粒子之间的距离粒子本身的直径气体粒子之间的距离粒子之间的距离相同三、1.气体体积2.VmL/molL·mol－1m3/molm3·mol－13.温度压强22.4L·mol－14.Vm＝Vn四、同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。课堂互动探究02课堂探究·提能力一、气体摩尔体积1．气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小，且不同的固态或液态物质的微粒大小是不相同的，因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。气体摩尔体积及相关计算2．气体的体积与温度、压强有关，在标准状况下(0℃、1.01×105Pa)1mol任何气体的体积约是22.4L。(标准状况可用STP表示)3．“22.4L”这个数值是近似值，但在计算时就取22.4L/mol即可。4．气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如0.3molH2与0.7molO2的混合气在标准状况下的体积约为22.4L。5．1mol气体的体积为22.4L，则它可能处在标准状况下也可能处在非标准状况下。6．通常状况下，气体分子之间的距离是其分子直径大小的10倍左右。二、标准状况下的气体摩尔体积及有关计算1．标准状况下的气体摩尔体积(1)标准状况是指0℃、1.01×105Pa的状况。例如：1molH2O在标准状况下的体积是22.4L是错误的。(2)气体摩尔体积Vm的常用单位是L·mol－1。(3)适用于标准状况下任何气体，包括混合气体。(4)并不一定只有在标准状况下1mol气体的体积才是22.4L，在非标准状况下，1mol气体也有可能是22.4L。2．标准状况下气体体积的计算(1)气体的物质的量n＝V22.4L/mol(2)气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝ρ×22.4L/mol(标准状况)(3)气体的分子数N＝n·NA＝V22.4L/mol·NA(4)气体的质量m＝n·M＝V22.4L/mol·M1．两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？答：不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大，当温度和压强不同时，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。2．1mol气体的体积是22.4L，该气体所处的状态一定是标准状况下吗？答：不一定，1_mol气体处于高温、高压或低温、低压的情况下，也可能是22.4_L。3．标准状况下，1mol水的体积约为22.4L，对吗？答：不对，标准状况下，水是固体，而气体摩尔体积是针对气体而言，再如SO3在标准状况下是固体，CCl4在标准状况下是液体。4．气体微粒之间的距离与温度、压强有何关系？答：(1)温度一定，增大压强，气体微粒之间的距离减小。反之，压强减小，气体微粒之间的距离增大。(2)压强一定，升高温度，气体微粒之间的距离增大。反之，温度降低，气体微粒之间的距离减小。(3)当温度、压强一定时，不同气态物质微粒之间的距离近似相等，因此，在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数目的气体都具有大致相同的体积。【例1】下列说法正确的是()A．在0℃、101kPa条件下，某气体的体积为22.4L，则该气体的物质的量约为1molB．1mol某气体体积为22.4L，则该气体所处状态为标准状况C．1molH2和O2的混合气体，在标准状况下体积约为22.4LD．固态CO2又叫干冰，含1molCO2的干冰在标准状况下体积必定小于22.4L【思路分析】使用“22.4L·mol－1”时应注意：(1)条件：必须为标准状况，因此使用时，一定要看清气体所处的状况。(2)物质状态：必须为气体。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。【标准答案】AC选项判断分项解析A(√)0℃、101kPa为标准状况，22.4L气体的物质的量约为1mol，正确B(×)温度、压强的升高或降低对气体体积影响效果是相反的，1mol气体体积为22.4L，该气体并不一定处于标准状况C(√)气体摩尔体积对混合气体同样适用D(×)干冰为固态，但是在标准状况下CO2为气体，1molCO2在标准状况下体积约为22.4L下列说法正确的是()A．22.4L任何气体的物质的量均为1molB．0.2molH2和0.8molCO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4LC．标准状况下，1mol任何物质的体积必定是22.4LD．22.4LCO2和18gH2O所含的分子数相等解析：没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积适用于单一气体，也可以是混合物气体，只要符合物质的量为1mol，且为标准状况下，体积就约为22.4L，B项正确；标准状况下，1mol任何气体的体积必定是22.4L，C项错误；18gH2O是1molH2O，但22.4LCO2不一定是1mol，因为其条件不确定，D项错误。答案：B【例2】设NA为阿伏加德罗常数，标准状况下某种O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积应是()A.22.4nbmNALB.22.4mbnNALC.22.4nNAmbLD.nbNA22.4mL【思路分析】气体摩尔体积既适用于单一气体又适用于混合气体。【标准答案】A方法一：在相同条件下，相同气体的物质的量之比等于质量比，mg混合气体的物质的量为bNAmol，mgng＝b/NAmoln混，n(混)＝nbmNAmol。故ng混合气体在标准状况下的体积为：V＝n(混)×22.4L·mol－1，即V＝22.4nbmNAL。方法二：ng混合气体的分子数为：N＝bmg×ng＝bnm。ng混合气体的物质的量为：n(混)＝NNA＝bnmNAmol。故ng混合气体的体积为：V＝n(混)×22.4L/mol＝22.4bnmNAL。方法三：混合气体的平均摩尔质量为：M＝m混n混＝mgb/NA＝mNAbg·mol－1。ng混合气体的物质的量为：n(混)＝ngmNAbg·mol－1＝bnmNAmol。故ng混合气体的体积是：V＝bnmNAmol×22.4L·mol－1＝22.4bnmNAL。在标准状况下，将1gH2、11gCO2和4gO2混合，该混合气体的体积约为()A．16.8LB．14LC．19.6LD．8.4L解析：混合气体的总的物质的量为0.5mol＋0.25mol＋0.125mol＝0.875mol，标准状况下的体积为0.875mol×22.4L/mol＝19.6L。气体的体积与其种类无关。答案：C阿伏加德罗定律在气体摩尔体积的定量计算中经常用到，本文就如何用好阿伏加德罗定律进行阐释。1．总结一个口诀阿伏加德罗定律可总结为“四同定律”，即“三同得一同”：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。阿伏加德罗定律2．防范三个易错点易错点一适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。易错点二定律中的同温同压，不一定指在标准状况下；气体摩尔体积为22.4L·mol－1只是一种特殊情况。易错点三定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量)，只要其中有任意三个相同，则必有第四个相同，即“三同定一同”；若只有两个相同，则另外两个必定成比例，即“二同定比例”。3．掌握三个规律阿伏加德罗定律及推论都可由理想气体状态方程及其变形推出(pV＝nRT，pV＝mMRT，pM＝ρRT，其中p——压强、V——体积、T——热力学温度、n——物质的量、R——气体常数、ρ——密度)。由定律可推出：“一连比、三正比、三反比”的规律。规律一一连比同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比，等于其密度之比。即m1m2＝M1M2＝ρ1ρ2。规律二三正比(1)同温同压下，两气体的体积之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。即T、p相同时，V1V2＝n1n2＝N1N2。(2)同温同体积下，两气体的压强之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。即T、V相同时，p1p2＝n1n2＝N1N2。(3)同温同压下，两气体的密度之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比。即T、p相同时，ρ1ρ2＝M1M2。规律三三反比(1)同温同压同质量下，两气体的体积与其摩尔质量(或相对分子质量)成反比。即T、p、m相同时，V1V2＝M2M1。(2)同温同分子数(或等物质的量)下，两气体的压强与其体积成反比。即T、N(或n)相同时，p1p2＝V2V1。(3)同温同体积同质量下，两气体的压强与其摩尔质量(或相对分子质量)成反比。即T、V、m相同时，p1p2＝M2M1。1．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？答：同温同压下，同体积的不同气体具有相同的粒子数。2．相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1mol氮气，乙中盛放2mol氮气，则在相同温度下，甲、乙两容器中压强之比是多少？答：同温同体积时，气体的压强与其物质的量成正比，故甲、乙两容器中压强之比是1:2。3．1mol氮气和1mol氧气的体积一定相同吗？答：不一定。因为不一定在相同条件下(同温同压)。【例3】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B．O2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【思路分析】解答此类题目时注意两点：(1)阿伏加德罗定律也适用于混合气体。(2)注意分析分子的组成，如Ar为单原子分子，O2为双原子分子，O3为三原子分子。【标准答案】D体积和密度相等时，O2和O3的质量相同，二者物质的量的关系为n(O