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第二章海水中的重要元素——钠和氯第三节物质的量第2课时气体摩尔体积目标与素养：1.知道气体摩尔体积的概念，能够利用物质的量、气体摩尔体积、标准状况下气体的体积三者之间的关系，进行简单的计算。(宏观辨识)2.了解阿伏加德罗定律及其推论，并能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。(证据推理与模型认知)自主预习探新知一、影响物质体积大小的因素在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积是否相同？[提示]不同。因为固体、液体体积主要受分子数和分子本身大小不同影响，而不同的固体、液体的分子大小各不相同。二、气体摩尔体积(1)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？[提示]气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下0.2molH2和0.8molO2的混合气体约为22.4L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。(2)气体在非标准状况下的气体摩尔体积，一定不是22.4L·mol－1吗？[提示]不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4L·mol－1，升高温度，体积增大，增大压强，体积减小。所以，在温度和压强适当的情况下，气体摩尔体积也可能为22.4L·mol－1。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都含有相同数目的粒子。2．适用范围：阿伏加德罗定律及其推论仅仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，对固体和液体不适用。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”。相同体积的两个容器，一个盛放氧气，一个盛放氢气，在同温、同压下，两容器中气体分子的数目有何关系？[提示]相同。同温同压下，同体积的不同气体具有相同的粒子数。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气体的体积均为22.4L()(3)标准状况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L()(4)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是()A．常温常压下，11.2LCO2所含的原子数为1.5NAB．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NAC．标准状况下，22.4LH2O所含分子数为NAD．标准状况下，22.4LH2所含原子数为NAB[常温、常压(非标准状况)下11.2LCO2的物质的量不是0.5mol，所含原子数不是1.5NA；48gO3的物质的量为1mol，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol，所含氢原子数为2NA。]3．常温下34.0g氨气的物质的量是________，标准状况下氨气的体积是________，所含的氨气分子数是________。[解析]根据气体相关计算公式n＝mM＝NNA＝V22.4(标准状况)可知：n(NH3)＝34.0g17g·mol－1＝2.0mol。V(NH3)＝n(NH3)·Vm＝2.0mol×22.4L·mol－1＝44.8L。N(NH3)＝n(NH3)·NA＝2.0mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024。[答案]2.0mol44.8L1.204×1024核心突破攻重难气体摩尔体积及相关计算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22.4”。2．气体摩尔体积的计算①气体的物质的量n＝VVm。②气体的密度ρ＝mV＝mn·Vm＝MVm。③气体的分子数N＝n·NA＝VVm·NA。④气体的质量m＝n·M＝VVm·M。3．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＝m/n。(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＝NA·m/N。(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4(g·mol－1)。(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)。1．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·mol－1B．在标准状况下1molN2的体积是22.4L·mol－1C．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－1A[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－1，A项正确；在标准状况下，1molN2的体积是22.4L·mol－1×1mol＝22.4L，B项错误；1molN2的体积约是22.4L，气体摩尔体积为22.4L·mol－1，由于温度和压强影响气体体积，则N2不一定是处于标准状况，C项错误；标准状况下水不是气体，则水的摩尔体积不是22.4L·mol－1，D项错误。]2．CO和CO2的混合气体18g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2L(标准状况)。(1)混合气体中CO的质量是________g。(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。(3)混合气体在标准状况下的密度是________g·L－1。(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol－1。[解析]CO燃烧发生反应：2CO＋O2=====点燃2CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2L，故18gCO和CO2的混合气体的总体积为11.2L，在标准状况下，18gCO和CO2的混合气体的物质的量为0.5mol，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则28x＋44y＝18x＋y＝11.2L22.4L·mol－1，解得x＝0.25，y＝0.25。(1)混合气体中CO的质量＝28g·mol－1×0.25mol＝7g；(2)故原混合气体中，CO2的体积为0.25mol×22.4L·mol－1＝5.6L；(3)原混合气体的密度＝18g11.2L≈1.61g·L－1；(4)解法一：M＝ρ×22.4L·mol－1＝1.61g·L－1×22.4L·mol－1≈36g·mol－1；解法二：M＝18g11.222.4mol＝36g·mol－1；解法三：M＝28g·mol－1×50%＋44g·mol－1×50%＝36g·mol－1；故平均摩尔质量为36g·mol－1。[答案](1)7(2)5.6(3)1.61(4)36阿伏加德罗定律及其推论结论相同条件公式语言叙述同温同压V1V2＝n1n2＝N1N2同温同压下，体积比等于物质的量之比，等于分子数之比同温同容p1p2＝n1n2＝N1N2同温同容下，压强比等于物质的量之比，等于分子数之比同温同物质的量p1p2＝V2V1同温同物质的量下，压强比等于体积的反比同温同压ρ1ρ2＝M1M2同温同压下，密度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，其摩尔质量与质量成正比3．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是()ABCDD[将n＝mM代入V＝Vm·n＝Vm·mM，由此可知相同质量、相同温度和压强下，气体体积与摩尔质量成反比。该四种气体中CH4摩尔质量最小，故体积最大。]4．同温同压下，等质量的SO2气体和SO3气体相比较，下列叙述中正确的是()A．密度之比为4∶5B．物质的量之比为4∶5C．体积之比为1∶1D．原子数之比为3∶4A[由n＝mM＝VVm可知，ρ＝mV＝MVm，在相同条件下气体的相对分子质量之比等于其密度之比，所以两种气体的密度之比为64∶80＝4∶5，A项正确；设气体的质量均为mg，则n(SO2)＝m64mol，n(SO3)＝m80mol，所以二者物质的量之比为m64∶m80＝80∶64＝5∶4，B项错误；根据V＝n·Vm可知，同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以两种气体的体积之比为5∶4，C项错误；根据分子组成可知，两种气体的原子数之比为(5×3)∶(4×4)＝15∶16，D项错误。]当堂达标提素养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；压强越小、温度越高，气体体积越大，D正确。]2．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是()A．一定温度和压强下，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．标准状况下，1molO2的体积是22.4L·mol－1A[一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积，A正确；标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，1molO2的体积是22.4L，B、C、D错误。]3．下列说法中正确的是()A．标准状况下，1mol水的体积是22.4LB．1mol任何气体体积均为22.4LC．在标准状况下，0.3molN2和0.7molO2混合气体总体积约为22.4LD．通常状况下，1molN2的体积约为22.4LC[A项水为液体，不适用气体摩尔体积；B项未指明气体所处状况；C项混合气体共1mol，在标准状况下体积约为22.4L,C正确；D项通常状况下，1molN2体积不是22.4L。]4．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是()A.H2SB.HClC.NH3D.Cl2A[同温同压下，同体积的甲乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28g·mol－1＝17∶14，故M(甲)＝34g·mol－1，各选项中只有H2S符合。]5．对一定量气体体积的探究。已知1mol不同气体在不同条件下的体积：化学式条件1mol气体体积/LH222.4O222.4CO0℃，101kPa22.4H211.2CO20℃，202kPa11.2N222.4NH3273℃，202kPa22.4(1)从上表分析得出的结论：①1mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________。②1mol不同的气体，在不同的条件下，体积________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。(2)理论依据：相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等，原因是①________________，②________________。(3)应用：在标准状况下，4gO2的体积为多少升？(写出计算过程)[解析](1)从表中的数据可以看出：1mol任何气体在标准状况下，体积都约为22.4L；1mol不同气体，在不同条件下，体积不一定相同。(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且1mol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等。(3)4gO2的物质的量n(O2)＝4g32g·mol－1＝0.125mol。在标准状况下的体积为0.125mol×22.4L·mol－1＝2.8L。[答案](1)①22.4L②不一定(2)①气体分子数目相等②相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等