2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新教材魯科版必修第1冊學(xué)案：第1章 第3節(jié)　第2課時　氣體摩爾體積

1、第2課時氣體摩爾體積發(fā)展目標體系構(gòu)建1通過對1 mol物質(zhì)的體積的交流研討，提出摩爾體積這個概念，體會引入“氣體摩爾體積”的意義。2能夠運用物質(zhì)的量與氣體摩爾體積間的關(guān)系進行簡單計算。3了解阿伏加德羅定律及應(yīng)用。4能夠熟練掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用。一、氣體摩爾體積1影響物質(zhì)體積的因素1 mol物質(zhì)的體積如下表：化學(xué)式體積(20 ，101 kpa)fe7.2 cm3nacl27.0 cm3h2o18.0 cm3c2h5oh58.3 cm3h224.0 lo224.0 lco223.9 l(1)上表中固體、液體在相同狀況下體積各不相同。上表中氣體在相同狀況下體積幾乎相同。(2)原因分析：氣

2、體分子間距受溫度和壓強影響，在相同的溫度和壓強下，氣體分子間距離近似相等。固體、液體的粒子大小各不相同，粒子間距離比粒子的直徑小的多，可忽略不計，當粒子數(shù)目相同時，固體、液體體積各不相同。氣體分子間距離比分子直徑大得多，忽略粒子大小的影響，在相同的溫度和壓強下，粒子數(shù)目相同時氣體體積相同。(3)結(jié)論：討論1 mol氣體的體積比討論1 mol固體或者液體的體積更有意義和價值。2氣體摩爾體積二、阿伏加德羅定律1內(nèi)容：同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。2內(nèi)容總結(jié)：“三同”定“一同”1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)通常狀況下的氣體摩爾體積約為22.4 l。

3、()(2)標準狀況下，36 g水的體積約為44.8 l。()(3)1 mol任何氣體所含分子數(shù)都相等，體積也都約為22.4 l。()(4)在同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含原子數(shù)目相同。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×2標準狀況下，0.4 mol hcl氣體的體積是()a22.4 lb11.2 lc4.48 ld8.96 ldv0.4 mol×22.4 l·mol18.96 l。3下列敘述正確的是()a影響氣體體積的主要因素是氣體分子的大小b1 mol任何物質(zhì)在標準狀況下所占的體積都為22.4 lc只有在標準狀況下，氣體

4、摩爾體積才約為22.4 l·mol1d標準狀況下，22.4 l任何氣體的物質(zhì)的量都約為1 mold標準狀況下氣體摩爾體積及相關(guān)計算co2是植物光合作用的必需原料。某研究機構(gòu)測定co2含量如圖所示。1在該測定條件下，1立方米空氣所含氣體分子的物質(zhì)的量是多少？提示：n44.6 mol。2在本次測定中，每立方米空氣所含的co2氣體的體積是多少？提示：vn·vm·vm×22.4 l·mol144.8 l。1標準狀況下的氣體摩爾體積，的體積都 條件 標準 對象 數(shù)值(1)標準狀況(0 、1.01×105 pa)。(2)物質(zhì)在標準狀況下為氣體，若

5、不是氣體或非標準狀況均不能用22.4 l·mol1進行計算。(3)氣體可以是單一氣體也可以是混合氣體。2標準狀況下，氣體摩爾體積的相關(guān)計算(1)氣體的物質(zhì)的量n。(2)氣體的密度。(3)氣體的分子數(shù)nn·na·na。(4)氣體的質(zhì)量mn·m·m。(1)同溫同壓下：任何氣體的摩爾體積vm都相同，但不一定等于22.4 l·mol1。(2)不能混淆標準狀況和常溫常壓，兩者壓強相同，但溫度不同。 因為溫度升高氣體分子之間的距離變大，所以常溫常壓下的氣體摩爾體積比標準狀況下的氣體摩爾體積大。(3)氣體摩爾體積不能理解為體積，體積的單位是l或m3

6、，而氣體摩爾體積的單位是l·mol1或m3·mol1。1下列說法中正確的是()a32 g o2的體積為22.4 lb22.4 l n2含有阿伏加德羅常數(shù)個氮氣分子c在標準狀況下，22.4 l水的物質(zhì)的量為1 mold在0 、1.01×105 pa下，22 g co2和16 g o2混合后的體積約為22.4 ld32 g o2為1 mol，但1 mol氣體的體積不一定是22.4 l，同樣22.4 l氣體的物質(zhì)的量也不一定為1 mol，即22.4 l n2不一定含有阿伏加德羅常數(shù)個氮氣分子，故a、b均不正確；在標準狀況下，水為液態(tài)，22.4 l水的物質(zhì)的量不是1 mo

7、l，故c不正確；0 、1.01×105 pa就是標準狀況下對應(yīng)的溫度和壓強，在該條件下，1 mol任何氣體(包括混合氣體)的體積都約為22.4 l。2下列說法中正確的是()a1 mol o2和1 mol n2所占的體積約為22.4 lb標準狀況下，h2的氣體摩爾體積約為22.4 lc標準狀況下，1 mol h2和1 mol h2o所占的體積都約為22.4 ld標準狀況下，22.4 l由n2、n2o組成的混合氣體中所含有的氮原子的物質(zhì)的量約為2 mold氣體體積受溫度、壓強影響，a項未指明溫度、壓強；b項氣體摩爾體積單位為l·mol1；c項標準狀況下，水為非氣態(tài)，不適用于氣體

8、摩爾體積；d項標準狀況下，22.4 l混合氣體中分子總數(shù)為na，n2和n2o每個分子都含有兩個氮原子，則混合氣體中所含有的氮原子的數(shù)目為2na，物質(zhì)的量為2 mol。3(1)標準狀況下，33.6 l氧氣的物質(zhì)的量為_mol；標準狀況下，2 mol氫氣的體積為_l。(2)標準狀況下，6 g氫氣的體積為_l；標準狀況下，體積為11.2 l的co2的質(zhì)量為_g。(3)標準狀況下，11.2 l氯氣的分子數(shù)目是_；標準狀況下，1.204×1023個氧氣分子的體積是_l。(4)標準狀況下，某氣體的密度為1.25 g·l1，則其摩爾質(zhì)量為_g·mol1。解析(1)n1.5 mo

9、l；vnvm2 mol×22.4 l·mol144.8 l。(2)vnvmvm×22.4 l·mol167.2 l；mnmm×44 g·mol122 g。(3)nnna·na×6.02×1023mol13.01×1023；vnvmvm×22.4 l·mol14.48 l。(4)mvm1.25 g·l1×22.4 l·mol128 g·mol1。答案(1)1.544.8(2)67.222(3)3.01×10234.48(4)28

10、阿伏加德羅定律及推論阿伏加德羅定律：在相同溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。即：n1n2n1n21同溫同壓下，兩種氣體的體積大小與什么有關(guān)？提示：同溫同壓下，氣體分子之間的距離相同，所以分子數(shù)越多，氣體體積越大，即同溫同壓下，氣體的體積與其物質(zhì)的量的多少有關(guān)。2同溫同壓下，相同體積的任何氣體都具有相同的質(zhì)量嗎？為什么？提示：不一定。同溫同壓下，相同體積的任何氣體都具有相同的物質(zhì)的量，氣體的摩爾質(zhì)量不同時，相同物質(zhì)的量的氣體的質(zhì)量也不相同。3同溫同壓下，不同氣體的密度相同嗎？為什么？提示：不一定相同。因為，不同氣體的摩爾質(zhì)量不一定相同，故密度也不一定相同。4相同體積的甲、乙兩

11、個容器，甲中盛放1 mol氮氣，乙中盛放2 mol氮氣，則在相同溫度下，甲、乙兩容器中壓強相同嗎？提示：不相同。同溫同體積時，氣體的物質(zhì)的量越大，壓強越大。1阿伏加德羅定律及其推論的理論依據(jù)pvnrtpvrtpmrt。2阿伏加德羅定律的推論相同條件結(jié)論公式語言敘述同溫同壓同溫同壓下，體積比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比同溫同容同溫同容下，壓強比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比同溫同壓同溫同壓下，密度比等于摩爾質(zhì)量之比同溫同壓同體積同溫同壓下，體積相同的氣體，其摩爾質(zhì)量與質(zhì)量成正比正確理解阿伏加德羅定律的應(yīng)用(1)阿伏加德羅定律的適用對象是氣體(單一氣體或混合氣體)，不適用于液體或固體。(2)

12、“三同”定“一同”。同溫、同壓、同體積和同分子數(shù)，四“同”共同存在，相互制約，只要有三“同”成立，則另一“同”就必定成立。(3)“二同”定比例。溫度、壓強、氣體體積、氣體物質(zhì)的量，若兩個量相同，則另兩個量成正比或反比。(4)氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的一個特例。1同溫同壓下，等質(zhì)量的so2氣體和so3氣體相比較，下列敘述中正確的是()a密度之比為45b物質(zhì)的量之比為45c體積之比為11d原子數(shù)之比為34a根據(jù)，a正確；，b錯誤；，c錯誤；原子數(shù)之比為，d錯誤。2在一定溫度和壓強下，1體積的a2氣體和3體積的b2氣體化合成2體積的c氣體，則c的化學(xué)式為()aab3babca3bda2d3at、

13、p一定時，體積之比等于物質(zhì)的量之比，故反應(yīng)方程式為a23b2=2c，根據(jù)元素守恒可知c的化學(xué)式為ab3。3在標準狀況下，a g氣體a與b g氣體b的分子數(shù)相同。則與此有關(guān)的下列說法中不正確的是()a氣體a與氣體b的摩爾質(zhì)量之比為abb同溫同壓下，氣體a與氣體b的密度之比為bac質(zhì)量相同的氣體a與氣體b的分子數(shù)之比為bad相同狀況下，同體積的氣體a與氣體b的質(zhì)量之比為abb對于分子數(shù)相同的氣體，其摩爾質(zhì)量之比等于質(zhì)量之比，a、d對；同溫同壓下，a與b的密度之比應(yīng)等于其摩爾質(zhì)量之比ab，b項錯；質(zhì)量相同的氣體的分子數(shù)之比等于摩爾質(zhì)量的反比，c項對。各物理量在方程式中的關(guān)系已知參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物理

14、量之間的比例關(guān)系如下：aabb=ccdd系數(shù)比： a b c d質(zhì)量比： ama bmb cmcdmd物質(zhì)的量比：a b c d1若上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的物質(zhì)均為氣態(tài)，則反應(yīng)的各氣體體積之間有怎樣的定量關(guān)系？提示：在同溫同壓下，參加反應(yīng)的氣體體積之比等于化學(xué)方程式中各氣體前的系數(shù)之比，即v(a)v(b)v(c)v(d)abcd。2若上述反應(yīng)中c為氣體，則反應(yīng)物a的質(zhì)量與反應(yīng)物b的物質(zhì)的量以及氣體c在標準狀況下的體積有怎樣的定量關(guān)系？提示：aabb=cc(g)dda×ma g b mol c×22.4 lm(a) n(b) v(c)則比例關(guān)系：。3如何計算標準狀況下4.48 l

15、 h2與足量o2反應(yīng)生成h2o的質(zhì)量。提示：方法一：先把4.48 l換算成物質(zhì)的量為0.2 mol，再根據(jù)物質(zhì)的量之比方程式系數(shù)之比算出生成的h2o為 0.2 mol，最后用公式mn×m算出h2o的質(zhì)量為3.6 g。方法二：找出直接關(guān)系：44.8 l h2生成36 g h2o，則4.48 l h2生成3.6 g h2o。4在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總物質(zhì)的量一定等于生成物的總物質(zhì)的量嗎？為什么？提示：不一定。因為化學(xué)反應(yīng)過程中，物質(zhì)的總物質(zhì)的量可能不變、減小或增大，與化學(xué)方程式中的系數(shù)有關(guān)。根據(jù)化學(xué)方程式計算有關(guān)物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算，其步驟可歸納為“2個未知”和“2個式子”，即

16、根據(jù)題意設(shè)未知量，根據(jù)方程式列關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式列比例式，根據(jù)比例式求未知數(shù)。1設(shè)未知量：根據(jù)題意設(shè)出未知量。對于未知量的設(shè)置，一要注意未知量的表示符號；二要注意未知量不帶單位。2列關(guān)系式：根據(jù)化學(xué)方程式列關(guān)系式時，不同的物質(zhì)，可以用不同的單位，同一種物質(zhì)只能用同一種單位，即上下單位相同，左右單位對應(yīng)。3列比例式：根據(jù)關(guān)系式列比例式時，要注意比例式等號兩邊物質(zhì)的比例關(guān)系要相對應(yīng)。4求未知數(shù)：根據(jù)比例式求未知數(shù)，要注意挖掘題干中對數(shù)字位數(shù)要求的隱含信息，主要體現(xiàn)為保留小數(shù)點后幾位或保留幾位有效數(shù)字。1在標準狀況下，0.224 l ch4氣體充分燃燒時，消耗氧氣的物質(zhì)的量為_mol，生成水的質(zhì)量為

17、_g。解析設(shè)消耗氧氣的物質(zhì)的量為x，生成水的質(zhì)量為y。ch42o2co22h2o 22.4 l 2 mol 36 g 0.224 l x y解得x0.02 mol，y0.36 g。即消耗0.02 mol o2，生成0.36 g水。答案0.020.362(1)將9.2 g鈉投入足量的水中，生成naoh的質(zhì)量為_，生成h2的體積在標準狀況下為_。(2)400 ml某濃度的naoh溶液恰好與5.6 l cl2(標準狀況)完全反應(yīng)，生成naclo的物質(zhì)的量為_。解析(1)依據(jù)題意寫出正確的化學(xué)方程式找出量的關(guān)系列比例求解2na2h2o=2naohh246 g 80 g 22.4 l9.2 g m(na

18、oh)v(h2)m(naoh)16 g，v(h2)4.48 l。(2)n(cl2)0.25 mol。2naohcl2=naclnacloh2o1 mol 1 mol0.25 mol n(naclo)0.25 moln(naclo)11，則n(naclo)0.25 mol。答案(1)16 g4.48 l(2)0.25 mol3過氧化鈉能與水發(fā)生反應(yīng)，某同學(xué)欲用該反應(yīng)制取標準狀況下的氧氣1.12 l。(1)計算至少需要稱取過氧化鈉的質(zhì)量為_。(2)反應(yīng)后生成naoh的物質(zhì)的量是_。解析2na2o22h2o=4naoho22×78 g 4 mol 22.4 lm(na2o2) n(naoh

19、) 1.12 l，m(na2o2)7.8 g；，n(naoh)0.2 mol。答案(1)7.8 g(2)0.2 mol隨著人們生活水平的提高，家用轎車已成為每個家庭的常用交通工具。汽車尾氣的排放會給環(huán)境帶來一定的影響，汽車尾氣的主要成分是co、no、no2等有毒氣體，因此汽車尾氣是否達標是衡量汽車性能的重要指標之一。歐排放標準極限值如下表：標準歐(體積分數(shù))co1.50%nox3.50%pm0.02%1若nox按歐標準排放，則在標準狀況下每立方米尾氣中所允許的物質(zhì)的量最大值是多少？提示：n1.56 mol。2與4.6 g no2中氧原子個數(shù)相等的co氣體在標準狀況下的體積是多少？提示：4.6

20、g no2中氧原子的物質(zhì)的量為×20.2 mol，因此co的物質(zhì)的量為0.2 mol，在標準狀況下的體積為0.2 mol×22.4 l·mol14.48 l。3現(xiàn)測定歐洲某品牌汽車尾氣，發(fā)現(xiàn)標準狀況下每立方米尾氣中含21 g co，該尾氣是否符合歐排放標準？提示：stp下，21 g co的體積為×22.4 l·mol116.8 l×100%1.68%1.50%。不符合歐排放標準。通過本情境素材中co、nox含量的分析和計算，提升了學(xué)生分析問題解決問題的能力，增強了環(huán)保意識。1下列說法正確的是()a1 mol任何氣體的體積都是22.4 lb在標準狀況下，某氣體的體積為22.4 l，則該氣體的物質(zhì)的量為1 mol，