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第3课时物质的聚集状态目标与素养：1.知道物质常见的聚集状态及影响物质体积的因素。(宏观辨识与微观探析)2.知道气体摩尔体积的含义，熟记标准状况下的气体摩尔体积。(宏观辨识与微观探析)3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。(证据推理与模型认知)一、物质的聚集状态1．对物质从宏观聚集状态、微观组成的角度分类(1)晶体：具有规则的几何外形和固定熔点的固体，如氯化钠、纯碱、冰。(2)非晶体：没有固定的熔点，也不具备规则几何外形的固体，如石蜡、玻璃。2．物质的聚集状态、性质及微观解释物质的聚集状态微观结构微粒的运动方式宏观性质固态微粒排列紧密，微粒间空隙小在固定的位置上振动有固定的形状，几乎不能被压缩液态微粒间排列较紧密，微粒间空隙较小可以自由移动没有固定的形状，但不易被压缩气态微粒间距离较大可以自由移动没有固定的形状，容易被压缩3.从微观粒子的角度分析，影响物质体积大小的因素二、气体摩尔体积1．概念：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，用Vm表示，常用单位为L·mol－1或m3·mol－1。2．计算公式：Vm＝Vn。3．影响气体摩尔体积的因素(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。(2)标准状况下(即0_℃和101_kPa)，气体摩尔体积约为22.4_L·mol－1。微点拨温度越高、压强越小Vm越大；温度、压强不同时Vm不同，温度、压强相同时Vm相等，但不一定是22.4L·mol－1。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在相同条件下，1mol任何物质的体积均相同(×)(2)同温同压下，1mol任何气体的体积均为22.4L(×)(3)标准状况下，不论是纯净气体还是混合气体，Vm均等于22.4L·mol－1(√)(4)如果不是标准状况，气体摩尔体积一定不是22.4L·mol－1(×)2．下列有关气体体积叙述正确的是()A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B．一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定C．气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4LD．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等B[在温度、压强一定时，气体的体积与其物质的量成正比；当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小，所以A、D错误，B正确；非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4L·mol－1，C错误。]3．在标准状况下，4gH2、11.2LO2、1molH2O中，所含分子数最多的是________，含原子数最多的是________，质量最大的是________，体积最小的是________。[解析]3种物质的物质的量分别为n(H2)＝4g2g·mol－1＝2mol，n(O2)＝11.2L22.4L·mol－1＝0.5mol，n(H2O)＝1mol。物质的量越大，所含分子数越多，故所含分子数最多的是H2；所含原子数分别为2mol×2＝4mol，0.5mol×2＝1mol,1mol×3＝3mol，故所含原子数最多的是H2；质量分别为4g,0.5mol×32g·mol－1＝16g,1mol×18g·mol－1＝18g，故质量最大的是H2O；体积分别为V(H2)＝22.4L·mol－1×2mol＝44.8L，V(O2)＝11.2L，而水在标准状况下为液态，其体积约为18mL，故体积最小的是H2O。[答案]H2H2H2OH2O“Vm＝22.4L·mol－1”的使用条件及其应用1.使用“Vm＝22.4L·mol－1”应注意的问题(1)忽视外界条件是标准状况，如常温、常压下，1molH2的体积不是22.4L。(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下，H2O、酒精等不是气体。(3)将1mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·mol－1。2．利用公式n＝mM＝NNA＝V22.4L·mol－1(标准状况)进行换算(1)气体物质的量与体积：n＝V22.4L·mol－1。(2)气体的摩尔质量：M＝Vm·ρ＝ρ标×22.4L·mol－1。(3)气体的分子数与体积：N＝n·NA＝V22.4L·mol－1·NA。(4)气体质量与体积：m＝n·M＝V22.4L·mol－1·M＝ρ标·V标。(1)在标准状况下，CO和CO2混合气体的质量为36g，体积为22.4L，则CO所占的体积为________L，质量为________g，CO2的分子数为________个。(2)在一定温度和压强下，1体积X2(g)和3体积Y2(g)化合生成2体积的一种气态化合物，则该气态化合物的分子式为________。A．XY3B．XYC．X3YD．X2Y3[解析](1)解得：n(CO)＝n(CO2)＝0.5mol。V(CO)＝0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L。m(CO)＝0.5mol×28g·mol－1＝14g。N(CO2)＝0.5×6.02×1023＝3.01×1023。(2)等温等压时，气体体积之比等于其物质的量之比，也等于其分子数目之比。反应的化学方程式可表示为X2(g)＋3Y2(g)===2XaYb(g)。由原子守恒可知a＝1，b＝3，即产物的化学式为XY3。[答案](1)11.2143.01×1023(2)A1．一定温度和压强下，30L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子构成。(1)该气体的物质的量为________，该气体中每个分子含有________个原子。(2)该温度和压强________(填“是”或“不是”)标准状况，此条件下的气体摩尔体积为________。若O2在该条件下为气态，则2molO2在该条件下的体积为________L。(3)标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是________L。[解析](1)含有6.02×1023个分子，可知气体的物质的量为1mol；含有1.204×1024个原子，说明分子为双原子分子。(2)在此温度和压强下，1mol气体的体积是30L，故其气体摩尔体积为30L·mol－1，不是标准状况。若O2在该条件下为气态，则2molO2在该条件下的体积为30L·mol－1×2mol＝60L。(3)1mol该纯净物若为气态，标准状况下其体积约是22.4L。[答案](1)1mol2(2)不是30L·mol－160(3)22.4阿伏加德罗定律及其推论1.阿伏加德罗定律：相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。2．阿伏加德罗定律的基本推论推论公式同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比V1V2＝n1n2同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比p1p2＝n1n2同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1ρ2＝M1M2已知标准状况下，m1g气体G1与m2g气体G2的分子数相同，则：(1)同温同压下，G1和G2的密度比为________(用m1、m2表示)；(2)同温同质量的G1和G2的分子数比为________(用m1、m2表示)；(3)同温同压下，同体积G1和G2的质量比为________(用m1、m2表示)；(4)两密闭容器，若温度、密度相同(m1＞m2)，则其压强(p)G1________G2(填“＞”“＝”或“＜”)。[解析]标准状况下，m1g气体G1与m2g气体G2的分子数相同，所以物质的量是相等的，根据公式m＝nM，所以摩尔质量之比等于质量之比，即为m1∶m2。(1)根据公式M＝ρVm，同温同压下，气体的Vm是相等的，所以G1与G2的密度之比等于摩尔质量之比，即为m1∶m2；(2)根据公式m＝NNAM，同温同质量的G1和G2的分子数之比等于摩尔质量的倒数之比，即为m2∶m1；(3)同温同压下，二者的Vm是相等的。同体积G1和G2的物质的量是相等的，所以质量之比为摩尔质量之比，即为m1∶m2；(4)两密闭容器，若温度、密度相同(m1＞m2)，根据公式pV＝nRT⇒pM＝ρRT，则其压强(p)和摩尔质量的乘积是一个常数，M越大，压强越小，二者摩尔质量之比等于质量之比，即为m1∶m2，m1＞m2，所以压强：G1＜G2。[答案](1)m1∶m2(2)m2∶m1(3)m1∶m2(4)＜易错警示1阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。2同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，第四“同”必定成立。3注意分析分子的组成。如Ar是单原子分子，O2是双原子分子，O3是三原子分子。4也可以利用“pV＝nRT”公式确定有关比例。式中R为常数，T为绝对温度2．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D[容器体积相同、密度相同，则质量相同，根据阿伏加德罗定律的推论，同温、同容时气体压强之比等于物质的量之比，n(O2)∶n(O3)＝1/32∶1/48＝3∶2，故A、B、C错误；D项由于气体质量相等，O2、O3均由O原子组成，即氧原子物质的量相等，故正确。]1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是()A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积C．同温同压下，1mol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，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定，A正确；粒子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项结论只适用于气态物质，C错误；等质量的H2，物质的量一样，压强越小、温度越高，气体体积越大，D正确。]2．常温常压下，下列选项中两种物质的体积基本相同的是()A．2gH2和32gO2B．1molH2O和1molCO2C．3molO2和2molO3D．1molFe和1molBr2A[在相同的温度和压强下，1mol不同气体的体积基本相同，1mol状态不同的物质，体积往往不同，A项正确，B、D项错误。]3．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．0.5molO3与11.2LO2所含的分子数一定相等B．标准状况下，11.2L由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NAC．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAD．常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子B[A项，未指明标准状况，11.2LO2的物质的量不确定；C项，CCl4在标准状况下不是气体；D项，常温常压下，22.4L的NO2和CO2混合气体的物质的量不是1mol。]4．下列说法正确的是()A．32gO2占有的体积约为22.4LB．22.4LN2含有阿伏加德罗常数个氮气分子C．在标准状况下，22.4L水的质量约为18gD．22g二氧化碳与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数D[A、B没有指明是标准状况，错误；C项，标准状况下水不呈气态，所以22.4L水不是1mol，故其质量不是18g；D项中22gCO2的物质的量为0.5mol，标准状况下11.2LHCl的物质的量也是0.5mol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，选项D符合题意。]5．现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg·mol－1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：(1)该气体的物质的量为________mol。(2)该气体所含原子总数为________个。(3)该气体在标准状况下的体积为________L。(4)该气体在标准状况下的密度为________g·L－1。(5)该气体一个分子的质量为________g。[解析](1)由n＝mM可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。(3)由V＝nVm可求得该气体在标准状况下的体积。(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度。(5)由摩尔质量为Mg·mol－1，知每一个分子