搜索
第2课时气体摩尔体积学业要求核心素养对接1.了解气体摩尔体积的含义和应用。2.能运用气体摩尔体积进行简单计算。1.在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积概念的理解。2.通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成要素及其相互关系。［知识梳理］知识点一决定物质体积大小的因素气球在受到挤压时体积很容易变小，而铅球在受到挤压时体积很难发生变化，为什么会这样？带着这个问题完成下面知识点：1．物质体积大小的影响因素同温同压下，任何气体粒子之间的距离相等大小结论：(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积；(2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都。不相同相同2．阿伏加德罗定律同温同压下，相同体积的任何气体都含有数目的分子。T、p相同：n1n2＝V1V2提醒：由于气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时，体积相同的两种气体的物质的量不一定相同，所含的分子数也不一定相同。相同知识点二气体摩尔体积用打气筒给篮球打气时，气体源源不断的被打进去，而篮球的体积不发生变化，气体都去哪儿了？气体的体积与什么因素有关？只有气体才具有的性质提醒：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处环境的温度和压强。单位物质的量VmL·mol－1Vm＝Vn温度和压强22.4L·mol－1微判断(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)0.5molH2的体积约是11.2L。()(4)标准状况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L。()(5)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。()(6)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。()×××××√微训练1．下列说法正确的是()A．1mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1B．20℃、1.0×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数C．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况D．2mol气体的体积约为44.8L答案B2．下列说法中，正确的是()A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4LB．在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4LC．在标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4LD．在标准状况下，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A项中，没有指明温度和压强，无法确定气体的体积；B项中，气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”；C项中，在标准状况下水不是气态，1mol水的体积远远小于22.4L；D项中，该气体的物质的量约为1mol，再结合N2、N2O的分子构成可知，N原子的物质的量约为2mol。答案D微思考1．如何利用理想气体状态方程pV＝nRT，推出阿伏加德罗定律及推论？提示由理想气体状态方程pV＝nRT假设同一气体不同状态，方程分别为p1V1＝n1RT1p2V2＝n2RT2两式做比p1V1p2V2＝n1T1n2T1①温度、压强相同时，V1V2＝n1n2②温度、体积相同时p1p2＝n1n2同理pV＝nRT⇒pmρ＝mMRT⇒pM＝ρTR当温度压强相同时，M1M2＝ρ1ρ2。学习任务1气体摩尔体积概念的理解情景：标准状况时的气体摩尔体积示意图如图。①在0℃和101kPa(标准状况)的条件下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。②在25℃和101kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.5L·mol－1。③在0℃和202kPa的条件下，气体摩尔体积约为11.2L·mol－1。④在273℃和202kPa时，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。1．由上述资料可知气体摩尔体积大小受哪些因素影响？提示气体摩尔体积大小受温度和压强的影响。2．标准状况下，如何由气体的体积求算气体的质量？提示设气体体积为V、摩尔质量为Mn＝V22.4L·mol－1，m＝n·M＝V·M22.4L·mol－11．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。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)2个数据：“1mol”“约22.4L”。2．气体摩尔体积的适用范围气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2molH2与0.8molO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。3．气体摩尔体积的计算①气体的物质的量n＝VVm②气体的密度ρ＝mV＝mn·Vm＝MVm③气体的分子数N＝n·NA＝VVm·NA④气体的质量m＝n·M＝VVm·M特别提醒：(1)气体摩尔体积的描述对象是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)不同温度和压强下，气体摩尔体积可能不同，例如在25℃、101kPa时，Vm＝24.5L·mol－1。因此，在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体所处的温度和压强。【例题1】设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()解析因为不知道11.2LO2是否处于标准状况下，所以无法计算其物质的量，A选项错误；18g水为1mol，每个水分子中有3个原子，所以18g水所含的原子总数为3NA，B正确；标准状况下四氯化碳为液态，故无法计算其物质的量，C错误；D项中已知气体的体积求物质的量，必须是在标准状况下，所以条件错误，D错误。答案BA．0.5molO3与11.2LO2所含的分子数一定相等B．常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NAC．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个氧原子变式训练1下列说法正确的是()解析没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积适用于单一气体，也可以是混合气体，只要符合物质的量为1mol，且为标准状况下，体积就约为22.4L，B项正确；标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，C项错误；18gH2O是1mol，但22.4LCO2不一定是1mol，因为其所处条件不确定，D项错误。答案BA．22.4L任何气体的物质的量均为1molB．0.2molH2和0.8molCO2组成的混合物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是22.4LD．22.4LCO2和18gH2O所含的分子数相等学习任务2阿伏加德罗定律及其推论1．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？提示同温同压下，同体积的不同气体具有相同的分子数。2．相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1mol氮气，乙中盛放2mol氮气，则在相同温度下，甲、乙两容器中压强之比是多少？提示同温同体积时，气体的压强与其物质的量成正比，故甲、乙两容器中压强之比是1∶2。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【例题2】在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3，当这两个容器内温度和压强相等时，下列说法正确的是()解析等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数，A错误，D正确；因其摩尔质量不相等，故其质量不相等，B错误；因分子的组成不相同，在分子数相同的前提下，其原子数是不相同的，C错误。答案DA．两种气体的物质的量不相等B．两种气体的质量相等C．两种气体所含的原子数目相等D．两种气体所含的分子数目相等变式训练2下列叙述正确的是()解析只有气态物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的分子数相等；具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数；因温度、压强不能确定，故1LCO和1LO2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法确定。答案BA．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等B．任何条件下，等物质的量的乙烯(C2H4)和一氧化碳所含的分子数必然相等C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等学习任务3(核心素养)气体摩尔体积的应用要点一、知识要点外部条件①标准状况②相同条件同温同压同温同体积物质状态标准状况下，H2O、SO3、HF、CCl4等都为非气态二、核心素养(1)V→气体⇒提升学生的宏观辨识素养(2)Vm→模型参数⇒培养学生的模型认识水平【素养解题】[典例示范]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22.4L[气体摩尔体积问题解题思维模型]明晰聚集状态明确气体状态易错防范、智能储备A项，水在标准状况下为液体，B、C、D三项中的物质均为气态B项未指明为标准状况；D项通常状况(1)审题时注意是否注明标准状况(2)常见易混物质，以下物质标准状况下不是气体：H2O、SO3、Br2、HF、CCl4、乙醇(3)气体可以为单一气体、混合气体(各成分间不能相互反应)三、对点训练解析同温同压下，相同体积的气体所含分子数相等，由于H2、Cl2、HCl都是双原子分子，故它们所含原子数也相等。答案A1．在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的()A．原子数B．密度C．质量D．相对分子质量解析CCl4在常温下为液态，不能用气体摩尔体积进行计算，A错误；空气是由氧气、氮气和CO2等组成的混合物，B错误；C项为非标准状况下，不能使用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，该体积的气体物质的量小于0.1mol，错误。答案D2．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()A．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAB．标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子C．常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NAD．常温下，23gNO2含有NA个氧原子解析分子间的直径相对于分子间的距离而言太小，所以气体的体积主要决定于分子间的距离。答案D3．阿伏加德罗定律之所以能够成立的本质原因是在一定温度和压强下()A．气体体积的大小只随分子数的多少变化B．相同体积的气体含有相同的分子数C．不同气体分子的大小几乎相等D．不同气体分子间的平均距离几乎相等解析N2和C2H4的摩尔质量相等，故质量相等，则物质的量相等。答案A4．下列两种气体的分子数一定相等的是()A．质量相等、密度不等的N2和C2H4B．等温等密度的CO和C2H4C．等温等体积的O2和N2D．等压等体积的N2和CO2答案(1)22.41.204×1024(2)36.5g·mol－15．(1)与17gNH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是________L，氧原子数是________。(2)某3.65g气体在标准状况下的体积是2.24L，则其摩尔质量是__________。解析(1)17gNH3分子的物质的量是1mol，故氧气在标准状况下的体积是22.4L，氧原子数是l.204×1024。(2)标准状况下2.24L气体的物质的量是0.1mol，故其摩尔质量是3.65g0.1mol＝36.5g·mol－1。