第三节　第2课时　气体摩尔体积

高中同步学案优化设计GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第2课时气体摩尔体积第二章2022内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升03学以致用•随堂检测全达标素养目标1.了解气体摩尔体积的含义,体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义,发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.能够利用物质的量、气体摩尔体积、在标准状况下气体的体积三者之间的关系,进行简单的计算,发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。基础落实•必备知识全过关1.影响物质体积的因素

不同物质中“粒子”的含义不同,如1

mol

碳酸钠中“粒子”特指“Na2CO3”组合(1)1mol任何物质中的粒子

数目都是相同的,均约为

6.02×1023

,因此,在粒子数目相同时,物质体积的大小取决于构成物质的粒子的

大小

和粒子之间的

距离

。

(2)对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数相同时,气体的体积主要取决于气体

粒子之间的距离

。

(3)在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是

相等

的,因此,粒子数相同的任何气体都具有相同的

体积

。

(4)在相同的

温度

和

压强

下,相同体积的任何气体都含有相同数目的

粒子

,这就是阿伏加德罗定律。

教材阅读想一想阅读教材“二、气体摩尔体积”中的“思考与讨论”。结合表中信息,分析1

mol液态物质或1

mol固态物质的体积不同的原因。提示

1

mol液态物质所含分子数、1

mol固态金属单质所含原子数均为6.02×1023,由于分子或原子的体积不同,故1

mol不同液态或固态物质的体积不同。易错辨析判一判(1)0

℃、101

kPa时,1

mol

H2和1

mol

O2的体积均约为22.4

L。(

√

)(2)20

℃时,H2SO4分子比水分子大。(

√

)(3)20

℃时,1

mol

Al的体积大于1

mol

Fe的体积。(

√

)(4)0

℃、101

kPa时,H2和O2分子的大小相同。(

×

)提示

(4)H2和O2分子的大小不同,0

℃、101

kPa时,气体分子之间的距离相同,且远大于分子本身的直径,可忽略分子本身的大小,故0

℃、101

kPa时,1

mol

H2和1

mol

O2的体积相同。2.气体摩尔体积

重难探究•能力素养全提升探究一气体摩尔体积及相关计算【情境探究】在相同的温度和压强下,1

mol任何气体含有的分子数都相同,分子之间的平均距离也近似相等,其体积基本相同。实验测得1

mol三种气体处于不同温度和压强下的体积如下表:化学式体积0

℃,101

kPa20

℃,101

kPa0

℃,202

kPaH222.4

L24.0

L11.2

LO222.4

L24.0

L11.2

LCO222.3

L23.9

L11.2

L(1)分析表中数据,判断温度、压强对气体摩尔体积(Vm)的影响。提示

升高温度,气体摩尔体积增大;增大压强,气体摩尔体积减小。(2)结合标准信息分析,某温度和压强下,11.2LCO2气体所含分子数是否一定为0.5NA?为什么?提示

不一定;若CO2处于0

℃、101

kPa下,11.2

L

CO2为0.5

mol,所含分子数为0.5NA;若CO2处于0

℃、202

kPa下,11.2

L

CO2为1.0

mol,所含分子数为NA。【方法突破】1.标准状况下气体摩尔体积的理解2.气体摩尔体积的相关计算

【应用体验】【例1】(2022辽宁沈阳高一期末)某O2和N2的混合气体mg含有b个分子,则ng该混合气体在标准状况下的体积是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(

A

)针对训练1(2022安徽芜湖高一期末)一种气体的质量是14.2g,标准状况下的体积为4.48L,该气体的摩尔质量是(

D

)A.28.4 B.71C.28.4g·mol-1 D.71g·mol-1探究二阿伏加德罗定律及推理【情境探究】某校元旦联欢会上,小倩同学表演的节目是猜气球,她在实验室中预先将等质量的H2、CH4、CO2和O2分别充入四个气球中(如图所示),在晚会现场小倩让大家结合所学化学知识推测四个气球中分别充入何种气体。(1)假如你在晚会现场,你能推测出四个气球中分别充入何种气体吗?甲

H2

(填化学式,下同);乙

CH4

;丙

O2

;丁

CO2

。

(2)请你向其他同学解释你的推测依据:

同温同压下,气体的体积与其物质的量成正比。由于摩尔质量:CO2>O2>CH4>H2,则等质量时,四种气体的物质的量:H2>CH4>O2>CO2,而气体的物质的量越大,气球的体积越大,从而推知甲、乙、丙、丁中分别充入H2、CH4、O2、CO2

。

【方法突破】1.阿伏加德罗定律及理解2.阿伏加德罗定律的三条重要推论

【应用体验】【例2】(2022河北唐山高一期末)下面关于同温同压下的一氧化碳和氮气的判断不正确的是(

A

)A.体积相等时密度不相等B.体积相等时分子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的原子数相等解析

设NA为阿伏加德罗常数的值。同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,一氧化碳和氮气的摩尔质量相等,则密度相等,A错误;根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的气体,分子数一定相等,B正确;根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的气体,分子数一定相等,CO的电子数为14,N2的电子数为14,故电子数相等,C正确;设质量都是1

g,物质的量考题点睛

针对训练2(2022湖南郴州高一期末)甲烷与氧气的质量比为1∶4时爆炸威力最强,此时甲烷与氧气的体积比为(

A

)A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.1∶4解析

甲烷与氧气的质量比为1∶4,则二者的物质的量之比为

=1∶2。根据阿伏加德罗定律可知,相同温度和压强下,甲烷与氧气的体积之比等于其物质的量之比,故此时甲烷与氧气的体积比为1∶2。学以致用•随堂检测全达标1.(2022广东揭阳高一期末)当固体或液体粒子数目相同时,下列哪个因素决定了固体或液体的体积大小(

C

)A.粒子之间的距离B.温度和压强C.粒子本身的大小D.物质的摩尔质量解析

固体或液体粒子之间的距离是非常小的,当粒子数目相同时,其体积大小主要取决于粒子本身的大小。2.(2022福建泉州高一期末)相同温度和压强下,1molCO和1molCO2相比较,下列物理量相等的是(

A

)A.分子数 B.原子数C.密度

D.质量解析

1

mol

CO和1

mol

CO2所含分子数均为6.02×1023个,但所含原子数不同,其比值为2∶3,A正确,B错误;1

mol

CO和1

mol

CO2的质量之比为

(1

mol×28

g·mol-1)∶(1

mol×44

g·mol-1)=7∶11,D错误;根据阿伏加德罗定律及推论可知,同温同压下,CO和CO2的密度之比等于其摩尔质量之比,故二者的密度之比为7∶11,C错误。3.下列叙述正确的是(

D

)A.标准状况下,1LHCl和1LH2O的物质的量相同B.28gCO的体积为22.4LC.两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同D.同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大解析

标准状况下,HCl是气体,H2O是非气体,1

L

HCl和1

L

H2O的物质的量不同,A错误;28

g

CO的物质的量为1

mol,但其体积不一定是22.4

L,B错误;两种物质的物质的量相同,若为气体,在标准状况下的体积相同,否则可能不同,C错误;同温同体积时,气体的压强与其物质的量呈正比,气体的物质的量越大,压强越大,D正确。4.(2022黑龙江齐齐哈尔高一期末)物质的量是把宏观物质和微观粒子联系起来的纽带。下列说法正确的是(

C

)A.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1B.在标准状况下,等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2C.等质量的甲烷和氧气的原子数之比为5∶1D.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比为2∶1解析

等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为16∶32=1∶2,A错误;标准状况下,等质量的甲烷和氧气的物质的量之比为

=2∶1,根据阿伏加德罗定律可知,CH4和O2的体积之比等于其物质的量之比,即2∶1,B错误;由B分析可知,等质量的甲烷和氧气的物质的量之比为2∶1,则所含原子数之比为(2×5)∶(1×2)=5∶1,C正确;根据阿伏加德罗定律及推论可知,同温同压下,甲烷和氧气的密度之比等于其摩尔质量之比,即1∶2,D错误。5.(2022江苏江阴二中等四校高一联考)CH4和H2是两种重要的气体燃料。(1)标准状况下,5.6L的CH4的质量为

。

(2)4gH2在标准状况下的体积为

,所含的氢原