2020年高中化学 专题一 化学家眼中的物质世界 第1单元 丰富多彩的化学物质 第3课时 物质的聚集

第一单元丰富多彩的化学物质第3课时物质的聚集状态[目标导学]1．了解不同状态下物质的结构与性质。2．掌握气体摩尔体积的概念。3．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的有关计算。4．理解阿伏加德罗定律及推论。[背诵经典导学]1．物质的体积大小主要取决于构成物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离。2．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分子。3．气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。气体摩尔体积的数值随温度和压强的改变而改变；在标准状况下(0℃，101kPa)下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol。4．同温、同压下，气体的体积V＝Vm×n，Vm为定值。5．由理想气体状态方程pV＝nRT(其中p—压强，V—气体体积、n—物质的量，T—温度，R—常数)可推断出阿伏加德罗定律及推论。扬帆起航温习双基课前学习空间1．物质的聚集状态(1)宏观物质具有不同的聚集状态，如_____、_____和_____。从微观上考查，物质都是由_____、_____或_____形成的聚集体。(2)固体可分为_____和_______物质。NaCl、纯碱、冰等物质属于_____，具有_______________和___________；石蜡、玻璃等物质属于_______物质，没有___________，一般也不具备_______________。气态液态固态原子分子离子晶体非晶态晶体规则的几何外形固定的熔点非晶态固定的熔点规则的几何外形(3)不同聚集状态物质的微观结构与性质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，微粒间的空隙很___在固定的位置上_____有固定的形状，几乎不能被压缩小振动物质的聚集状态微观结构微粒的运动方式宏观性质液态微粒排列较紧密，微粒间的空隙较___可以_________没有固定的形状，但不易被压缩气态微粒之间的距离较___可以_________没有固定的形状，容易被压缩小自由移动大自由移动2.影响物质体积的因素(1)许多物质在不同的_____和_____下可呈现不同的状态。在_____和_____一定时，物质的体积主要由物质所含___________、___________和_______________决定。(2)对于固体和液体来说，粒子间隙很小，物质微粒本身的大小比微粒间的距离要大得多，所以固体和液体的体积主要取决于___________和___________，又由于不同的固体、液体微粒本身的大小有较大差异，所以即使物质的微粒数相同，其体积往往也是_____的。温度压强温度压强微粒的数目微粒的大小微粒之间的距离微粒的数目微粒的大小不同(3)对于气体来说，任何1mol气态物质所含的_______相同。虽然微粒的大小不同，但微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，所以1mol气态物质的体积主要取决于气态物质中_______________，而气态物质中微粒之间的距离与外界的_____、_____有关，当_____、_____一定时，微粒间的距离近似相等。因此，当_____、_____一定时，任何具有相同微粒数的气体具有大致相同的_____。微粒数微粒之间的距离温度压强温度压强温度压强体积3．气体摩尔体积(1)气体摩尔体积是指_____________________________，符号为___，常用单位为___________或m3·mol－1，标准状况下的气体摩尔体积约为___________。(2)气体的物质的量(n)、体积(V)和气体摩尔体积(Vm)之间的关系为___________。L·mol－122.4L·mol－1V＝n·Vm单位物质的量的气体所占的体积Vm——小试身手1．下列叙述不正确的是()A．晶体具有固定的熔点B．没有固定的形状，容易被压缩的物质聚集状态为气态C．在固态、液态、气态物质中，微粒的运动方式是相同的D．一定量气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离解析：固态物质的微粒在固定的位置上振动，而液态、气态物质的微粒可以自由移动，故C项不正确。答案：C2．四种因素：①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是()A．②③④B．②④C．①③④D．①②④解析：气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。答案：D3．在给定温度和压强下的理想气体，影响其所占体积大小的主要因素是()A．分子直径的大小B．分子间距离的大小C．分子间引力的大小D．分子数目的多少解析：影响物质体积的因素为分子数目、分子大小和分子间距，对于气体而言，分子间距远大于分子大小，而分子间距的影响因素为温度和压强，在给定温度和压强下的理想气体，分子间距相同，影响其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少，选D。答案：D4．下列关于气体摩尔体积的说法不正确的是()A．指单位物质的量的气体所占的体积B．常用单位为L·mol－1或m3·mol－1C．常温常压下，1mol任何气体的体积均约为22.4LD．其数值不是固定不变的，受温度和压强影响解析：A项，即为气体摩尔体积的概念。B项，给出的是气体摩尔体积的常用单位。C项，应为标准状况下。D项，气体摩尔体积受温度和压强的影响。答案：C5．3.2gO2的物质的量为多少？在标准状况下O2的体积为多少？解析：n(O2)＝mO2MO2＝3.2g32g/mol＝0.1mol，标准状况下：V(O2)＝n(O2)·Vm＝0.1mol×22.4L/mol＝2.24L。答案：0.1mol2.24L核心要点突破定位重点深化理解知识点一气体摩尔体积及其应用1．数学表达式V＝n·Vm或Vm＝Vn，应用此表达式应注意以下几点：(1)明确物质的状态：气体。(2)指明状况：气体的温度和压强。(3)定量：1mol任何气体在同温同压下体积相同，分子数目相同。2．标准状况下的气体摩尔体积是在特定条件下的气体摩尔体积，特指在标准状况下(273K、101kPa)的1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。此概念有三个要点：(1)状况：必须在标准状况下(273K,101kPa)。(2)定量：物质的量是1mol，体积约为22.4L。(3)状态：必须是气体(单一气体或混合气体)。【名师提示】(1)气体摩尔体积只适用于气态纯净物或互不反应的混合气体，对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。(2)气体摩尔体积与气体的种类无关。(3)气体摩尔体积受温度和压强的影响，若温度和压强保持一定，那么气体摩尔体积也保持不变。(4)气体摩尔体积与22.4L/mol的关系。①标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L/mol。②p为101kPa，温度大于0℃，Vm22.4L/mol；p为101kPa，温度小于0℃，Vm22.4L/mol。③温度为0℃，压强大于101kPa，Vm22.4L/mol；温度为0℃，压强小于101kPa，Vm22.4L/mol。④非标准状况下，Vm也可以约是22.4L/mol。3．标准状况下气体摩尔体积的有关计算(1)气体物质的量：n＝VVm＝V22.4mol。(2)气体分子数：N＝n·NA＝V22.4NA。(3)气体的质量：m＝n·M＝V22.4Mg。(4)气体摩尔质量：M＝Vm·ρ＝22.4ρg/mol。【名师提示】利用公式n＝V22.4求物质的量或体积时不要看到“22.4L”或“11.2L”就默认为“1mol”或“0.5mol”，要做到“两看”：一看是否为标准状况；二看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体或为非标准状况均不能用22.4L·mol－1进行求解。知识点二阿伏加德罗定律及推论1．内容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分子。理解此定律注意以下两点：(1)适用范围是任何气体。(2)五同：同温、同压、同体积、同分子数、同物质的量。2.推论(1)利用理想气体状态方程pV＝nRT(p—压强，V—体积，n—物质的量，R—常数，T—温度)，固定方程中两个量，可推出另两个量之间的关系，可得如下三个关系：①同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即V1V2＝n1n2。②同温同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即p1p2＝n1n2。③同温、同物质的量的气体，压强之比等于体积的反比，即p1p2＝V2V1。(2)利用pV＝mMRT，固定三个量，可推出另两个量之间的关系，由此得出以下两个结论：①同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比，即m1m2＝M1M2。②同温同压下，同质量的气体，体积之比与摩尔质量成反比，即V1V2＝M2M1。(3)利用pM＝ρRT(ρ为密度)可推出如下结论：同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即ρ1ρ2＝M1M2。【名师提示】1阿伏加德罗定律及其推论的适用范围是单一气体或混合气体。2“三同定一同”：即温度、压强、气体体积、气体分子数四个量中其中三个量相同的任何气体，另一个量也相同。3气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。知识点三体积、质量、物质的量在化学方程式中的应用将物质的量应用于化学方程式进行计算时，对于定量的研究化学反应中各物质之间的量的关系，会更加方便。应用的关键是根据物质的量(n)、标准状况下气体的体积(V)、物质的质量(m)对应关系列出正确的比例式。例如2H2＋O2=====点燃2H2O2mol22.4L36gn(H2)V(O2)m(H2O)则有2molnH2＝22.4LVO2＝36gmH2O。【名师提示】列比例式的具体要求为：上下单位相同，左右成比例——反应物及生成物的计量，无论使用的是物质的量或物质的质量或标准状况下气体的体积，转化成物质的量之比时，一定等于化学计量数之比。——对点训练【例1】下列说法中不正确的是()A．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1B．非标准状况下，1mol任何气体的体积都不可能为22.4LC．标准状况下，22.4L任何气体中都含有6.02×1023个分子D．标准状况下，1molH2和O2的混合气体的体积约为22.4L【解析】标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积也可能是22.4L，B项错。【答案】B【例2】下列说法中正确的是()A．1molO2和1molN2所占有的体积都约为22.4LB．标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2molC．在标准状况下，1molH2和1molH2O所占有的体积都约为22.4LD．H2的气体摩尔体积约为22.4L【解析】1molO2和1molN2在标准状况下所占有的体积都约为22.4L，因为没有气体所处的条件，无法知道1molO2和1molN2所占有的体积大小，A错；标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体约为1mol，则所含有的N的物质的量约为2mol，B正确；在标准状况下，1mol气体所占有的体积约为22.4L，而在标准状况下水不是气体，故1mol水的体积不为22.4L，C错；气体摩尔体积在不同条件下可能不同，故H2的气体摩尔体积不一定为22.4L/mol，D错。【答案】B【名师指导】关于气体摩尔体积的使用注意：①气体的摩尔体积适用的对象为气体，而标况下水、CCl4、HF等为液体，SO3为固体；②必须明确温度和压强，只指明体积无法求算物质的量；③22.4L/mol是标准状态下或一定温度、一定压强下的气体摩尔体积。【例3】在标准状况下，0.28g某气体的体积为224mL，则该气体的相对分子质量是()A．2B．56C．28D．0.028【解析】根据n＝V/Vm计算标准状况下，224mL气体的物质的量为0.01mol，M＝m/n＝0.28g÷0.01mol＝28g/mol，选C。【答案】C【例4】在标准状况下，若VLNH3中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为()A．Vn/22.4B．22.4n/VC．Vn/5.6D．22.4n/3V【解析】标准状况下，VLNH