氣體摩爾體積學習目標：1.了解氣體摩爾體積及阿伏加德羅定律的含義和應用,體會定量研究對化學科學的重要作用。2.能基于物質(zhì)的量認識物質(zhì)組成及其化學變化,運用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積之間的相互關系進行簡單計算。?分點突破(一)

決定物質(zhì)體積大小的因素及阿伏加德羅定律1.分析決定物質(zhì)體積大小的因素在一定條件下,1mol不同物質(zhì)的體積如下表所示。觀察并分析表中的數(shù)據(jù),你能得出哪些結(jié)論?與同學討論。氣體0℃、101kPa時的體積/L液體20℃時的體積/cm3固體20℃時的體積/cm3H222.4H2O18.0Fe7.12O222.4H2SO453.6Al10.0結(jié)論:(1)同溫同壓下,1mol氣體的體積

近似相等?,在標準狀況下約為

22.4L

?。(2)同溫同壓下,1mol不同的固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積

不相同(或差別較大)

?。

近似相等22.4L

不相同(或差別較大)

2.3.阿伏加德羅定律(1)阿伏加德羅定律的內(nèi)容相同的溫度和壓強下,粒子數(shù)相同的任何氣體都具有

相同的體積?,也可以說,在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。(2)特別提示①阿伏加德羅定律適用于任何氣體,包括混合氣體,不適用于非氣體;②同溫、同壓、同體積、同分子數(shù),共同存在,相互制約,且“三同定一同”。相同的體積?根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),用計算器計算1mol下列不同物質(zhì)的體積,并填寫下表:狀態(tài)物質(zhì)密度1mol該物質(zhì)的質(zhì)量1mol該物質(zhì)的體積固態(tài)Fe7.86g·cm-3(20℃)56g7.1cm3Al2.70g·cm-3(20℃)27g

10.0

?cm310.0

狀態(tài)物質(zhì)密度1mol該物質(zhì)的質(zhì)量1mol該物質(zhì)的體積液態(tài)H2O1g·cm-3(20℃)18g

18.0

?cm3H2SO41.83g·cm-3(20℃)98g53.6cm3氣態(tài)O21.429g·L-1(標準狀況)32g

22.4

?LH20.0893g·L-1(標準狀況)2g

22.4

?L18.0

22.4

22.4

1.在溫度、壓強一定的條件下,1mol固態(tài)碘和1mol氣態(tài)水所含的分子數(shù)相同嗎?它們的體積相同嗎?提示:1mol固體碘和1mol氣態(tài)水所含的分子數(shù)均為6.02×1023,二者所含分子數(shù)相同,但由于分子之間的距離不同,且不同分子的大小不同,所以1mol固態(tài)碘和1mol氣態(tài)水的體積不相同。2.32gO2、2gH2的物質(zhì)的量分別是多少?為什么標準狀況下二者的體積基本是相同的?提示:32gO2和2gH2的物質(zhì)的量均為1mol,二者所含的分子數(shù)相同,當溫度和壓強相同時(標準狀況),不同氣體分子之間的距離相同。因此1mol不同氣體在相同條件下的體積相同,即1mol氣體在標準狀況下的體積都約為22.4L。?1.下列說法正確的是(

)A.1mol固體或液體的體積主要由粒子間距離決定B.1mol氣體的體積主要由粒子的大小決定C.在相同的溫度和壓強下,相同體積的物質(zhì)物質(zhì)的量相同D.氣體粒子間的距離受溫度、壓強影響大,固體或液體粒子間的距離受溫度、壓強影響小解析:D

1mol固體或液體的體積主要由粒子的大小決定,A錯誤;氣體的體積大小受粒子數(shù)目、粒子之間距離影響,因此在相同條件下,1mol氣體的體積主要由粒子間距離決定,B錯誤;相同溫度和壓強下,相同體積的氣體物質(zhì)的量相同,相同體積的固體或液體體積不一定相同,C錯誤。2.下列關于決定物質(zhì)體積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,分子數(shù)相同的任何氣體的體積基本相同C.同溫同壓下,1mol任何物質(zhì)所占用的體積均相同D.等質(zhì)量的H2,壓強越小、溫度越高,氣體所占體積越大解析:C

根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下,1mol任何氣體所占用的體積均相同,而1mol固體或液體所占用的體積不相同,C錯誤。分點突破(二)

氣體摩爾體積1.概念

2.標準狀況下氣體摩爾體積3.理解氣體摩爾體積應注意的幾個問題(1)標準狀況下的氣體摩爾體積Vm＝22.4L·mol-1,非標準狀況時不能使用。

?1.(1)標準狀況下,33.6LCl2的物質(zhì)的量是

?,16gO2所占體積約是

?。

答案:(1)1.5mol

11.2L

(2)標準狀況下,含有1.5molH2和0.5molO2的混合氣體所占體積約是

?。

答案:(2)44.8L

(3)標準狀況下,11.2L二氧化碳和氧氣的混合氣體中含有的氧原子數(shù)是

?。

答案:(3)NA2.(1)標準狀況下,某氣體的密度為1.43g·L-1,則該氣體的摩爾質(zhì)量約為

?。

解析:(1)氣體的摩爾質(zhì)量M＝Vm·ρ＝22.4L·mol-1×1.43g·L-1≈32g·mol-1。答案:(1)32g·mol-1

(2)標準狀況下,0.51g某氣體的體積為672mL,則該氣體的摩爾質(zhì)量為

?。

答案:(2)17g·mol-1?標準狀況下氣體摩爾體積的有關計算

②氣體的摩爾質(zhì)量:M＝Vm·ρ＝22.4ρg·mol-1;

?1.下列物質(zhì)的體積約為22.4L的是(

)A.標準狀況下,1molH2OB.20℃、101kPa時,36.5gHClC.常溫常壓下,17gNH3D.標準狀況下,1molO2解析:D

A項,標準狀況下H2O不是氣體,不能使用氣體摩爾體積22.4L·mol-1計算H2O的體積,錯誤;B項,36.5gHCl的物質(zhì)的量為1mol,氯化氫所處狀態(tài)不是標準狀況,錯誤;C項,常溫常壓下17gNH3的物質(zhì)的量為1mol,但NH3所處狀態(tài)為常溫常壓,不是標準狀況,錯誤。2.標準狀況下11.2L下列氣體,質(zhì)量最大的是(

)A.Cl2B.N2C.CH4D.H2

3.(1)標準狀況下,11gCO2的物質(zhì)的量為

?,體積為

?。

答案:(1)0.25mol

5.6L

(2)已知4.8g某混合氣體含分子數(shù)為0.15NA,該氣體的平均摩爾質(zhì)量為

?。

答案:(2)32g·mol-1

(3)等物質(zhì)的量的SO2和SO3含有的氧原子個數(shù)比為

?;氣體的質(zhì)量比為

?。

解析:(3)設SO2和SO3的物質(zhì)的量都是1mol,所含氧原子數(shù)之比為2∶3;氣體質(zhì)量比為(1mol×64g·mol-1)∶(1mol×80g·mol-1)＝4∶5。答案:(3)2∶3

4∶5

(4)12gCH4和O2的混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L,則混合氣體中CH4與O2的物質(zhì)的量之比為

?。

答案:(4)1∶1分點突破(三)

阿伏加德羅定律的推論及應用1.阿伏加德羅定律的含義同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有

相同數(shù)目?的粒子。2.適用范圍只適用于

氣體?,可以是單一氣體,也可以是混合氣體。相同數(shù)目氣體?在同溫同壓(以0℃,101kPa即標準狀況為例)下,完成下列問題。

由此可推知:同溫同壓下,氣體的體積之比等于其

?之比。

提示:(1)22.4L

44.8L

物質(zhì)的量

由此可推知:同溫同壓下,同體積的氣體的質(zhì)量之比等于其

?之比。

提示:(2)2mol

64g

2mol

4g

摩爾質(zhì)量

由此可推知:①同溫同壓下,氣體的密度之比等于其

?之比。

提示:(3)32g

22.4L

2g

22.4L

①摩爾質(zhì)量?1.阿伏加德羅定律(1)內(nèi)容(2)適用范圍阿伏加德羅定律適用于氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,但對于固體和液體則不適用。2.阿伏加德羅定律的三條重要推論相同條件結(jié)論公式語言敘述同溫同壓同溫同壓下,氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比,等于分子數(shù)之比同溫同體積同溫同體積下,氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,等于分子數(shù)之比同溫同壓同溫同壓下,氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比?1.如圖是兩瓶體積相等的氣體,在同溫同壓時瓶內(nèi)氣體的關系一定正確的是(

)A.氣體質(zhì)量相等B.氣體密度相等C.所含原子數(shù)相等D.摩爾質(zhì)量相等解析:C

同溫同壓下,氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比,兩瓶體積相等的氣體,則兩瓶氣體的物質(zhì)的量相等。左瓶中氮氣和氧氣的物質(zhì)的量之比為1∶1時,相當于NO,與右瓶內(nèi)NO的質(zhì)量、密度、摩爾質(zhì)量相等,但左瓶中氮氣和氧氣的物質(zhì)的量之比不一定為1∶1,故質(zhì)量不一定相等、密度不一定相等、摩爾質(zhì)量不一定相等,A、B、D錯誤;都是雙原子分子,物質(zhì)的量相等的氣體含有的原子數(shù)目相等,C正確。2.如圖表示1gO2與1gX氣體在相同容積的密閉容器中壓強(p)與溫度(T)的關系,則X氣體可能是(

)A.NH3B.CH4C.SO2D.NO解析:C

從圖中可知,同溫同體積時,O2的壓強比X氣體的大,根據(jù)阿伏加德羅定律可知,同溫同體積下,氣體的壓強與物質(zhì)的量成正比,等質(zhì)量的氣體的物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量成反比,故可知X氣體的摩爾質(zhì)量比氧氣的大,即X的摩爾質(zhì)量大于32g·mol-1,而氨氣的摩爾質(zhì)量為17g·mol-1,甲烷的摩爾質(zhì)量為16g·mol-1,二氧化硫的摩爾質(zhì)量為64g·mol-1,NO的摩爾質(zhì)量為30g·mol-1。3.同溫、同壓下,A、B兩容器分別充滿O2和O3。(1)若兩容器所含O2和O3分子總數(shù)相等,則A容器和B容器的容積之比是

?。

解析:(1)同溫、同壓下氣體的體積與其分子數(shù)成正比,故兩容器所含氣體的體積相等,即A容器和B容器的容積之比是1∶1。答案:(1)1∶1

(2)若兩容器中所含原子總數(shù)相等,則A容器和B容器的容積之比是

?。

解析:(2)若兩容器中所含原子總數(shù)相等,則兩容器所含O2和O3分子總數(shù)之比為3∶2,故A容器和B容器的容積之比是3∶2。答案:(2)3∶2

(3)若兩容器的容積之比為3∶2,則O2和O3物質(zhì)的量之比為

?,質(zhì)量之比為

?。

解析:(3)若兩容器的容積之比為3∶2,則兩容器所含O2和O3分子總數(shù)之比為3∶2,O2和O3物質(zhì)的量之比為3∶2,又由于O2和O3摩爾質(zhì)量之比為2∶3,則二者的質(zhì)量之比為1∶1。答案:(3)3∶2

1∶1?阿伏加德羅常數(shù)正誤判斷(理解與辨析)設NA為阿伏加德羅常數(shù)。下列敘述錯誤的是(

)A.標準狀況下,11.2LCO和H2的混合氣體中分子數(shù)為0.5NAB.23gNa與足量H2O反應生成的H2分子數(shù)目為0.5NAC.22.4L氫氣中,H2分子的數(shù)目為NAD.180g葡萄糖(分子式C6H12O6)中,C原子的數(shù)目為6NA解析:C

標準狀況下,11.2LCO和H2混合氣體的物質(zhì)的量為0.5mol,含分子數(shù)為0.5NA,A項正確;23gNa的物質(zhì)的量為1mol,依據(jù)Na與水反應的方程式可知,生成H2的分子數(shù)為0.5NA,B項正確;C項未知H2所處的狀況,故無法確定其物質(zhì)的量,C項錯誤;180g葡萄糖的物質(zhì)的量為1mol,故含C原子數(shù)目為6NA,D項正確。?抓“兩看”突破NA正誤判斷的陷阱命題者常在氣體摩爾體積的使用條件上設置陷阱進行命題,其主要命題點有以下兩點:一看“氣體”是否處于“標準狀況”,即0℃、101kPa。二看“標準狀況下物質(zhì)是否為氣體”,如CCl4、H2O、酒精、SO3、苯等在標準狀況下均不是氣體。?1.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是(

)A.18gH2O中含有的中子數(shù)為10NAB.1molNaHCO3固體中含有的離子數(shù)為3NAC.標準狀況下,22.4LO2中含有的分子數(shù)為NAD.1molFe與足量Cl2反應,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA解析:C

1分子水中含有8個中子,18gH2O的物質(zhì)的量為1mol,含有的中子數(shù)為8NA,A錯誤;1molNaHCO3固體中含有的離子數(shù)為2NA,B錯誤;標準狀況下22.4L氧氣的物質(zhì)的量為1mol,含有的分子數(shù)為NA,C正確;1molFe與足量Cl2反應,生成Fe3＋,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA,D錯誤。2.NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是(

)A.標準狀況下,0.1NA個水分子所占的體積約為2.24LB.11.2LCO2的物質(zhì)的量為0.5molC.NH3的摩爾質(zhì)量等于NA個氨分子的質(zhì)量之和D.101kPa、4℃時18mL水和202kPa、27℃時32g