1、1第 2 课时 气体摩尔体积学习目标定位 1.知道决定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。 一 决定物质体积大小的因素1.在温度和压强一定时，决定物质体积大小的主要因素有：微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。2.根据表格中的数据完成下列填空：状态 物质 密度1 mol 该物质的质量1 mol 该物质的体积结论Fe 7.86 gcm3 (20 ) 56 g 7.12 cm3固态Al 2.70 gcm3 (20 ) 27 g 10 cm3H2O 0.998 gcm3 (20 )
2、 18 g 18.04 cm3液态H2SO4 1.83 gcm3 (20 ) 98 g 53.55 cm3相同条件下1 mol 固体、液体的体积差别较大气态 O2 1.429 gL1 (0 、 32 g 22.39 L 相同条件下，1 mol 气体2101 kPa) (标准状况)H20.089 9 gL (0 、101 kPa)1(标准状况) 2.016 g 22.42 L的体积近似相等，在标准状况下约为 22.4 L3.分析出现上述结论的原因。(1)在温度和压强一定时，任何 1 mol 固态物质或液态物质所含微粒数目相同。微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以 1 mol 固态物质或液态
3、物质的体积往往是不同的。(2)对气态物质来说：通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。(3)温度和压强会较大程度地影响气体体积，当压强一定时，升高温度则微粒之间的距离变大，气体体积增大。反之，体积缩小(即通常所说的热胀冷缩)；当温度一定时增大压强，微粒之间的距离减小，气体体积缩小。(4)在温度和压强一定时，微粒间的距离近似相等，因此，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。归纳总结1.物质体积大小的影响因素2.粒子数目相同物质的体积关系1.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是
4、( )3A.气体分子的大小不同B.气体分子间平均距离不同C.气体的物质的量不同D.气体的摩尔质量不同答案 C二 气体摩尔体积1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，符号是 Vm，常用的单位是 Lmol1 。标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4 Lmol1 。对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下，1 mol 气体所占的体积约是22.4 L。(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体
5、。如 0.3 mol H2与 0.7 mol O2的混合气在标准状况下的体积约为 22.4 L。(4)1 mol 气体在非标准状况下的体积，可能是 22.4 L，也可能不是 22.4 L。2.标准状况下，气体摩尔体积的有关计算气体的物质的量 n mol；V22.4气体的摩尔质量 M Vm 22.4 gmol1 ；4气体的分子数 N nNA NA；V22.4气体的质量 m nM M g。V22.4归纳总结1.标准状况下的气体摩尔体积2.计算公式n (标准状况)mM NNA V22.42.下列叙述正确的是( )A.1 mol 任何气体的体积都为 22.4 LB.1 mol 任何物质在标准状况下所占
6、的体积都为 22.4 LC.标准状况下，1 mol 水所占的体积是 22.4 LD.标准状况下，22.4 L 任何气体的物质的量都是 1 mol答案 D解析 A 中没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；B 中没有指明该物质的状态，错误；C 中水在标准状况下不是气体，错误；D 中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。3.设 NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )A.在常温常压下，11.2 L Cl 2含有的分子数为 0.5 NAB.在常温常压下，1 mol 氦气含有的原子数为 NA5C.32 g 氧气含原子数为 NAD.NA个 O2的质量只有在标准状况下才是 32 g答案 B解析 在
7、 A 中，标准状况下，11.2 L Cl2含有的分子数为 0.5NA，而题中为常温常压，故A 错误；B 中氦气为单原子分子，1 mol 氦气含有原子数目为 NA，B 正确；C 中 O2的摩尔质量为 32 gmol1 ，且 O2为双原子分子，所以 32 g O2含原子数为2NA2 NA，C 错误； NA个 O2的质量为 32 g，与状态无关，与外界条件无关，32 g32 gmol 1D 错误。理解感悟 在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中，常考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题如下：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1 mol H 2的体积不是 22.4 L。(2)忽视研究对象是气体
8、，如标准状况下 H2O、酒精、SO 3等不是气体。(3)将 1 mol 气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为 L，后者单位为Lmol1 。三 阿伏加德罗定律1.判断下列说法的正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)标准状况下，1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 L()(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同()(3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数()(4)标准状况下，16 g 氧气与 2 g 氢气的体积比是 12()2.实验探究气体的体积与物质的量的关系(1)下图为电解水的实验装置。图中 A 试管中收集到的气体是 H2，B 试管中
9、收集到的气体是O2，二者的体积比是 21。6(2)物质的量比与气体体积比的关系若有 1.8 g H2O 电解，产生 H2的质量为 0.2 g，物质的量为 0.1 mol；产生 O2的质量为1.6 g，物质的量为 0.05 mol；二者物质的量之比为 21。(3)实验结论在同温同压下，气体的物质的量比等于体积比。在同温同压下，1 mol 的不同气体，其体积相同。归纳总结阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律：相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子)。(2)相同条件下的气体，同体积时，分子数相同；反之，分子数相同时，体积也相同；气体的体积比等于分子数比(或物质的量比)。4.下
10、列说法不正确的有( )A.NA个氧分子与 NA个氢分子的质量比等于 161B.标准状况下，22.4 L 以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为 2NAC.标准状况下，0.5 NA个 H2O 分子所占体积约为 11.2 LD.16 g O2和 O3的混合物中共含有 NA个氧原子答案 C解析 分子数相同时，质量比等于相对分子质量比， Mr(O2) Mr(H2)322161，A 项7对；阿伏加德罗定律也适用于混合气体，B 项中含 1 mol 分子，所以 H2与 CO 共含 2 mol 原子，对；C 项中 H2O 不是气体，错；D 项，O 2、O 3都是由氧原子组成的，质量相同时，必含相同的原
11、子数，16 g O 是 1 mol 氧原子，所以 D 项对。5.两个体积相同的密闭容器，一个盛有氯化氢，另一个盛有 H2和 Cl2的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的( )质量 密度 分子总数 原子总数A. B. C. D.答案 C解析 同温同压下两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因 HCl、H 2、Cl 2都是双原子分子，故原子总数也相同，质量、密度不一定相同。6.在体积相同的两个密闭容器中分别充满 O2、O 3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( )A.两种气体的物质的量相等B.O2比 O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧
12、原子数目相等答案 D解析 由题意知 O2与 O3的质量相等，所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。即：n(O2) n(O3) M(O3) M(O2)32，A 不对；B 项二者的质量相等，B 不对；C 项两种气体的分子数目 N(O2) N(O3) n(O2) n(O3)32，C 不对；D 项两种气体的氧原子数目为 N(O2) N(O3) n(O2)2 n(O3)366 相等，故 D对。1.阿伏加德罗定律可适用于任何气体(纯净的或是互不反应的混合气体)，但不适用于液体8或固体。2.同温、同压、同体积、同分子数称为“四同” ，四“同”共同存在，相互制约，只要有三个“同”成立，第四个“同”就必定成立
13、，在实际应用中往往是知道三“同”而求导另一“同” 。3.标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例，与 m、 N、 V 之间的换算关系是n 。mM NNA V22.4 Lmol 11.下列有关气体体积叙述正确的是( )A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B.一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定C.气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积约为 22.4 LD.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等答案 B解析 气体的体积在温度、压强一定时，体积与其物质的量成正比；当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小
14、，所以 A、D错误，B 正确；非标准状况下气体摩尔体积不一定为 22.4 Lmol1 ，C 错误。2.下列说法正确的是( )A.1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 LB.20 、1.0110 5 Pa 时，同体积的 O2和 CO2含有相同数目的分子数C.1 mol 气态物质，当体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况D.2 mol 任何气体体积都约为 44.8 L答案 B9解析 A 中缺少标准状况的条件；B 中根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子数，故 B 正确；C 中，1 mol 气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于 22.4 L；D 中缺
15、少标准状况条件。3.下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等答案 C解析 依据阿伏加德罗定律：在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同，而 CO 和N2分子所含电子数相同，C 项正确；同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12C18O 的摩尔质量为 30 gmol1,14 N2的摩尔质量为 28 gmol1 ，A 项错误；1 个 12C18O 分子中所含中子数为 16,1 个 14N2分子中所含中子数为 14，B 项错误； 12C18O
16、 和 14N2分子中所含质子数相同， n ， m 相同、 M 不同， n 不同，故等质量的两种气体所具有的质子数不同，mMD 项错误。4.现有 m g 某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为 M gmol1 。若阿伏加德罗常数用 NA表示，则：(1)该气体的物质的量为 mol。(2)该气体所含原子总数为 个。(3)该气体在标准状况下的体积为 L。(4)该气体在标准状况下的密度为 gL 1 。(5)该气体一个分子的质量为 g。答案 (1) (2) (3) (4)mM 2mNAM 22.4mM M22.4(5)MNA10解析 (1)由 n m/M 可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进
17、一步可求得原子数。(3)由 V nVm可求得该气体在标准状况下的体积。(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由 M Vm 求得密度。(5)由摩尔质量为 M gmol1 ，知每一个分子的质量为 g。MNA5.相同条件下，同质量的 X、Y 两种气体，相对分子质量分别为 A、 B；则：(1)X 与 Y 的体积比为 ，分子个数比为 ，密度比为 。(2)相同条件下的 X、Y 两种气体体积相同，则 X 与 Y 的质量比为 ，物质的量比为 。(3)标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体 8.96 L，其质量为 7.60 g，则混合气体平均相对分子质量为 ；混合气体中甲烷的体积为 ；一氧化碳的
18、质量为 。答案 (1) B A B A A B (2) A B 11(3)19 gmol1 6.72 L 2.8 g解析 (1)二者的摩尔质量之比为 A B，等质量时物质的量之比为 B A，由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为 B A，密度之比为 A B。(2)相同条件下的 X、Y 两种气体体积相同，则 X、Y 的物质的量相同，故质量比等于其摩尔质量之比 A B。(3)混合气体的物质的量为 0.4 mol， 19 gmol1 ，平均相对分子8.96 L22.4 Lmol 1 M mn 7.60 g0.4 mol质量为 19，设 CO 的物质的量为 x，则有：7.60 g x28 gmol1 (0.4 mol x)16 gmol1 ，求得 x0.1 mol。 n(CH4)0.3 mol， V(CH4)6.72 L， m(CO)0.1 mol28 gmol1 2.8 g。
