2019-2020学年新教材高中化学 1.3 第2课时 气体摩尔体积课件 鲁科版必修第一册

第1章认识化学科学第2课时气体摩尔体积第1章认识化学科学课程标准核心素养运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。宏观辨识与微观探析：建立气体的体积、物质的量、质量之间的关系，气体的体积与化学方程式中化学计量数的关系及其应用；并从微观的角度探究分析影响气体体积的因素。气体摩尔体积1．影响气体体积的因素相同条件(同温同压)下，任何气体分子间的距离几乎相等。压强分子数目平均距离2．气体摩尔体积(1)气体摩尔体积①概念：在一定温度和压强下，□4______________的气体所占有的体积。②符号：□5__________。③单位：□6__________或m3·mol－1。④气体摩尔体积(Vm)、物质的量(n)与气体体积(V)之间的关系：Vm＝□7__________。(2)标准状况下的气体摩尔体积①标准状况的含义：温度为□8______、压强为□9________。②标准状况下气体的摩尔体积约为□10__________。单位物质的量VmL·mol－1Vn0℃101kPa22.4L·mol－1使用标准状况下的气体摩尔体积22.4L·mol－1时，要注意物质的状态和所处的状况。1．应用气体摩尔体积解题时的“四注意”(1)条件：标准状况，即0℃、101kPa；(2)标准：1mol，即分子数为6.02×1023；(3)对象：气体，可为单一气体，也可为混合气体；(4)数值：约为22.4L，非精确值。2．根据标准状况下气体摩尔体积进行的有关计算(1)气体的物质的量：n＝V22.4；(2)气体的摩尔质量：M＝mn＝ρVV22.4＝22.4ρ(ρ的单位是g·L－1)；(3)气体的分子数：N＝nNA＝V22.4NA；(4)气体的质量：m＝nM＝V22.4M。1．(2019·四川三台中学高一第一次月考)当温度和压强一定时，决定气体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：选D。影响气体体积大小的因素有分子直径的大小、分子间距离的大小、分子数目的多少，在一定温度和压强下，气体分子间的平均距离近似相等，因分子间距离远大于气体分子大小，则影响其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少。2．标准状况下，0.5molO2的体积是()A．0.5LB．12.25LC．11.2LD．22.4L解析：选C。V＝n·Vm＝0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L。3．下列说法中，正确的是()A．一定状况下，N2的摩尔体积可能恰好为11.2L/molB．在标准状况下，1molN2的体积是22.4L/molC．1molN2的体积约是22.4L，则N2是处于标准状况D．在标准状况下，H2O的摩尔体积约是22.4L/mol解析：选A。A项，由于温度和压强影响气体摩尔体积，则一定状况下，N2的摩尔体积可能恰好为11.2L/mol，正确；B项，在标准状况下，1molN2的体积是22.4L/mol×1mol＝22.4L，单位不正确，错误；C项，1molN2的体积约是22.4L，气体摩尔体积为22.4L/mol，由于温度和压强均影响气体体积，则N2不一定是处于标准状况，错误；D项，标准状况下水不是气态，则水的摩尔体积不是22.4L/mol，错误。标准状况下，气体的摩尔体积为22.4L/mol，做题时要注意前提是标准状况，而不是常温常压，适用对象是气体，而不是液体或固体。4．(2019·江川二中高一期末)标准状况下，质量相等的下列物质中体积最大的是()A．N2B．Cl2C．H2D．CO2解析：选C。氮气的摩尔质量是28g/mol、氯气的摩尔质量是71g/mol、氢气的摩尔质量是2g/mol、二氧化碳的摩尔质量是44g/mol，标准状况下，气体摩尔体积是22.4L/mol，根据V＝mM×Vm可知，相同质量的不同气体，其体积与摩尔质量成反比，摩尔质量最小的气体其体积最大，所以气体体积最大的是氢气。质量相等的气体，摩尔质量越小，物质的量越大，相同条件下的体积也就越大。5．标准状况下，体积为8.96L的CO和CO2的混合气体的质量为14.4g。请回答下列问题：(1)CO的质量为________g；(2)CO的体积为________L；(3)混合气体的平均摩尔质量为________g·mol－1；(4)混合气体的密度为________g·L－1。解析：由题中信息可知，CO和CO2的混合气体的物质的量为8.96L22.4L·mol－1＝0.4mol。设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x、y，则x＋y＝0.4mol28g·mol－1×x＋44g·mol－1×y＝14.4g，解得：x＝0.2mol，y＝0.2mol。(1)m(CO)＝0.2mol×28g·mol－1＝5.6g；(2)V(CO)＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L；(3)M(混)＝14.4g0.4mol＝36g·mol－1；(4)ρ(混)＝14.4g8.96L≈1.61g·L－1。答案：(1)5.6(2)4.48(3)36(4)1.61阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律(1)内容：□1__________下，□2________的任何气体都含有□3________的分子。(2)适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(3)“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。同温、同压相同体积相同数目阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述同温同压V1V2＝n1n2＝N1N2同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比同温同体积p1p2＝n1n2＝N1N2同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比相同条件结论公式语言叙述同温同压ρ1ρ2＝M1M2同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比同温同压同体积m1m2＝M1M2同温同压下，体积相同的气体，其质量之比等于摩尔质量之比(1)阿伏加德罗定律的推论规律是“两同定比例”。(2)适用阿伏加德罗定律推论的对象必须是气体。(3)上述关系可根据pV＝nRT进行推导(p—压强、V—气体体积、n—气体物质的量、R—常数、T—温度)。1．(2019·榆林第二中学高一第二次月考)同温同压下，物质的量相等的两种气体一定()A．密度相等B．原子数相等C．分子数相等D．均为22.4L解析：选C。A项，根据ρ＝MVm可知，两种气体的平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等，故A错误；B项，若两种气体分子中含有相等的原子数，则原子数相等，若两种气体分子中含有的原子数不相等，则所含原子数不相等，故B错误；C项，两种气体的物质的量相等，根据N＝nNA可知，气体分子数相等，故C正确；D项，气体不一定在标准状况下，气体的物质的量也不一定是1mol，即体积不一定为22.4L，故D错误。2．(2019·中山高一期末)同温同压下，相同质量的SO2和SO3相比较，下列有关叙述中正确的是()A．分子数之比为1∶1B．原子数之比为16∶15C．体积之比为4∶5D．密度之比为4∶5解析：选D。同温同压下，Vm相同，结合n＝mM、V＝nVm、ρ＝MVm计算。A项，分子数之比等于物质的量之比，故相同质量的SO2和SO3的分子数之比为m64∶m80＝5∶4，故A错误；B项，二氧化硫中原子的物质的量等于二氧化硫的3倍，三氧化硫中原子的物质的量等于三氧化硫的4倍，则相同质量的SO2和SO3的原子数之比为(5×3)∶(4×4)＝15∶16，故B错误；C项，同温同压下，Vm相同，体积之比等于其物质的量之比，故相同质量的SO2和SO3的体积之比为5∶4，故C错误；D项，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，故相同质量的SO2和SO3的密度之比为64∶80＝4∶5，故D正确。3．(2019·高安二中高一期中)在相同温度和压强下，容器A中的臭氧(O3)和容器B中的乙炔(C2H2)所含的原子数相同，则A、B两容器中气体的体积之比是()A．4∶3B．3∶4C．1∶1D．2∶3解析：选A。设臭氧(O3)的物质的量为n1，乙炔(C2H2)的物质的量为n2，则臭氧(O3)中所含的原子数为3n1，乙炔(C2H2)中所含的原子数为4n2，根据题意可知，3n1＝4n2，则n1n2＝43。又因为相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，所以V1V2＝n1n2＝43。课堂小结合格考训练1．下列说法正确的是()A．22.4L任何气体的物质的量均为1molB．含0.2molH2和0.8molCO2的混合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都是22.4LD．22.4LCO2和18gH2O所含的分子数相等解析：选B。A项，22.4L气体在标准状况下的物质的量为1mol，A项错误；B项，含0.2molH2和0.8molCO2的混合气体在标准状况下的体积约为(0.2mol＋0.8mol)×22.4L/mol＝22.4L，B项正确；C项，标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，对于固体、液体不能使用气体摩尔体积，C项错误；D项，没有说明CO2所处的状况，CO2的物质的量未知，水的物质的量为18g18g/mol＝1mol，故二者含有的分子数目不一定相等，D项错误。2．(2019·临河三中高一期中)下列物质中，其物质的量为0.2mol的是()A．2.2gCO2B．4.8gMgC．4.48LO2D．49gH2SO4解析：选B。A项，CO2的摩尔质量为44g/mol，2.2gCO2的物质的量为2.2g44g/mol＝0.05mol，A项错误；B项，Mg的摩尔质量为24g/mol，4.8gMg的物质的量为4.8g24g/mol＝0.2mol，B项正确；C项，氧气所处状态不确定，气体摩尔体积不确定，不能计算其物质的量，C项错误；D项，H2SO4的摩尔质量为98g/mol，49gH2SO4的物质的量为49g98g/mol＝0.5mol，D项错误。3．(2019·江苏海安高级中学高一月考)在标准状况下，体积比为1∶2∶3所组成的N2、O2和CO2共100g的混合气体的体积为()A．11.2LB．30LC．60LD．112L解析：选C。在标准状况下，体积比为1∶2∶3组成的N2、O2和CO2的混合气体，物质的量比也为1∶2∶3，设N2、O2和CO2的物质的量分别为x、2x、3x，则28x＋32×2x＋44×3x＝100，x＝100224mol，混合气体在标准状况下的体积为(x＋2x＋3x)×22.4L·mol－1＝600224mol×22.4L·mol－1＝60L。4．有一种气体的质量是14.2g，体积是4.48L(标准状况)，则该气体的摩尔质量是()A．28.4B．28.4g·mol－1C．71D．71g·mol－1解析：选D。标准状况下，1mol气体所占有的体积为22.4L，则4.48L(标准状况)气体的物质的量n＝VVm＝4.48L22.4L·mol－1＝0.2mol，M＝mn＝14.2g0.2mol＝71g·mol－1。5．(2019·息烽一中高一期中)9.03×1023个CH4中，含________mol碳原子，________mol氢原子，________mol质子，________mol电子，与________个NH3含有相同数目的氢原子。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为________。解析：9.03×1023个CH4的物质的量是9.03×10236.02×1023mol－1＝1.5mol，1分子甲烷含有1个碳原子、4个氢原子、10个质子和10个电子，则1.5molCH4中含有1.5mol碳原子、6mol氢原子、15mol质子、15mol电子。由于1分子氨含有3个氢原子，则含有6mol氢原子的氨的物质的量是6mol÷3＝2mol，其个数为2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024。标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L。答案：1.5615151