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第一章从实验学化学第二节化学计量在实验中的应用(共3课时)第2课时气体摩尔体积新情境·激趣入题方法警示探究新知识·导学探究新思维·名师讲堂新提升·达标作业新考题·随堂自测新情境·激趣入题在标准状况下，1mol气体的体积与1只篮球的体积的比较在1mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但由于粒子的大小是不同的，同时在固态物质或液态物质中粒子之间的距离是很小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小，所以1mol不同的固态物质或液态物质的体积是不同的。那么1mol气态物质的体积是不是也不相同呢？新知识·导学探究●新知导学1．物质体积的大小取决于构成这种物质的□1________、粒子的大小和□2________这三个因素。2．影响气体体积的因素有气体的物质的量、温度和□3________。3．气体摩尔体积是指□4________，符号为□5________，常用单位有□6________，公式为□7________。(4)同温同压下，□8________的任何气体都含有相同数目的粒子。参考答案：□1粒子数目□2粒子之间的距离□3压强□4单位物质的量的气体所占的体积□5Vm□6L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)□7Vm＝Vn□8相同体积●自主探究1．决定物质体积大小的因素有哪些？为何在相同的条件(指温度和压强)下，粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液态却不相等？提示：有三个因素：物质粒子数多少；粒子大小；粒子间距。对气态物质而言，分子间距远大于分子直径大小，故气体体积的大小只决定于分子数的多少和分子间距两个因素。在相同温度和压强时，气体分子之间的平均距离是相同的，因而体积也是相同的。而固体和液体物质，其粒子之间距离非常小，可认为是相同的；在粒子数相同的条件下，体积只决定于粒子的大小了，而构成不同固体和液体物质的粒子大小是不同的，所以其体积是不同的。这也是气体摩尔体积相同的原因。2．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)。由这一结论，你还能推出哪些结论？提示：(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，等于粒子数之比。(2)在同温度、同体积的条件下，气体的压强之比等于其分子数之比，等于其物质的量之比。(3)在同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比。用公式表示分别是：①同温同压时，V1V2＝N1N2＝n1n2；②在同温度、同体积的条件下，p1p2＝N1N2＝n1n2；③在同温下，ρ1ρ2＝M1M2新思维·名师讲堂知识点1气体摩尔体积●思维导图●细品教材1．物质体积的求算(1)电解水实验(教材P13科学探究1)①电解水时生成的H2与O2的体积比约为2:1。②电解1.8gH2O，生成H2、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H20.2g0.1mol2:1③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，1molO2和1molH2的体积相同。(2)不同物质的体积计算(教材P13科学探究2)①0℃、101kPa(标准状况)时，O2和H2的密度与体积物质密度/g·L－11mol物质的体积/LO21.42932g÷1.429g/L＝22.4LH20.08992g÷0.0899g/L＝22.2L②20℃时，几种固体和液体的密度与体积物质密度/g·cm－31mol物质的体积/cm3Fe7.867.12cm3Al2.7010.00cm3H2O0.99818.04cm3H2SO41.8353.55cm3③相关结论a．相同条件下，1molO2和1molH2的体积近似相同。b．相同条件下，1mol固体和1mol液体的体积不同。c．相同条件下，1mol气体的体积要大于1mol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)1mol任何物质的粒子数均为6.02×1023个，此时，1mol物质体积的大小取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离：①固态物质或液态物质的体积取决于粒子的大小。②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L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。(4)公式：Vm＝Vn。(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℃、101kPa(标准状况)的条件下，Vm约为22.4L·mol－1。(7)相关理解①描述对象是气态物质。②衡量标准是1mol气体，既可以是纯净气体，也可以是混合气体。③不同温度和压强下，气体摩尔体积的数值不同，如在25℃、101kPa时，Vm＝24.5L·mol－1。因此在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体的状态。④标准状况下，22.4L·mol－1是一个近似值。⑤物质的量、质量不受任何条件影响。如任何条件下，2gH2的物质的量必定是1mol，所含分子数为NA。1molH2在任何条件下，其质量为2g，所含分子数为NA。●典例剖析【例1】已知2H2O=====电解2H2↑＋O2↑，下列说法中不正确的是()A．相同条件下，H2O电解产物H2和O2的物质的量之比为2:1B．相同条件下，H2O电解产物H2和O2的质量之比为2:1C．相同条件下，1molH2与1molO2的体积相同D．相同条件下，1molH2与1molO2的质量不相同【解析】根据H2O电解的化学方程式，每消耗2molH2O(即36g)，生成2molH2(4g)和1molO2(32g)，相同条件下，生成的H2和O2的体积比为2:1。【答案】B【例2】(2011·海南海口摸底)下列有关气体摩尔体积的说法中正确的是()A．在标准状况下，0.5mol任何气体的体积都必定是11.2LB．在标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4LC．常温常压下，1mol任何气体的体积都约是22.4LD．在标准状况下，0.5molCO2所占有的体积约是11.2L【解析】对于气体来讲，其体积与温度、压强有关，标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L，故A、C两项不正确。而固体与液体的体积主要决定于微粒体积的大小，故B项不正确。【答案】D【指点迷津】①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0.2molH2与0.8molO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。②气体的体积与温度和压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。③在标准状况下，只有1mol气体所占有的体积才约为22.4L；1mol液态或固态物质所占有的体积远小于22.4L。④在标准状况下，气体摩尔体积为22.4L·mol－1，当气体摩尔体积不为22.4L·mol－1时，一定是非标准状况；而气体摩尔体积等于22.4L·mol－1时，不一定是标准状况。●活学巧练1．(2011·吉林长春外国语学校高一月考)下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是()A．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22.4LC．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4LD．相同物质的量的气体摩尔体积也相同【答案】A【点拨】B、C中应为在标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。D应加在相同的条件下。2．(2011·云南昆明一中高一期末)下列气体中体积最大的是()A．22.4LH2B．含3.01×1023个分子的Cl2C．10gNH3D．无法确定【答案】D【点拨】因为不知道三种气体所处的状况，故无法判断它们体积的大小。知识点2有关气体摩尔体积的计算●思维导图1．有关气体摩尔体积的计算2．阿伏加德罗定律及其推论是什么？●细品教材1．关于气体摩尔体积的计算(1)已知标准状况下气体体积(V)，求气体物质的量(n)：n＝V22.4L·mol－1，反之V＝n×22.4L·mol－1请注意：①气体摩尔体积只适用于气体。②许多场合比较气体的有关问题，必须在同温、同压下才有意义。(2)已知气体的质量(m)，求标准状况下气体的体积(V)：V＝mM×22.4L·mol－1，反之m＝VM22.4L·mol－1(3)已知气体摩尔质量(M)，求气体在标准状况下的密度(ρ)：ρ＝mV＝MVm＝M22.4L·mol－1，反之M＝ρ·22.4L·mol－1(4)气体的相对密度：D＝ρAρB＝MAMB2．阿伏加德罗定律及其推论(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粒子。对阿伏加德罗定律的理解要明确两点：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个“同”，只有在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论。(三同定一同)(2)阿伏加德罗定律推论①同温、同压下，两种气体的体积比等于物质的量之比，也等于其分子数之比：V1/V2＝n1/n2＝N1/N2②同温、同压下，两种气体的密度比等于摩尔质量之比：ρ1/ρ2＝M1/M2③同温、同体积的两种气体的压强比等于物质的量之比：p1/p2＝n1/n2④同温、同压、同体积下，两种气体的质量比等于摩尔质量之比：m1/m2＝M1/M2⑤同温、同压、同质量下，两种气体的体积与其摩尔质量成反比：V1/V2＝M2/M1特别提醒：(1)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态即可。(2)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公式pV＝nRT进行推导，在理解基础上记忆。●典例剖析【例3】如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是()A.22.4bacNALB.22.4abcNALC.22.4acbNALD.22.4bcaNAL【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。【答案】D【例4】某容器充满O2时质量为116g，充满CO2时质量为122g，若充满某气体时质量为114g，则该气体的相对分子质量为()A．28B．60C．32D．44【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。116g－m32g·mol－1＝122g－m44g·mol－1，解得m＝100g。然后再建立方程：116g－100g32g·mol－1＝114g－100gM或122g－100g44g·mol－1＝114g－100gM解得：M＝28g·mol－1。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：122g－116g44g·mol－1－32g·mol－1＝122g－114g44g·mol－1－M解得M＝28g·mol－1【答案】A●活学巧练3．(2011·陕西宝鸡检测)下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表一个温度恒定的容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示氢气和氦气的是()【答案】A【点拨】①氦是单原子分子；②同温同压下，相同体积的任何气体都会有相同数目的分子。氦是单原子分子，H2是双原子分子，B项不正确。由于容器中的隔板可以上下移动，因此上下两个空间的压强是相同的，同时上下方的温度又恒定，根据阿伏加德罗定律的推论，气体体积之比等于物质的量之比，A项中，V上V下＝n上n下，A项正确；C项中V上V下≠n上n下，C项错误；D项中，V上V下≠n上n下，D项错误。4．在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2L，质量为61g。则两种气体的物质的量之和为________mol，其中CO2为________mol，CO占总体积的________%。【答案】1.750.7557