2019届高中化学第02讲气体摩尔体积.docx

第2讲气体摩尔体积【引导】我们在日常生活中，经常接触到很多物质，比如我们呼吸需要的氧气、补充水份的白开水、建筑用的砖头等等。它们并不是由单个原子或分子构成的，而是它们的聚集体。聚集体常有哪些形式呢？这是我们所要认识的内容。【新课知识梳理】生活经验告诉我们：固体有一定的形状，液体没有固定的形状，但有固定的体积，气体没有固定的形状和体积；气体容易被压缩，而固体、液体不易被压缩。1物质体积大小的影响因素结论：(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不相同。(2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。特别提醒决定气体体积大小的因素是分子的数目和分子之间的距离。2气体摩尔体积(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。(2)单位：Lmol1或L/mol。(3)表达式：气体摩尔体积，即Vm。(4)标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。【思考】1标准状况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 L吗？提示：不是。物质的状态有气体、固体或液体，在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。2当1 mol气体的体积为22.4 L时，能否说明该气体一定处于标准状况下？提示：不能。标准状况下，1 mol气体的体积均约为22.4 L，但1 mol气体的体积为22.4 L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体)，也能使1 mol气体的体积变为22.4 L。3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，也可以是混合气体，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。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。【小结】1气体摩尔体积的适用条件(1)标准状况(0 、1.01105 Pa)。(2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4 Lmol1进行计算。(3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。2标准状况下，气体摩尔体积的相关计算气体的物质的量n。气体的密度。气体的分子数NnNANA。气体的质量mnMM。【例1】下列说法正确的是()A在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 LB1 mol氢气所占的体积一定是22.4 LC标准状况下，6.021023个Cu原子所占有的体积约是22.4 LD标准状况下，28 g N2与CO的混合气体，体积为22.4 L【解析】选DA项中的水、C项中的Cu均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B项未指明温度、压强；D项中N2和CO的摩尔质量均为28 gmol1，则其体积VnVmVm22.4 Lmol122.4 L，D正确。【例2】下列说法正确的是()A常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子B标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子C22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子D标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子【解析】选DA项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，因CO为双原子分子应含有0.4NA个原子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12 L气体物质的量为0.05 mol，一分子O2和CO2中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。2.【探究】电解水的实验探究1实验原理：2H2O2H2O22实验装置3实验现象：V(H2)V(O2)2_14计算推理(假设电解1.8 g H2O)2H2O2H2O2质量物质的量n(H2)n(O2)V(H2)V(O2)(相同状况)H20.2 g0.1 mol2121O21.6 g0.05 mol5.实验结论在同温同压下，电解水生成H2和O2的体积比等于它们的物质的量之比。即相同温度和压强下，相同体积的H2和O2的物质的量相同。【思考】1在同温、同压下1 L H2和1 L O2所含的分子数相同吗？提示：相同。同温同压下，1 L H2和1 L O2的物质的量相同，则二者所含的分子数相同。2同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积相同吗？其体积比是多少？提示：不相同。其体积比为161。3相同温度下，向相同容积的密闭容器中分别充入1 mol H2和2 mol O2，容器中气体的压强比是多少？提示：同温同容下，气体的压强比等于气体的物质的量之比，即容器中气体的压强比为12。【小结】1阿伏加德罗定律“三同定一同”在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。2阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述T、p相同同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比T、V相同温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比n、T相同物质的量相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比T、p相同同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比T、p、V相同同温、同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比【例3】下列叙述正确的是()A同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等B任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等C1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小D同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等【解析】选B只有气体物质才符合阿伏加德罗定律在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定，故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法比较。【例4】标准状况下，两个容积相等的贮气瓶，一个装有O2，另一个装有CH4，则两瓶气体具有相同的()A质量B原子总数C密度D分子数【解析】选D两瓶内的气体具有同温同压同体积的关系，由阿伏加德罗定律可知，两瓶内气体的分子数相同，即物质的量相等。又由于O2的摩尔质量与CH4的摩尔质量不同，故两者的质量和密度不相等。O2与CH4分子内原子数目不等，故等物质的量的O2和CH4所含原子总数不同。【随堂练习】1下列说法中，正确的是()A气体的摩尔体积约为22.4 Lmol1B1 mol H2的质量是2 g，它所占的体积约是22.4 Lmol1C在标准状况下，1 mol任何物质所占的体积都约为22.4 Lmol1D在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L【解析】选DA项没有指明是否是标准状况。B项没有指明是否是标准状况，且气体体积的单位为L或m3等，而不是Lmol1，气体摩尔体积的单位才是Lmol1。C项“任何物质”不一定是气体，且单位不正确。2下列说法中正确的是()A32 g O2占有的体积约为22.4 LB22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子C在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 gD22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数【解析】选DA、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标准状况下水是液体；D项中22 g CO2的物质的量与标准状况下11.2 L HCl的物质的量相等，均为0.5 mol，所含分子数也相等。3在标准状况下，2.8 g CO、0.2 mol O2和0.7 mol N2混合气体的体积约为()A2.24 LB22.4 LC1.12 L D无法计算【解析】选Bn(CO)0.1 mol，混合气体的物质的量为(0.10.20.7)1 mol，在标准状况下的体积为22.4 L。4在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3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两种气体的压强相等BO2比O3的质量小C两种气体的分子数目相等D两种气体的氧原子数目相等【解析】选D根据题意，因等温度、等体积、等密度，则两者等质量，B项错误；等质量的O2和O3物质的量不相等，则压强和分子数不相等，则A、C两项错误，O2和O3都是由氧原子构成的，所以等质量的O2和O3原子数相等。5某常见气体在标准状况下的密度为1.25 gL1。(1)该气体的相对分子质量为_。(2)若该气体的分子式为A2型，其名称为_；若该气体的分子式为AB型，其名称为_。【解析】，M22.4 Lmol11.25 gL122.4 Lmol128 gmol1。【答案】(1)28(2)氮气一氧化碳【课后练习】1同温同压下，两种气体的体积不同，其主要原因是()A气体的分子大小不同B气体分子间的距离不同C气体的物质的量不同D气体的性质不同【解析】选C同温同压时，气体分子之间的距离相等，而分子本身的大小又远小于气体分子之间的距离，故体积不同的主要原因是气体的物质的量不同。2下列说法正确的是()A1 mol O2与1 mol H2的体积相同B1 mol O2与2 mol CH4的质量相等C1 mol H2的体积是22.4 LD相同体积的H2和O2所含有的分子数相同【解析】选B对气体，要比较体积的大小，除知道分子数多少外，还必须强调气体所处的状态，A选项二者分子数肯定相等，但体积只能在相同条件下才一定相等。C、D选项中也与气体的状态(温度、压强)有关。3在标准状况下，0.4 mol HCl气体的体积是()A22.4 LB8.96 LC4.48 L D11.2 L【解析】选BV0.4 mol22.4 Lmol18.96 L。4下列物质中，所含分子数最多的是(NA表示阿伏加德罗常数)()A10 g H2B2 mol Cl2C1.5NA CO2D22.4 L O2(标准状况)【解析】选AA项，10 g氢气的物质的量5 mol；B项，2 mol Cl2；C项，1.5NA CO2的物质的量为1.5 mol；D项，标准状况下，22.4 L氧气的物质的量1 mol，由NnNA可知，10 g氢气含有的分子数目最多。5用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LB25 ，1.01105 Pa,32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.5NAC标准状况下，11.2 L H2O含有的原子数为1.5NAD常温常压下，44 g CO2含有的原子数为3NA【解析】选DA项，氦为单原子分子，NA个氦原子在标准状况下的体积为22.4 L；B项，所含的氧原子数为2NA；C项，在标准状况下，水为液体。6下列各组物质中，分子数相同的是()A5 L Cl2与5 L HClB18 g H2O与标准状况下44.8 L CO2C在25 和1.01105 Pa时，等体积的空气与H2D0.2 mol O2与标准状况下2.24 L水【解析】选CA项，缺少温度和压强的条件，虽然体积相同，但是分子数不一定相同，错误；B项，18 g H2O的物质的量为1 mol，标准状况下44.8 L CO2的物质的量是2 mol，二者分子数不等；C项，同温、同压下，等体积的气体含有相同的分子数；D项，2.24 L水大于0.2 mol，错误。7标准状况下，5.6 L某气体的质量为8 g，则该气体的相对分子质量是()A64 B48C32 D16【解析】选C5.6 L气体的物质的量为0.25 mol，该气体的摩尔质量M32 gmol1，Mr32。8同温同压下，等质量的N2O4和NO2两种气体相比较，下列叙述正确的是()A体积比为21 B分子个数之比为11C原子个数之比为11 D氮原子个数之比为21【解析】选C同温同压下，气体的Vm相同，且M(N2O4)2M(NO2)，n(N2O4)n(NO2)12，气体的Vm相同，由nV/Vm可知，体积比为12，A错误；物质的量之比为12，则分子数之比为12，B错误；分子数之比为12，则原子数之比为162311，C正确；分子数之比为12，则氮原子个数之比为12，D错误。9同温同压下，相同体积的H2和CO2气体，具有相同的()A分子数B原子数C质量D摩尔质量【解析】选A同温同压下，相同体积的气体，具有相同的分子数，A正确；每个H2分子中有2个原子，CO2分子中有3个原子，原子数目不相等，B不正确；H2和CO2的摩尔质量分别为2 gmol1、44 gmol1，其对应质量也不同，C、D不正确。10下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)()A在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为NAB标准状况下，18 g H2O所占的体积约是22.4 LC32 g O2在标准状况下所占的体积约为22.4 LD在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同【解析】选C本题中A为非标准状况下的体积，B中H2O标准状况下为液体，D中气体所含分子数相同，但原子数不一定相同。11(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为_L。(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为_g。(3)标准状况下，3.011023个氧气分子所占的体积约为_L。(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为_个。(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为_L。【解析】(1)V0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。(2)44.8 L H2的物质的量为2 mol，m(H2)2 mol2 gmol14 g。(3)n(O2)0.5 mol，V(O2)0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。(4)n(O2)1.5 mol，N1.56.0210239.031023。(5)n(O2)0.5 mol，n(N2)1.5 mol，故混合