新教材2023年高中化學(xué)第二章海水中的重要元素-鈉和氯第三節(jié)物質(zhì)的量第2課時(shí)氣體摩爾體積課件新人教版必修第一冊(cè)

第2課時(shí)氣體摩爾體積一、決定物質(zhì)體積大小的因素結(jié)論:(1)在相同條件下粒子數(shù)相同的不同固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體積

不相同

;

(2)在同溫同壓條件下,粒子數(shù)相同的任何氣體的體積都

相同

。

微訓(xùn)練1同溫同壓下,1

mol

H2和1

mol

O2,它們的(

)。A.質(zhì)量相同,體積不同

B.分子數(shù)相同,質(zhì)量不同C.體積相同,分子數(shù)不同

D.體積相同,原子數(shù)不同答案:B解析:同溫同壓下,1

mol

H2和1

mol

O2的分子數(shù)相同,原子數(shù)相同,但質(zhì)量不同。二、氣體摩爾體積1.氣體摩爾體積。2.在相同的溫度和壓強(qiáng)下,相同

體積

的任何氣體都含有

相同數(shù)目的粒子

。

微判斷(1)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。22.4

L氧氣中含有NA個(gè)氧氣分子。(

)(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積約為22.4

L。(

)(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1

mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4

L。(

)(4)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4

L

H2和N2的混合氣體的物質(zhì)的量約為1

mol。(

)(5)44

g

CO2的體積約為22.4

L。(

)(6)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.5

mol

H2O的體積約為11.2

L。(

)×××√××(7)單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積就是氣體摩爾體積。(

)(8)相同物質(zhì)的量的氣體的氣體摩爾體積也相同。(

)√×微訓(xùn)練2下列四幅圖中,小白球代表的是氫原子,大灰球代表的是氦原子。最適合表示同溫同壓下,等質(zhì)量的氫氣與氦氣的混合氣體的圖示是(

)。答案:C

一、影響物質(zhì)體積大小的因素重難歸納1.粒子數(shù)目相同的物質(zhì)體積關(guān)系。

2.在氣體分子個(gè)數(shù)、溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),氣體體積的大小決定于氣體分子間的平均距離,與分子種類無關(guān)。如相同溫度和壓強(qiáng)下,1molO2和1mol空氣的體積相同,因?yàn)楫?dāng)溫度和壓強(qiáng)相同時(shí),任何氣體分子的間距都近似相等,所以不管1mol單一氣體還是混合氣體的體積都近似相等。同溫同壓下,相同質(zhì)量的H2和O2所占的體積相同嗎?其體積比是多少?提示:不相同。設(shè)兩者質(zhì)量均為1

g,同溫同壓下,氣體的物質(zhì)典例剖析下列關(guān)于決定物質(zhì)體積大小的因素的說法不正確的是(

)。A.物質(zhì)的體積取決于粒子數(shù)目、粒子大小和粒子間距離B.相同條件下,粒子數(shù)相同的任何氣體都具有相同的體積C.同溫同壓下,1mol任何物質(zhì)所占有的體積均相同D.等質(zhì)量的H2,壓強(qiáng)越小、溫度越高,氣體所占體積越大答案:C解析:從微觀角度來說,物質(zhì)的體積由粒子數(shù)目、粒子大小和粒子之間的距離決定,A項(xiàng)正確。相同條件下氣體分子間的距離相同,故粒子數(shù)相同的氣體,體積也相同,B項(xiàng)正確。C項(xiàng)結(jié)論只適用于氣體,C項(xiàng)錯(cuò)誤。等質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)越小、溫度越高,體積越大,D項(xiàng)正確。學(xué)以致用1.同溫同壓下,若兩種氣體所占體積不同,其主要原因是(

)。A.氣體分子的大小不同B.氣體分子間平均距離不同C.氣體的物質(zhì)的量不同D.氣體的摩爾質(zhì)量不同答案:C2.現(xiàn)有下列四種因素:①溫度和壓強(qiáng);②所含粒子數(shù);③粒子本身大小;④粒子間的距離。其中對(duì)氣態(tài)物質(zhì)體積有顯著影響的是(

)。A.②③④ B.②③C.①③④ D.①②④答案:D解析:氣態(tài)物質(zhì)粒子之間的距離要比粒子本身的直徑大很多倍,故粒子本身的大小對(duì)氣態(tài)物質(zhì)體積無顯著影響。二、氣體摩爾體積重難歸納1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積。(1)1個(gè)條件:必須為標(biāo)準(zhǔn)狀況。非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol氣體的體積不一定是22.4L。因此在使用氣體摩爾體積時(shí),一定要看清氣體所處的狀態(tài)。(2)1種狀態(tài):必須為氣體。如水、酒精、CCl4等物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體。(3)2個(gè)數(shù)據(jù):“1mol”“約22.4”。2.氣體摩爾體積的適用范圍。氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,如0.2molH2與0.8molO2的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為22.4L。下圖表示了氣體的物質(zhì)的量與體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)、摩爾質(zhì)量、粒子數(shù)、質(zhì)量的關(guān)系,你能寫出有關(guān)計(jì)算公式嗎?典例剖析下列說法正確的是(

)。A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L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2molB.H2的氣體摩爾體積約為22.4LC.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molH2和1molH2O所占的體積都約為22.4LD.1molO2和1molN2所占的體積都約為22.4L答案:A解析:標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4

L

N2、N2O混合氣體的物質(zhì)的量為n=

=1

mol,而1個(gè)N2、N2O分子中均含2個(gè)氮原子,故1

mol混合氣體中含氮原子為2

mol,故A正確;氣體摩爾體積與狀態(tài)有關(guān),與氣體的種類無關(guān),由于狀態(tài)不明確,故氣體摩爾體積的數(shù)值不明確,且氣體摩爾體積的單位為L(zhǎng)·mol-1,故B錯(cuò)誤;氣體摩爾體積只適用于氣體,故在標(biāo)準(zhǔn)狀況下1

mol氫氣所占的體積為22.4

L,但水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液態(tài),故所占的體積不是22.4

L,故C錯(cuò)誤;氧氣和氮?dú)馑幍臓顟B(tài)是否相同不明確,故1

mol

O2和1

mol

N2所占的體積不一定相同,且不一定為22.4

L,故D錯(cuò)誤。理解感悟在有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)的正誤判斷題目中,?？疾闃?biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積,常見問題如下:(1)忽視外界條件是標(biāo)準(zhǔn)狀況,如常溫常壓下,1

mol

H2的體積不是22.4

L;(2)忽視研究對(duì)象是氣體,如標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2O、酒精、SO3等不是氣體;(3)將1

mol氣體的體積與氣體摩爾體積的單位混淆,前者單位為L(zhǎng),后者單位為L(zhǎng)·mol-1;(4)氣體的質(zhì)量或物質(zhì)的量與外界條件(溫度、壓強(qiáng))無關(guān)。學(xué)以致用1.下列敘述正確的是(

)。A.1mol任何氣體的體積都為22.4LB.1mol固體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積為22.4LC.只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積才約為22.4L·mol-1D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L任何氣體的物質(zhì)的量都是1mol答案:D解析:A中沒有指明該物質(zhì)所處的條件,即溫度、壓強(qiáng),錯(cuò)誤;B中1

mol固體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積不是22.4

L,錯(cuò)誤;C中在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的摩爾體積也可能是22.4

L·mol-1,錯(cuò)誤;D中是對(duì)氣體摩爾體積概念的應(yīng)用,正確。2.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述中正確的是(

)。A.常溫常壓下,11.2LCO2所含的原子數(shù)為1.5NAB.常溫常壓下,48gO3含有的氧原子數(shù)為3NAC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2O所含分子數(shù)為NAD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2所含原子數(shù)為NA答案:B三、阿伏加德羅定律及重要推論

重難歸納1.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)目的粒子。(2)適用范圍:阿伏加德羅定律及其推論適用于氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,對(duì)固體和液體不適用。(3)“三同定一同”規(guī)律:同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)中只要有“三同”,則必有“第四同”。2.阿伏加德羅定律的推論。

(1)用以下實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證氣體摩爾體積。①在托盤天平上準(zhǔn)確稱取鋅粒6.5g、Na2CO310.6g分別放入兩個(gè)相同的氣囊中;②在兩個(gè)錐形瓶中各加入稍過量的稀硫酸和稀鹽酸;③將氣囊口固定在錐形瓶口上,密封不漏氣;④把氣囊中的物質(zhì)緩緩倒入錐形瓶中,讓它們充分反應(yīng),直至完全。反應(yīng)完全后,可以觀察到什么現(xiàn)象?請(qǐng)說明原因。(忽略氣體的溶解)(2)驗(yàn)證“同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同的數(shù)目的分子”。查閱資料:HCl和NH3均不溶于石蠟油,也不與之反應(yīng)。HCl和NH3會(huì)完全反應(yīng)生成白色固體氯化銨(NH4Cl)。HCl在空氣中容易形成白色酸霧。該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,圖中B管的容積是A管的2倍,固定裝置和尾氣處理裝置略。步驟1:連接裝置并檢查裝置氣密性。步驟2:B管用排石蠟油法收集氨氣,使集氣管中充滿與大氣壓強(qiáng)相等的純凈氨氣,關(guān)閉活塞K4、K5。步驟3:在A管中充滿與大氣壓強(qiáng)相等的干燥HCl氣體。操作是

。

步驟4:緩慢開啟活塞K3,A管中的現(xiàn)象是

。

問題討論:要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?當(dāng)反應(yīng)完成并恢復(fù)到室溫時(shí),B管中預(yù)期的現(xiàn)象是

。

提示:(1)兩個(gè)氣球幾乎一樣大。因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)生成的氣體的物質(zhì)的量相同,在相同條件下,占有的體積也相同。(2)關(guān)閉活塞K3,打開活塞K1、K2,從K2處通入干燥的HCl氣體,直到K1出現(xiàn)白色酸霧時(shí),關(guān)閉K1、K2

產(chǎn)生白煙

石蠟油充滿B管典例剖析在容積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿氣體O2、O3,當(dāng)這兩個(gè)容器內(nèi)溫度和壓強(qiáng)相等時(shí),下列說法正確的是(

)。A.兩種氣體的物質(zhì)的量不相等B.兩種氣體的質(zhì)量相等C.兩種氣體所含的原子數(shù)目相等D.兩種氣體的分子數(shù)目相等答案:D解析:等溫等壓等體積的氣體具有相等的物質(zhì)的量和分子數(shù),A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。因O2和O3的摩爾質(zhì)量不相等,兩者的質(zhì)量不相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤。因O2和O3的分子組成不相同,在分子數(shù)相同的前提下,兩者的原子數(shù)是不相同的,C項(xiàng)錯(cuò)誤。學(xué)以致用1.在兩個(gè)密閉容器甲、乙中,分別充入氧原子數(shù)目相同的O2、O3兩種氣體,若它們的溫度和密度均相同,下列說法正確的是(

)。A.氣體的摩爾質(zhì)量:甲>乙B.氣體的質(zhì)量:甲<乙C.氣體的物質(zhì)的量:甲>乙D.氣體的分子數(shù):甲<乙答案:C解析:當(dāng)摩爾質(zhì)量的單位為g·mol-1時(shí),物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量在數(shù)值上相等,故O2、O3的摩爾質(zhì)量分別為32

g·mol-1、48

g·mol-1,即甲<乙,故A錯(cuò)誤;O2、O3含有相同數(shù)目的氧原子,則O2、O3的質(zhì)量相等,故B錯(cuò)誤;兩者含有的氧原子數(shù)相同,而氧氣為雙原子分子、臭氧為三原子分子,故二者物質(zhì)的量之比為3∶2,即甲>乙,故C正確;O2、O3的物質(zhì)的量之比為3∶2,分子數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,故氣體的分子數(shù)之比也為3∶2,即氣體的分子數(shù):甲>乙,故D錯(cuò)誤。2.如圖有兩瓶體積相等的氣體,在同溫同壓下瓶?jī)?nèi)氣體的關(guān)系一定正確的是(

)。A.原子數(shù)相等

B.密度相等C.質(zhì)量相等

D.摩爾質(zhì)量相等答案:A的物質(zhì)的量相同,又都是雙原子分子,所以原子的物質(zhì)的量相同,由原子個(gè)數(shù)之比等于其物質(zhì)的量之比可得兩瓶?jī)?nèi)分子所含原子數(shù)相同,A項(xiàng)正確;兩瓶?jī)?nèi)分子的物質(zhì)的量相等,由m=nM,M不一定相等,故m不一定相等,同時(shí)由ρ=也可得ρ不一定相等。1.下列各組物質(zhì)中,分子數(shù)不相同的是(

)。A.同溫同壓下2LSO2和2LCO2B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氧氣和22.4L乙醇C.9g水和標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LCO2D.0.2mol氯氣和7.3g氯化氫氣體答案:B解析:A項(xiàng),同溫同壓下,2

L

SO2和2

L

CO2的物質(zhì)的量相等,含有分子數(shù)相同;B項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下乙醇不是氣體,則22.4

L乙醇的物質(zhì)的量不是1

mol,兩者含有的分子數(shù)不同;C項(xiàng),9

g水的物質(zhì)的量為0.5

mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2

L

CO2的物質(zhì)的量為0.5

mol,兩者的物質(zhì)的量相等,含有的分子數(shù)相同;D項(xiàng),7.3

g氯化氫的物質(zhì)的量為

=0.2

mol,兩者的物質(zhì)的量相等,則含有的分子數(shù)相同。2.下列說法正確的是(

)。A.20℃、1.01×105Pa時(shí),同體積的O2和CO2含有相同數(shù)目的分子數(shù)B.1mol氣態(tài)物質(zhì),當(dāng)體積為22.4L時(shí),該氣體一定處于標(biāo)準(zhǔn)狀況C.常溫常壓下,2mol任何氣體體積都約為44.8LD.同溫同壓下,相同體積的任何氣體單質(zhì)所含分子數(shù)和原子數(shù)都相同答案:A解析:根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下,同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子數(shù),A項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng)中,1

mol氣態(tài)物質(zhì)在非標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí),體積也有可能等于22.4

L。C項(xiàng)中,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的摩爾體積才是22.4

L·mol