2018-2019学年高一化学人教全国通用版必修1学案：第1章 第2节 化学计量在实验中的应用 第2课时

第2课时气体摩尔体积学习目标核心素养建构1.理解气体摩尔体积的含义。2掌握标准状况下气体体积的计算。3理解阿伏加德罗定律及其简单推论。 知 识 梳 理一、决定物质体积大小的因素1物质体积大小的影响因素结论：(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不相同；(2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。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相同数目的粒子。【自主思考】1两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？提示不一定。因为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，故所含的分子数也不一定相同。二、气体摩尔体积【自主思考】2(1)气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？(2)气体在非标准状况下的气体摩尔体积，一定不是22.4 L·mol1吗？提示(1)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0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L，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)不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol1，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22.4 L·mol1。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“×”。(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。()(2)同温同压下，1 mol气体的体积均为22.4 L。()(3)0.5 mol H2的体积约是11.2 L。()(4)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ()(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。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)2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11.2 L/molB在标准状况下1 mol N2的体积是22.4 L/molC1 mol N2的体积约是22.4 L，则N2是处于标准状况D在标准状况下H2O的摩尔体积约是22.4 L/mol解析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11.2 L/mol，A项正确；在标准状况下，1 mol N2的体积是22.4 L/mol×1 mol22.4 L，B项错误；1 mol N2的体积约是22.4 L，气体摩尔体积为22.4 L/mol，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22.4 L/mol，D项错误。答案A3对一定量气体体积的探究。已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：化学式条件1 mol气体体积/LH20 ，101 kPa22.4O222.4CO22.4H20 ，202 kPa11.2CO211.2N2273 ，202 kPa22.4NH322.4(1)从上表分析得出的结论：1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为_。1 mol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，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是_，_。(3)应用：在标准状况下，4 g O2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：1 mol任何气体在标准状况下，体积都约为22.4 L；1 mol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1 mol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等。(3)4 g O2的物质的量n(O2)0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol12.8 L。答案(1)22.4 L不一定(2)气体分子数目相等相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等(3)V(O2)n×22.4 L·mol1×22.4 L·mol1×22.4 L·mol12.8 L。探究一、气体摩尔体积【探究讨论】1标准状况下的气体摩尔体积Vm22.4 L·mol1，那么Vm22.4 L·mol1时一定是标准状况下吗？提示不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积Vm仍可能保持不变。如：升高温度的同时增加压强。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，mn·M3标准状况下O2的密度如何计算？提示(O2)1.43 g·L1【点拨提升】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，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。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：“1 mol”“约22.4”。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0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。3气体摩尔体积的计算气体的物质的量n气体的密度气体的分子数Nn·NA·NA。气体的质量mn·M·M。特别提醒：(1)气体摩尔体积与温度、压强有关，标准状况下的气体摩尔体积为22.4 L·mol1，非标准状况下的气体摩尔体积也有可能是22.4 L·mol1。(2)使用22.4 L·mol1时的注意事项条件：必须为标准状况，因此使用时，一定要看清气体所处的状况。物质状态：必须为气体。如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。数值：22.4 L·mol1是近似值。【典题例证1】下列说法中正确的是()A1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 LB标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 LC在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 LD在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N原子的物质的量约为2 mol解析选项分析结论A气体体积受温度、压强影响，这里未指明温度、压强×B气体摩尔体积的单位为L·mol1×C标准状况下，水为非气态，不适用于气体摩尔体积×D标准状况下，22.4 L混合气体中分子总数为NA答案D【学以致用1】下列说法正确的是()A22.4 L任何气体的物质的量均为1 molB0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 LC标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 LD22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等解析没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积既适用于单一气体，也可以是混合物气体，只要符合物质的量为1 mol，且为标准状况下，体积就约为22.4 L，B项正确；标准状况下，1 mol任何气体的体积必定是22.4 L，C项错误；18 g H2O是1 mol H2O，但22.4 L CO2不一定是1 mol，因为其条件不确定，D项错误。答案B探究二、阿伏加德罗定律及其推论【探究讨论】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粒子数。2相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1 mol氮气，乙中盛放2 mol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12。【点拨提升】1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”。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同温同物质的量下，压强比等于体积的反比同温同压同温同压下，密度比等于摩尔质量之比同温同压同体积同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比【典题例证2】下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是()A同质量、不同密度的N2和COB同温度、同体积的H2和N2C同体积、同密度的C2H6和NOD同压强、同体积的N2O和CO2解析A因为N2和CO具有相同的摩尔质量，所以两者质量相同时物质的量也相同，分子个数应相同，又因两者都是双原子分子，故原子个数也相等，分子数、原子数多少与密度无关B×同温、同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，而B选项中没有提到压强，所以分子个数不一定相等C×体积相同、密度相等，所以质量相等，C2H6和NO的摩尔质量也相等，所以分子个数相等，但由于它们的分子组成不同，所以原子个数不相等D×同压强、同体积时，由于没有说明温度，所以两种气体的物质的量不一定相等，故原子个数不一定相等答案A【学以致用2】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45B物质的量之比为45C体积之比为11D原子数之比为34解析由n可知，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648045，A项正确；设气体的质量均为m g，则n(SO2) mol，n(SO3) mol，所以二者物质的量之比为806454，B项错误；根据Vn·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54，C项错误；根据分子组成可知，两种气体的原子数之比为5×34×41516，D项错误。答案A1下列叙述正确的是()A同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等B等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数前者大于后者C1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小D相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则质量也相等解析同温同压下，相同体积的气体，其物质的量一定相等，题中没有指明物质状态，A项错误；等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等，B项错误；两种气体不一定是处于相同条件下，无法判断二者的物质的量，则无法比较二者的质量大小，C项错误；相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则二者的物质的量相等，根据mnM可知二者的质量也相等，D项正确。