第2课时 气体摩尔体积目标与素养:1.知道气体摩尔体积的概念,能够利用物质的量、气体摩尔体积、标准状况下气体的体积三者之间的关系,进行简单的计算。(宏观辨识)2.了解阿伏加德罗定律及其推论,并能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。(证据推理与模型认知)
一、影响物质体积大小的因素
在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积是否相同?
[提示] 不同。因为固体、液体体积主要受分子数和分子本身大小不同影响,而不同的固体、液体的分子大小各不相同。
二、气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体?
[提示] 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)气体在非标准状况下的气体摩尔体积,一定不是22.4 L·mol-1吗?
[提示] 不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,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·mol-1。
三、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。祝老师中秋节快乐
愚人节祝福语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”。
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] 相同。同温同压下,同体积的不同气体具有相同的粒子数。
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)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L( )
(4)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)√
2.设N A表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是( )
A.常温常压下,11.2 L CO2所含的原子数为1.5N A
B.常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为3N A
C.标准状况下,22.4 L H2O所含分子数为N A
D.标准状况下,22.4 L H2所含原子数为N A
B [常温、常压(非标准状况)下11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol,所含原子数不是1.5N A;48 g O3的物质的量为1 mol,所含氧原子数为3N A;标准状况下H2O 为液态,不能应用气体摩尔体积计算其物质的量;标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol,所含氢原子数为2N A。]
3.常温下34.0 g氨气的物质的量是________,标准状况下氨气的体积是
________,所含的氨气分子数是________。
[解析] 根据气体相关计算公式n ===(标准状况)可知:m M N N A V 22.4
n (NH 3)==2.0 mol 。V (NH 3)=n (NH 3)·V m =2.0 mol ×22.4 L·mol -134.0 g 17 g·mol -1
=44.8 L 。N (NH 3)=n (NH 3)·N A =2.0 mol ×6.02×1023 mol -1=1.204×1024。
[答案] 2.0 mol 44.8 L 1.204×1024
气体摩尔体积及相关计算
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,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl 4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol ”“约22.4”。
2.气体摩尔体积的计算
康美之恋歌词①气体的物质的量n =。V V
m ②气体的密度ρ===。m V m n ·V m M V
m ③气体的分子数N =n ·N A =·N A 。V V
m ④气体的质量m =n ·M =·M 。V V
m 3.求解气体摩尔质量“五”方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(N A):M=N A·m/N。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ:M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
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1.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·mol-1
B.在标准状况下1 mol N2的体积是22.4 L·mol-1
C.1 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-1
A [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-1,A项正确;在标准状况下,1 mol N2的体积是22.4 L·mol-1×1 mol=22.4 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-1,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-1,D项错误。]
2.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。
(1)混合气体中CO的质量是________g。
(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。
(3)混合气体在标准状况下的密度是________g·L-1。
(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol-1。
点燃
寒食节纪念谁[解析] CO燃烧发生反应:2CO+O22CO2,CO的体积与生成CO2
=====
的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则Error!,解得x=0.25,y=0.25。
(1)混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25 mol=7 g;
(2)故原混合气体中,CO 2的体积为0.25 mol ×22.4 L·mol -1=5.6 L ;
(3)原混合气体的密度=≈1.61 g·L -1;18 g 11.2 L
(4)解法一:=ρ×22.4 L·mol -1=1.61 g·L -1×22.4 L·mol -1≈36 g·mol -1;
M 解法二:==36 g·mol -1;M 18 g
11.2
22.4 mol
解法三:=28 g·mol -1×50%+44 g·mol -1×50%=36 g·mol -1;M 故平均摩尔质量为36 g·mol -1。
[答案] (1)7 (2)5.6 (3)1.61 (4)36
阿伏加德罗定律及其推论结论相同条件公式
语言叙述同温同压==V 1V 2n 1n 2N 1
N
2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==p 1p 2n 1n 2N 1
N 2
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=p 1p 2V 2
V 1
同温同物质的量下,压强比等于体积的反比同温同压=ρ1ρ2M 1
M
2同温同压下,密度比等于摩尔质量之比同温同压同体积=m 1m 2M 1登高望远的诗句
M 2同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比
3.常温常压下,用等质量的CH 4、CO 2、O 2、SO 2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为CH 4的是( )
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