2019_2020版新教材高中化学第1章第3节第2课时气体摩尔体积教案鲁科版必修第一册.docx

第2课时气体摩尔体积学业要求核心素养对接1.了解气体摩尔体积的含义和应用。2.能运用气体摩尔体积进行简单计算。1.在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积概念的理解。2.通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成要素及其相互关系。知 识 梳 理知识点一决定物质体积大小的因素气球在受到挤压时体积很容易变小，而铅球在受到挤压时体积很难发生变化，为什么会这样？带着这个问题完成下面知识点：1物质体积大小的影响因素同温同压下，任何气体粒子之间的距离相等结论：(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。2阿伏加德罗定律同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 T、p相同：提醒：由于气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时，体积相同的两种气体的物质的量不一定相同，所含的分子数也不一定相同。知识点二气体摩尔体积用打气筒给篮球打气时，气体源源不断的被打进去，而篮球的体积不发生变化，气体都去哪儿了？气体的体积与什么因素有关？提醒：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处环境的温度和压强。微判断(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)0.5 mol H2的体积约是11.2 L。()(4)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ()(5)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。()(6)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。()微训练1下列说法正确的是()A1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 Lmol1B20 、1.0105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数C当1 mol气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况D2 mol气体的体积约为44.8 L答案B2下列说法中，正确的是()A1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 LB在标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 LC在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 LD在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol解析A项中，没有指明温度和压强，无法确定气体的体积；B项中，气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“Lmol1”或“m3mol1”；C项中，在标准状况下水不是气态，1 mol水的体积远远小于22.4 L；D项中，该气体的物质的量约为1 mol，再结合N2、N2O的分子构成可知，N原子的物质的量约为2 mol。答案D微思考1如何利用理想气体状态方程pVnRT，推出阿伏加德罗定律及推论？提示由理想气体状态方程pVnRT假设同一气体不同状态，方程分别为p1V1n1RT1p2V2n2RT2两式做比温度、压强相同时，温度、体积相同时同理pVnRTpRTpMTR当温度压强相同时，。2标准状况下，气体摩尔体积是22.4 L/mol，那么当气体摩尔体积为22.4 L/mol时是否一定处于标准状况？提示：不一定。学习任务1气体摩尔体积概念的理解情景：标准状况时的气体摩尔体积示意图如图。在0 和101 kPa(标准状况)的条件下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。在25 和101 kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.5 Lmol1。在0 和202 kPa的条件下，气体摩尔体积约为11.2 Lmol1。在273 和202 kPa时，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。1由上述资料可知气体摩尔体积大小受哪些因素影响？提示气体摩尔体积大小受温度和压强的影响。2标准状况下，如何由气体的体积求算气体的质量？提示设气体体积为V、摩尔质量为Mn，mnM1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。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)2个数据：“1 mol”“约22.4 L”。2气体摩尔体积的适用范围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，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。3气体摩尔体积的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特别提醒：(1)气体摩尔体积的描述对象是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)不同温度和压强下，气体摩尔体积可能不同，例如在25 、101 kPa时，Vm24.5 Lmol1。因此，在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体所处的温度和压强。【例题1】设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等B常温常压下，18 g H2O中含有的原子总数为3NAC标准状况下，22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAD常温常压下，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子解析因为不知道11.2 L O2是否处于标准状况下，所以无法计算其物质的量，A选项错误；18 g水为1 mol，每个水分子中有3个原子，所以18 g水所含的原子总数为3NA，B正确；标准状况下四氯化碳为液态，故无法计算其物质的量，C错误；D项中已知气体的体积求物质的量，必须是在标准状况下，所以条件错误，D错误。答案B变式训练1下列说法正确的是()A22.4 L任何气体的物质的量均为1 molB0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 LC标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 LD22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等解析没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积适用于单一气体，也可以是混合气体，只要符合物质的量为1 mol，且为标准状况下，体积就约为22.4 L，B项正确；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，C项错误；18 g H2O是1 mol，但22.4 L CO2不一定是1 mol，因为其所处条件不确定，D项错误。答案B学习任务2阿伏加德罗定律及其推论1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？提示同温同压下，同体积的不同气体具有相同的分子数。2相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1 mol氮气，乙中盛放2 mol氮气，则在相同温度下，甲、乙两容器中压强之比是多少？提示同温同体积时，气体的压强与其物质的量成正比，故甲、乙两容器中压强之比是12。阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述同温同压同温同压下，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同温同物质的量下，压强比等于体积的反比同温同压同温同压下，密度比等于摩尔质量之比同温同压同体积同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比【例题2】在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3，当这两个容器内温度和压强相等时，下列说法正确的是()A两种气体的物质的量不相等B两种气体的质量相等C两种气体所含的原子数目相等D两种气体所含的分子数目相等解析等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数，A错误，D正确；因其摩尔质量不相等，故其质量不相等，B错误；因分子的组成不相同，在分子数相同的前提下，其原子数是不相同的，C错误。答案D变式训练2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，等物质的量的乙烯(C2H4)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只有气态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分子数相等；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确定。答案B学习任务3(核心素养)气体摩尔体积的应用要点一、知识要点外部条件标准状况相同条件物质状态标准状况下，H2O、SO3、HF、CCl4等都为非气态二、核心素养(1)V气体提升学生的宏观辨识素养(2)Vm模型参数培养学生的模型认识水平【素养解题】典例示范下列说法中正确的是()A标准状况下，1 mol水的体积是22.4 LB1 mol任何气体体积均为22.4 LC在标准状况下，0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 LD通常状况下，1 mol N2的体积约为22.4 L气体摩尔体积问题解题思维模型明晰聚集状态明确气体状态易错防范、智能储备A项，水在标准状况下为液体，B、C、D三项中的物质均为气态B项未指明为标准状况；D项通常状况(1)审题时注意是否注明标准状况(2)常见易混物质，以下物质标准状况下不是气体：H2O、SO3、Br2、HF、CCl4、乙醇(3)气体可以为单一气体、混合气体(各成分间不能相互反应)答案C三、对点训练1在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的()A原子数B密度C质量D相对分子质量解析同温同压下，相同体积的气体所含分子数相等，由于H2、Cl2、HCl都是双原子分子，故它们所含原子数也相等。答案A2设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()A标准状况下，22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAB标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子C常温常压下，2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NAD常温下，23 g NO2含有NA个氧原子解析CCl4在常温下为液态，不能用气体摩尔体积进行计算，A错误；空气是由氧气、氮气和CO2等组成的混合物，B错误；C项为非标准状况下，不能使用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，该体积的气体物质的量小于0.1 mol，错误。答案D3阿伏加德罗定律之所以能够成立的本质原因是在一定温度和压强下()A气体体积的大小只随分子数的多少变化B相同体积的气体含有相同的分子数C不同气体分子的大小几乎相等D不同气体分子间的平均距离几乎相等解析分子间的直径相对于分子间的距离而言太小，所以气体的体积主要决定于分子间的距离。答案D4下列两种气体的分子数一定相等的是()A质量相等、密度不等的N2和C2H4B等温等密度的CO和C2H4C等温等体积的O2和N2 D等压等体积的N2和CO2解析N2和C2H4的摩尔质量相等，故质量相等，则物质的量相等。答案A5(1)与17 g NH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是_ L，氧原子数是_。(2)某3.65 g气体在标准状况下的体积是2.24 L，则其摩尔质量是_。解析(1)17 g NH3分子的物质的量是1 mol，故氧气在标准状况下的体积是22.4 L，氧原子数是l.2041024。(2)标准状况下2.24 L气体的物质的量是0.1 mol，故其摩尔质量是36.5 gmol1。答案(1)22.41.2041024(2)36.5 gmol1学 考 练1同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是()A气体的分子大小不同B气体的物质的量不同C气体分子的化学性质不同D气体分子间的平均距离不同解析同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。答案B2常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中由CH4吹出的气球是()解析将n代入VVmn，由此可知相同质量、相同温度压强下，气体体积与摩尔质量成反比例。该四种气体中CH4摩尔质量最小，故体积最大。答案D3下列叙述正确的是()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，气体体积由气体的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相等解析一定温度和一定压强下，气体的体积由分子数多少决定，故A项错误；气体摩尔体积是指1 mol 任何气体在一定温度和压强下所占的体积，22.4 L是标准状况下的体积，故C项错误；对于不同的气体，气体体积不等，它们所含的分子数有可能相等，故D项错误。答案B4如图两瓶体积相等的气体，在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是()A原子数相等B密度相等C质量相等D摩尔质量相等解析由同温、同压可得Vm相同，再由公式n可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由个数之比等于物质的量之比可得两瓶中所含原子数相同，A项正确；两瓶内分子的物质的量相等，由mnM，M不一定相等，故m不一定相等，同时由也可得不一定相等。答案A5在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的()A质量为12 gB物质的量为6 molC体积为 22.4 LD物质的量为 12 mol解析12 g H2的物质的量为6 mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6 mol，B正确，N2的质量为：28 g/mol6 mol168 g，A错误；体积为22.4 L/mol6 mol134.4 L，C错误。答案B6关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：质量相同；所含碳原子数与氮原子数相等；所含分子数相等，其中正确的是()AB CD解析同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 gmol1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故错误。答案D7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A、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的11.2 L HCl的物质的量相等，所含分子数也相等。答案D8下列说法正确的是()标准状况下，6.021023个分子所占的体积约为22.4 L0.5 mol H2的体积为11.2 L标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 Lmol1标准状况下，气体的体积相同，则所含分子数也相同AB CD解析含6.021023个分子的物质的物质的量是1 mol，但未指明物质的状态，所以1 mol该分子所占的体积不一定是22.4 L。没有指明气体所处的条件，故0.5 mol H2的体积不一定是11.2 L。水在标准状况下不是气体，该状态下1 mol水的体积不等于22.4 L。N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其平均摩尔质量不变，故28 g N2与CO的混合气体的物质的量为1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L。标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。标准状况下，气体体积相同，则气体的物质的量相同，即含有的分子数相同，综上分析，正确。答案B9在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A甲的分子数比乙的分子数多B甲的物质的量比乙的物质的量小C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析根据阿伏加德罗定律可知同温、同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即，由于1，所以M(甲)M(乙)；由于它们的质量相等，所以甲的物质的量比乙的物质的量小，甲的分子数比乙的分子数少；外界条件相同，所以它们的摩尔体积相同。答案B10下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是()解析等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)n(He)21，相同条件下气体的物质的量与体积成正比，所以其体积关系为V(H2)V(He)21，C、D均错误；B中氦气应为单原子分子。答案A11(1)现有34 g某气体，摩尔质量为17 gmol1，则：该气体为_ mol。该气体所含分子数为_NA。该气体在标准状况下的体积为_ L。(2)_ g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。解析(1)该气体的物质的量为34 g/(17 gmol1)2 mol，分子数为2NA，在标准状况下的体积为22.4 Lmol12 mol44.8 L。(2)标准状况下22.4 L CO2是1 mol，氧原子的物质的量是2 mol，故水是2 mol，即36 g。答案(1)2244.8(2)3612同温同压下，若A容器中充满O2，B容器中充满O3。(1)若所含分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是_。(2)若两容器中所含原子总数相等，则A容器和B容器的容积比是_。(3)若两容器的体积比为32，则O2和O3物质的量之比为_，质量之比为_，密度之比为_。解析(1)根据阿伏加德罗定律：同温同压同体积的气体具有相同的分子数，故A容器和B容器的容积比是11。(2)原子总数相等，则分子总数之比为32，物质的量之比为32，故两容器容积比是32。(3)两容器的体积比为32，则两气体的物质的量之比为32，质量之比为(332)(248)11，密度之比为(13)(12)23。答案(1)11(2)32(3)321123能 力 练13(1)质量之比为1676的三种气体SO2、CO、NO，分子数之比为_；氧原子数之比为_；相同条件下的体积之比为_。(2)标准状况下，1.7 g NH3的体积为_L，它与标准状况下_ L H2S含有相同数目的氢原子。(3)某气体氧化物的化学式为RO2，标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为_，R的相对原子质量为_。解析(1)质量之比为1676，说明SO2、CO、NO的物质的量之比为554，所以其分子数之比为554，氧原子数之比为1054，相同条件下的体积之比为554。(2)1.7 g NH3的物质的量为1.7 g17 gmol10.1 mol，标准状况下的体积为0.1 mol22.4 Lmol12.24 L，0.1 mol NH3含有0.3 mol H，与0.15 mol H2S含有相同数目的氢原子，则标准状况下0.15 mol H2S的体积为0.15 mol22.4 Lmol13.36 L。(3)标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，其物质的量为0.448 L22.4 Lmol10.02 mol，摩尔质量为1.28 g0.02 mol64 gmol1，R的相对原子质量为6416232。答案(1)5541054554(2)2.24336(3)64 gmol13214标准状况下，6.72 L CH43.011023个HCl分子0.2 mol NH3，这三种气体按质量由大到小排列的顺序是(填物质的数字代号，下同)_，按氢原子数由少到多排列的顺序是_，按密度由大到小排列的顺序是_。解析先计算出三种气体的物质的量：n(CH4)0.3 mol，n(HCl)0.5 mol，n(NH3)0.2 mol。质量分别是：m(CH4)0.3 mol16 gmol14.8 g，m(HCl)0.5 mol36.5 gmol118.25 g，m(NH3)0.2