2019-2020新教材高中化学 1.3.2 气体摩尔体积课件 鲁科版必修第一册

第2课时气体摩尔体积一、影响物质体积大小的因素【巧判断】(1)1mol不同的固体物质,体积大小不相同,主要原因是粒子大小不同。()提示:√。固体物质的体积主要取决于构成粒子的大小和粒子数目的多少。(2)当压强一定时,温度越高气体分子间的距离越大,温度一定时,压强越大,气体分子间的距离越大。()提示:×。温度一定时,压强越大,气体分子间的距离越小。(3)常温常压下,1molO2和1molCO2的体积几乎相同。()提示:√。同温同压下,气体的分子间距离几乎相等,因此1molO2和1molCO2的体积几乎相同。二、气体摩尔体积1.概念:在一定的_____和_____下,_____________的气体所占的体积叫气体摩尔体积。2.符号:__。3.单位:________或m3·mol-1。4.Vm、V与n之间的关系式:Vm=或n=。温度压强单位物质的量VmL·mol-1VnmVV5.标准状况下的气体摩尔体积(1)标准状况是指:温度_____,压强________,标准状况可简写为____。(2)标准状况下,气体摩尔体积约为_____________。0℃101kPaSTP22.4L·mol-1【巧判断】(1)1molO2的体积约是22.4L。()提示:×。未指明条件是否为标准状况。(2)标准状况下,1molH2SO4的体积约为22.4L。()提示:×。标准状况下,H2SO4不是气体。(3)标准状况下,0.4molN2和0.6molO2的混合气体的体积约为22.4L。()提示:√。标准状况下,1mol任何气体的体积都为22.4L。(4)22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含分子数。()提示:×。未指明气体体积是否在相同条件下测定。【情境·思考】CO2是植物光合作用的必需原料。某研究机构测定CO2含量如图所示。则本次测定样品每立方米气体中CO2的体积是多少?提示:44.8L。从图示中可以得出测量是在标准状况下进行的,CO2的含量为88g·m-3,因此含有的CO2的体积为×22.4L·mol-1=44.8L。188g44gmol三、阿伏加德罗定律1.内容:同温同压下,相同体积的任何气体含有_____数目的分子。2.内容总结:“三同”定“一同”相同【情境·思考】某同学在元旦晚会上表演的化学节目为猜气球——他先在实验室中用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球,然后在晚会的现场让同学猜测气球是用哪种气体吹起的。如果你在晚会现场,你会怎样猜出呢?提示:等质量的CH4、CO2、O2、SO2的物质的量之比为,因此在相同的条件下,它们的体积比为。因此A、B、C、D四个气球中的气体分别SO2、CO2、O2、CH4。111116443264∶∶∶111116443264∶∶∶【做一做】C2H4(乙烯)气体是一种来自石油的重要化工原料,是国家工业发展的基础,乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平,乙烯还是一种常用的水果催熟剂,我们常吃的香蕉有的就是靠乙烯催熟的,而氧气是大气的主要成分之一,用于给我们提供呼吸。回答下列问题:(1)两种气体(乙烯和氧气)的质量相等时,在标准状况下,①体积比为________;②密度比为________;③分子数比为________。(2)在相同状况下,当两种气体体积相同时,①质量比为______;②密度比为________;③分子数比为______。(3)两种气体的物质的量相同时,①体积比为________;②密度比为________;③质量比为________。答案:(1)①8∶7②7∶8③8∶7(2)①7∶8②7∶8③1∶1(3)①1∶1②7∶8③7∶8知识点一气体摩尔体积及相关计算【重点释疑】1.标准状况下的气体摩尔体积(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)2个数据:“1mol”,“约22.4L”。2.气体摩尔体积的有关计算公式①气体的物质的量n=②气体的密度ρ=③气体的分子数N=n·NA=·NA④气体的质量m=n·M=·MmVVmmmmMVnVVmVVmVV【易错提醒】(1)在气体分子个数、温度、压强一定时,气体体积的大小决定于气体分子间的平均距离,与分子种类无关。(2)气体摩尔体积只适用于气态物质且与气体种类无关,只要温度和压强一定,气体摩尔体积就一定。(3)同温同压下:任何气体的摩尔体积Vm都相同,但不一定等于22.4L·mol-1。(4)不能混淆标准状况和常温常压,两者压强相同,但温度不同。因为温度升高气体分子之间的距离变大,所以常温常压下的气体摩尔体积比标准状况下的气体摩尔体积大。(5)气体摩尔体积不能理解为体积,体积的单位是L或m3,而气体摩尔体积的单位是L·mol-1或m3·mol-1。【知识拓展】求解气体摩尔质量五方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。mnANmN(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。【思考·讨论】(1)1mol任何气体在标准状况下的体积基本相等,都约为22.4L,Vm为22.4L·mol-1一定是在标准状况下,对吗?提示:不对。1mol任何气体在标准状况下所占的体积都约为22.4L,而1mol任何气体在所占的体积约为22.4L时,不一定是在标准状况下,可以通过升温加压或降温减压实现。(2)相同温度和压强下,1molO2和1mol空气的体积相同吗?为什么?提示:相同。因为当温度和压强相同时,任何气体分子的间距都近似相等,所以不管1mol单一气体还是混合气体的体积都近似相等。(3)常温常压下22gCO2中含有的原子数和标准状况下0.5molCO2中含有的原子数相同吗?提示:相同。因为22gCO2的物质的量为0.5mol。(4)常温常压下22LCO2中含有的原子数和标准状况下22LCO2中含有的原子数相同吗?提示:不相同。因为气体的体积受温度、压强的影响,二者所处的条件不同,因此物质的量不同,故原子数不同。【案例示范】【典例1】(2019·信阳高一检测)下列说法正确的是()A.在常温常压下,11.2LN2含有的分子数为0.5NAB.标准状况下,22.4LH2和O2的混合气体所含分子数为NAC.标准状况下,18gH2O的体积是22.4LD.1molSO2的体积是22.4L【思维建模】解答关于气体摩尔体积正误判断的思路如下:【解析】选B。常温常压下的气体摩尔体积大于22.4L·mol-1,N2分子数小于0.5NA,A错误;标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L,其分子数为NA,B正确;标准状况下,H2O为液体,所以C不正确;未指明标准状况,所以D不正确。【母题追问】(1)A选项改为“在常温常压下,14gN2含有的分子数为0.5NA”,是否正确?提示:正确。因为14gN2的物质的量为0.5mol,因此分子数为0.5NA。(2)B选项中标准状况下,22.4LH2和O2的混合气体所含的原子数为多少?提示:2NA。因为H2和O2均为双原子分子,因此1mol气体中含有2mol原子。【误区警示】应用气体摩尔体积解题时应正确理解——“4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。【典例2】(1)标准状况下,33.6LCl2的物质的量是________mol,16gO2所占体积是________L;(2)标准状况下,含有1molCl2和1.5molO2的混合气体所占体积是________L。【思维建模】解答关于气体体积的计算问题的思路如下:【解析】(1)标准状况下,n==1.5mol,V(O2)=n·Vm=·Vm=×22.4L·mol-1=0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L;(2)同温同压下的混合气体体积等于各成分气体体积之和,所以V(混)=V(Cl2)+V(O2)=1mol×22.4L·mol-1+1.5mol×22.4L·mol-1=56L。答案:(1)1.511.2(2)5621mVCl33.6LV22.4LmolmM116g32gmol【母题追问】(1)第(2)问中混合气体在标准状况下的密度是多少?提示:2.125g·L-1。1molCl2和1.5molO2的混合气体的质量为1mol×71g·mol-1+1.5mol×32g·mol-1=119g,因此混合气体的密度为ρ==2.125g·L-1。m119gV56L(2)第(2)问中混合气体的平均摩尔质量是多少?提示:47.6g·mol-1。混合气体的总质量为1mol×71g·mol-1+1.5mol×32g·mol-1=119g,因此混合气体的平均摩尔质量为=47.6g·mol-1。m()119gMn()1mol1.5mol总总【迁移·应用】1.(2018·德州高一检测)下列说法正确的是()A.0.5molH2所占的体积为11.2LB.标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4LC.标准状况下,1molH2O的体积约为22.4LD.标准状况下,28gN2体积约是22.4L【解析】选D。A项中没有说明是否在标准状况下,故0.5molH2所占的体积不一定为11.2L;B项中没有说明微粒的状态,若该微粒为固态或液态,标准状况下1mol分子所占体积不是22.4L;C项中标准状况下水不是气态;D项中N2的摩尔质量为28g·mol-1,28gN2为1mol,故标准状况下体积约为22.4L。2.(2019·三亚高一检测)下列说法中正确的是()世纪金榜导学号A.1molO2和1molN2所占的体积约为22.4LB.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4LC.标准状况下,1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4LD.标准状况下,22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2mol【解析】选D。气体体积受温度、压强影响,A项未指明温度、压强;B项气体摩尔体积单位为L·mol-1;C项标准状况下,水为非气态,不适用于气体摩尔体积;D项标准状况下,22.4L混合气体中分子总数为NA,N2和N2O每个分子都含有两个氮原子,则混合气体中所含有的氮原子的数目为2NA,物质的量为2mol。3.(2019·绵阳高一检测)(1)标准状况下,33.6L氧气的物质的量为________mol;标准状况下,2mol氢气的体积为________L。(2)标准状况下,6g氢气的体积为________L;标准状况下,体积为11.2L的CO2的质量为________g。(3)标准状况下,11.2L氯气的分子数目是________;标准状况下,1.204×1023个氧气分子的体积是______L。(4)标准状况下,某气体的密度为1.25g·L-1,则其摩尔质量为________g·mol-1。【解析】(1)n===1.5mol;V=nVm=2mol×22.4L·mol-1=44.8L。(2)V=nVm=Vm=×22.4L·mol-1=67.2L;m=nM=M=×44g·mol-1=22g。(3)N=nNA=·NA=×6.02×1023mol-1=3.01×1023;V=nVm=Vm=×22.4L·mol-1=4.48L。mVV133.6L22.4LmolmM16g2gmolmVV111.2L22.4LmolmVV111.2L