2020-2021化学（2019）第一册学案：第二章 第三节 第2课时气体摩尔体积含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精新教材2020-2021学年化学人教版（2019）必修第一册学案：第二章第三节第2课时气体摩尔体积含解析第2课时气体摩尔体积核心素养培养目标核心素养形成脉络1.了解影响气体、液体、固体体积的因素（宏观辨识与微观探析）2．了解气体摩尔体积的含义（证据推理与模型认知)3．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算(证据推理与模型认知）4．理解阿伏加德罗定律及其推论(证据推理与模型认知)1．决定物质体积大小的因素（1）影响物质体积大小的因素（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微粒.2．气体摩尔体积知识点一:使用气体摩尔体积的注意事项（1）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，0.2molH2与0。8molO2的混合气体的体积约为22。4L。(2）使用22。4L·mol－1时的注意事项①条件:必须为标准状况.因此一定要看清气体所处的状况。②物质状态:必须为气体。如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。③数值：22。4L·mol－1是近似值。（3）计算①气体的物质的量：n＝eq\f(V,Vm)②气体的密度：ρ＝eq\f(m,V）＝eq\f（m，n·Vm)＝eq\f(M,Vm)③气体的分子数:N＝n·NA＝eq\f(V,Vm)·NA④气体的质量：m＝n·M＝eq\f(V,Vm)·M知识点二：阿伏加德罗定律及其应用（1)总结一个口诀阿伏加德罗定律可总结为“四同定律”,即“三同得一同”：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)防范三个易错点易错点一适用范围:任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体.易错点二定律中的同温同压，不一定指在标准状况下；气体摩尔体积为22。4L·mol－1只是一种特殊情况。易错点三定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量），只要其中有任意三个相同,则必有第四个相同，即“三同定一同”；若只有两个相同,则另外两个必定成比例,即“二同定比例"。(3）掌握三个规律阿伏加德罗定律及推论都可由理想气体状态方程及其变形推出(pV＝nRT，pV＝eq\f（m，M）RT，pM＝ρRT,其中p—-压强、V——体积、T—-热力学温度、n——物质的量、R——气体常数、ρ—-密度）.由定律可推出：“一连比、三正比、三反比"的规律.规律一一连比同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比，等于其密度之比。即eq\f(m1,m2)＝eq\f（M1,M2)＝eq\f（ρ1，ρ2)。规律二三正比①同温同压下，两气体的体积之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。即T、p相同时，eq\f(V1，V2）＝eq\f(n1，n2）＝eq\f(N1，N2）。②同温同体积下，两气体的压强之比等于其物质的量之比，等于其分子数之比。即T、V相同时，eq\f(p1，p2）＝eq\f（n1,n2)＝eq\f（N1，N2）。③同温同压下,两气体的密度之比等于其摩尔质量（或相对分子质量）之比.即T、p相同时,eq\f（ρ1，ρ2）＝eq\f(M1，M2）。规律三三反比①同温同压同质量下，两气体的体积与其摩尔质量(或相对分子质量)成反比。即T、p、m相同时，eq\f(V1,V2）＝eq\f（M2，M1)。②同温同分子数(或等物质的量）下，两气体的压强与其体积成反比。即T、N(或n）相同时，eq\f(p1,p2）＝eq\f（V2,V1)。③同温同体积同质量下,两气体的压强与其摩尔质量(或相对分子质量)成反比。即T、V、m相同时，eq\f（p1,p2)＝eq\f（M2,M1)。题组一气体摩尔体积的理解1．下列说法正确的是(D)A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4LB．H2的气体摩尔体积约为22.4LC．在标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4LD．在标准状况下,22.4L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2mol解析：没有明确温度和压强，无法确定气体的体积，A错误。气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”，另外未指明气体所处的温度和压强，H2的气体摩尔体积不一定为22。4L·mol－1,B错误。在标准状况下水为固态，1mol水的体积远小于22。4L，C错误。在标准状况下，22.4L混合气体的物质的量约为1mol，再结合N2、N2．（双选）下列说法正确的是(AC）A．在0℃、101kPa条件下，某气体的体积为22。4L，则该气体的物质的量约为1molB．1mol某气体体积为22。4L，则该气体所处状态为标准状况C．1molH2和O2的混合气体，在标准状况下体积约为22。4LD．固态CO2又叫干冰，含1molCO2的干冰在标准状况下体积必定小于22.4L解析：A项，0℃、101kPa为标准状况，22.4L气体的物质的量约为1mol，正确;B项,温度、压强的升高或降低对气体体积影响效果是相反的，1mol气体体积为22。4L，该气体并不一定处于标准状况,错误;C项，气体摩尔体积对混合气体同样适用，正确;D项，干冰为固态,但是在标准状况下CO2为气体,1molCO2在标准状况下体积约为22.4L,错误。eq\a\vs4\al（应用22.4L·mol－1需要注意的问题，1一个条件，标准状况下0℃，1大气压。,2一个对象，只限于气体,可以是单一气体,也可为互不反应的混合气体。,水、苯、SO3、HF、CCl4、CHCl3、Br2等在标准状况下为非气态。,3二个数据,1mol气体体积为22。4L时，不一定为标准状况。）(4)一个公式标准状况下气体密度ρ标＝eq\f(M,22.4）g·L－1.(5)影响因素p越小，T越高，Vm越大.题组二气体相对分子质量的计算3．下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是（A)A．某气体在常温常压下的密度为1。429g·L－1，则该气体的相对分子质量为32B．在同温同压下，某气体的密度是氢气密度的22倍,则该气体的相对分子质量为44C．在一定条件下，16g某双原子分子中含有原子数为NA，其相对分子质量为32D．假设空气只由氮气和氧气组成且二者体积比为41，则空气的平均相对分子质量约为29解析：A项，常温常压下1mol气体的体积大于22。4L，则该气体的摩尔质量M〉22。4L·mol－1×1.429g·L－1＝32g·mol－1，故其相对分子质量大于32，错误。B项,由MA＝DMB,该气体的摩尔质量为22×M(H2）＝22×2g·mol－1＝44g·mol－1，其相对分子质量为44，正确。C项,由n＝eq\f（N，NA)可求出双原子分子的物质的量为0.5mol，所以其摩尔质量M＝eq\f（16g，0.5mol）＝32g·mol－1，其相对分子质量为32，正确.D项,由氮气和氧气的体积比可以求出氮气和氧气的体积分数分别为80％、20%，所以由eq\x\to（M)＝M1V1%＋M2V2％＋…＋MiVi%可知，eq\x\to（M）＝M(O2）×20％＋M（N2）×80%＝28.8g·mol－1，故空气的平均相对分子质量约为29,正确.4．M（NO3）2热分解的化学方程式为2M（NO3）2eq\o（=，\s\up17（△))2MO＋4NO2↑＋O2↑.加热29。6gM(NO3)2使其完全分解，在标准状况下收集到11200mL的气体，那么M的摩尔质量是（B）A．64g·mol－1 B．24g·mol－1C．65g·mol－1 D．40g·mol－1解析：生成气体的物质的量为eq\f(11.2L，22。4L·mol－1)＝0.5mol，根据方程式可知,氧气占气体产物总物质的量的eq\f（1,5)，则氧气的物质的量为0.1mol，设M（NO3)2的物质的量为xmol，2M（NO3)2eq\o（=,\s\up17(△）)2MO＋4NO2↑＋O2↑2mol1molxmol0。1mol解得x＝0。2mol,M(NO3)2的摩尔质量为eq\f(29.6g，0.2mol)＝148g·mol－1，则M的摩尔质量为148g·mol－1－62g·mol－1×2＝24g·mol－1,故B正确。气体的摩尔质量(相对分子质量）的几种求法（1)利用气体的摩尔体积和密度：在标准状况下，M＝Vm·ρ标。(2)利用相对密度：在同温同压下,若A气体相对B气体的密度为D,即eq\f(ρA，ρB）＝D,则eq\f（MA,MB）＝eq\f（ρA，ρB）＝D，MA＝DMB。（3）利用摩尔质量的定义：M＝eq\f(m，n)。(4）根据混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量eq\x\to（M）＝eq\f（m总,n总)＝eq\f(M1n1＋M2n2＋…＋Mini,n总)＝M1n1％＋M2n2％＋…＋Mini%其中ni%＝eq\f(ni,n总），表示混合气体中某一组分的物质的量分数.由于同温同压下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，因此,混合气体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。则eq\x\to（M）＝eq\f(M1n1＋M2n2＋…＋Mini，n总)＝eq\f(M1V1＋M2V2＋…＋MiVi,V总)＝M1V1％＋M2V2%＋…＋MiVi%Vi％＝eq\f(Vi，V总)，表示混合气体中某一组分的体积分数。题组三阿伏加德罗定律及推论5．三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体，以下各种情况下排序正确的是（B）A．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)〉ρ(N2)>ρ（O2)B．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p（H2）>p(N2）>p（O2)C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积:V（O2)〉V（N2)〉V(H2)D．当它们的压强和体积、温度均相同时,三种气体的质量：m（H2）>m（N2)>m(O2)解析：氢气的摩尔质量是2g/mol，氮气的摩尔质量是28g/mol,氧气的摩尔质量是32g/mol，当温度和压强相同时，气体摩尔体积相同，根据ρ＝eq\f（M，Vm)知，气体密度与摩尔质量成正比，根据摩尔质量知，三种气体的密度大小顺序是ρ(H2)〈ρ(N2）<ρ(O2)，A错误；根据pV＝nRT＝eq\f(m,M)RT得pM＝eq\f（m,V)RT＝ρRT,当温度和密度相同时，气体压强与摩尔质量成反比，所以三种气体的压强大小顺序是p(H2）>p(N2）>p(O2)，B正确；根据pV＝nRT＝eq\f（m，M)RT得V＝eq\f（mRT,Mp)，当它们的质量、温度和压强均相同时，气体体积与摩尔质量成反比，所以这三种气体体积大小顺序是V(O2)<V（N2）〈V(H2),C错误；根据pV＝nRT＝eq\f(m,M）RT得m＝eq\f（pVM，RT）,当它们的压强、体积和温度均相同时，气体质量与摩尔质量成正比，所以三种气体的质量大小顺序是m（H2)<m（N2）<m(O2），D错误.6．标准状况下,ag气体A