2024-2025学年新教材高中化学第1章认识化学科学第3节化学中常用的物理量-物质的量第2课时气体摩尔体积学生用书鲁科版必修第一册

第2课时气体摩尔体积学业要求1．通过对1mol气体的体积的沟通研讨，提出气体摩尔体积这个概念，理解气体摩尔体积的定义及影响因素，养成宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2．了解物质的量与微观粒子数之间的关系，能够运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积的相互关系进行简洁计算，形成证据推理与模型认知的化学核心素养。3．通过对相同状况下不同气体的体积的探讨，理解阿伏加德罗定律及其推论，并能够解决实际问题，养成证据推理和模型认知的化学核心素养。学问网络,学业基础——自学·思记·尝试一、气体摩尔体积1．确定物质体积大小的因素2．气体摩尔体积3．标准状况下的气体摩尔体积4．理解气体摩尔体积应留意的几个问题(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm(2)n＝VVm[即学即练]1．推断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)肯定温度和压强下，气体体积是由构成气体的分子数确定的()(2)标准状况下，1mol水所占的体积是22.4L()(3)在常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NA()(4)标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4L()(5)在标准状况下，1mol气体的体积约是22.4L，在非标准状况下，1mol气体的体积则肯定不是22.4L()2．沟通思索对肯定量的气体的体积的探究。已知1mol不同气体在不同条件下的体积：化学式条件1mol气体体积/LH20℃，101kPa22.4O20℃，101kPa22.4CO0℃，101kPa22.4H20℃，202kPa11.2CO20℃，202kPa11.2N2273℃，202kPa22.4NH3273℃，202kPa22.4(1)从上表分析得出结论：①1mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________。②1mol不同的气体，在不同的温度和压强下，体积________(填“肯定”“肯定不”或“不肯定”)相等，则在说明气体体积时必需指定温度和压强。(2)理论依据：相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等，缘由是①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。3．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是()A．气体摩尔体积的数值是固定不变的，都约为22.4LB．通常状况下，气体摩尔体积约为22.4LC．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4LD．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－14．下列叙述正确的是()A．肯定温度、压强下，气体体积大小由其分子的大小确定B．肯定温度、压强下，气体体积大小由其物质的量的多少确定C．气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积为22.4LD．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同5．下列关于确定物质体积的因素的说法不正确的是()A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积C．同温同压下，1mol任何物质所占有的体积均相同D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大6．(1)标准状况下，33.6LCl2的物质的量是______，16gO2所占体积约是________。(2)标准状况下，含有1.5molH2和0.5molO2的混合气体所占体积约是________。(3)标准状况下，11.2L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是________。7．(1)标准状况下，某气体的密度为1.43g·L－1，则该气体的摩尔质量约为________。(2)标准状况下，0.51g某气体的体积为672mL，则该气体的摩尔质量为________。(3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2L，质量为61g，则混合气体的平均摩尔质量约为________(保留一位小数)。(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为________。二、阿伏加德罗定律1．内容：在同温、同压下，相同体积的任何气体都含有________数目的分子。2．应用：“三同”定“一同”[即学即练]1．推断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要缘由是气体分子间平均距离不同()(2)1mol一氧化碳和1mol氧气所含的分子数相同，体积也相同()(3)同温同压下，同体积的物质所含的分子数肯定相等()(4)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子()(5)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍()(6)在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同()(7)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2()2．沟通思索在同温同压(以0℃，1.01×105Pa即标准状况为例)下，完成下列问题。(1)1molO2的体积是________，2molH2的体积是________，VO(2)44.8LO2的物质的量是________，质量是________，44.8LH2的物质的量是________，质量是________，mO(3)1molO2的质量是________，体积是________，ρ(O2)＝mV＝________(列式不化简，不同)。1molH2的质量是________，体积是________，ρ(H2)＝mV＝________。①同温同压下，气体的密度之比等于其____________之比。②在标准状况下，气体的密度＝_______________________________________________。3．质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是()A．分子个数之比为17∶16B．同温同压下两种气体的体积之比是17∶16C．氢原子个数之比为17∶12D．原子个数之比为17∶164．假如同温同压下两种气体具有相同的分子数，则下列说法成立的是()A．具有相同的质量 B．具有相同的体积C．具有相同的原子数 D．彼此以等体积化合核心素养——合作·探究·共享一、气体摩尔体积的理解与相关计算[例1]下列说法正确的是()①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L②0.5molH2所占体积为11.2L③标准状况下，1molH2O的体积为22.4L④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同A．①③⑤ B．④⑥C．②④⑥ D．①④⑥[提升1]下列说法正确的是()A．32gO2的体积为22.4LB．22.4LN2含有阿伏加德罗常数个氮气分子C．在标准状况下，22.4L水的物质的量为1molD．在0℃、1.01×105Pa下，22gCO2和16gO2混合后的体积约为22.4L状元随笔计算中运用“22.4L·mol－1”的三留意(1)运用“条件”：标准状况。(2)运用对象：必需是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。水、乙醇、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。其他条件下的气体摩尔体积不肯定不是22.4L·mol－1。关键实力标准状况下，气体摩尔体积的相关计算①气体的物质的量n＝VV②气体的密度ρ＝mV＝mn·③气体的分子数N＝n·NA＝VVm·N④气体的质量m＝n·M＝VVm·二、气体摩尔质量或相对分子质量的计算[例2]下列关于物质的相对分子质量的说法不正确的是()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．在肯定条件下，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4∶1，则空气的平均相对分子质量约为29状元随笔此题主要考查气体的摩尔质量(或相对分子质量)的几种求法，要求学生必需熟记几种解法的基本公式，依据题目所给已知物理量来选择合适的方法。除此之外还要留意物质的聚集状态、分子组成及气体是否处于标准状况下。[提升2]某密闭容器中盛有一氧化碳和二氧化碳气体，容积为22.4L，此时温度为273K，容器内压强为1个标准大气压，混合气体相对氢气的密度为15，则该容器中CO的质量为()A．5.5gB．24.5gC．28gD．30g关键实力气体摩尔质量或相对分子质量的计算方法1．利用气体的摩尔体积和密度在标准状况下，M＝22.4·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ρAρB＝D，则MAMB＝ρAρB3．利用摩尔质量的定义M＝m4．依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M＝m总n总＝M1n1+M2n2+…+Mi其中，ni%＝ni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M＝M1M1V1+M2V2+…+MiViVVi%＝Vi三、阿伏加德罗定律及其推论[例3]下列叙述不正确的是()A．常温常压下，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比B．在同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比C.在标准状况下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比D．在同温同压下，相同体积的两种气体的质量之比等于摩尔质量之比状元随笔(1)阿伏加德罗定律及推论主要适用于随意气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)阿伏加德罗定律的适用范围是气体，可概括为“三同定一同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不肯定相等。(3)阿伏加德罗定律及其全部推论不必死记硬背，用时可以通过志向气体状态方程pV＝nRT(式中R为常数)以及n＝mM＝NNA、ρ[提升3]下列说法不正确的是()A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数肯定相同B．等温等压下，SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11C．温度和容积相同的两容器中分别盛有5molO2(g)和2molN2(g)，则压强之比为5∶2D．等温等压条件下，5molO2(g)和2molH2(g)的体积之比等于5∶2状元随笔有关阿伏加德罗定律及其推论题的分析思路第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。其次步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，依据条件和要求进行分析推断。关键实力1.阿伏加德罗定律(1)内容(2)说明：同温同压下，气体粒子间的平均距离相等，故体积相同时，气体粒子数相等，其物质的量也相等。留意：①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，但不适用于非气体。②同温、同压、同体积和同分子数，“四同”共同存在，相互制约，即“三同定一同”。2．阿伏加德罗定律的六大推论条件结论公式语言表达T、p相同V1V同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比T、V相同p1p同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比T、p相同ρ1ρ同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比T、p、V相同m1m同温、同压下，相同体积的气体，其质量与相对分子质量成正比T、p、m相同V1V同温、同压下，等质量的气体，其体积与相对分子质量成反比T、V、m相同p1p同温、同体积下，等质量的气体，其压强与相对分子质量成反比状元随笔阿伏加德罗定律及其推论也可以通过志向气体状态方程pV＝nRT(p为压强，V为气体的体积，R为常数，T是温度)推导得到。学考评价——夯实·测控·演练1．下列说法正确的是()A．1mol固体或液体的体积主要由微粒间距离确定B.1mol气体的体积主要由微粒的大小确定C．O2的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1D．气体微粒间的距离受温度和压强影响大，固体或液态微粒间的距离受温度和压强影响小2．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A．常温常压下，含有NA个氮原子的氮气体积约为11.2LB．标准状况下，64gSO2中含有的原子数为3NAC．在常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NAD.标准状况下，11.2LH2O含有的分子数为0.5NA3．下列有关说法正确的是()A．22.4L任何气体，其物质的量均为1molB．非标准状况下，1mol任何气体体积肯定是22.4LC.0.6molH2、0.2molO2和0.2molCO2组成的混合气体在标准状况下体积约为22.4LD．气体摩尔体积指的是在标准状况下1mol气体的体积4．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(其质量忽视不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是()5．下列说法正确的是()A．同温同压下，甲烷和氧气的密度之比为2∶1B．1g甲烷和1g氧气的原子数之比为5∶1C．等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1D．在标准状况下，等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶26．在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44g·mol－1)时，压强为1×104Pa。假如在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104Pa，这时容器内气体X的分子数约为()A．3.3×1025 B．3.3×1024C．7.5×1023 D．7.5×10227．在体积相同的两个密闭容器中分别充溢O2、O3气体，当这两个容器内气体的温度和密度相等时，下列说法正确的是()A．两种气体的压强相等B．O2比O3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第2课时气体摩尔体积学业基础一、1．大小距离2．单位物质的量的气体VmL·mol－1m3·mol－1Vm＝Vn[即学即练]1．答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2．答案：(1)①22.4L②不肯定(2)①气体的微粒数相同②粒子间的距离相同3．解析：标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，故D正确。答案：D4．解析：肯定温度、压强下，气体分子间的距离近似相等，气体分子间的距离远大于分子本身的大小，其体积大小主要取决于分子数目的多少，A错误；肯定温度、压强下，气体分子间的距离近似相等，气体体积大小由气体物质的量的多少确定，物质的量越大，气体体积越大，B正确；气体摩尔体积是指肯定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积，不同条件下，气体摩尔体积的数值不同，标准状况下约为22.4L/mol，C错误；肯定物质的量的气体体积大小与温度和压强有关，外界条件不同，体积不同，不同条件下体积不同的气体所含分子数可能相等，D错误。答案：B5．解析：确定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，故A正确；气体中气体分子之间的距离远大于分子直径，所以确定气体体积大小的因素是粒子数目和分子间距离，相同条件下，粒子数相同的任何气体，分子之间的平均距离相同，所以都具有相同体积，故B正确；同温同压下，1mol固体、液体所占有的体积不相同，故C错误；等质量的H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确。答案：C6．答案：(1)1.5mol11.2L(2)44.8L(3)NA(6.02×1023)7．答案：(1)32g·mol－1(2)17g·mol－1(3)34.9g·mol－1(4)28g·mol－1二、1．相同2．温压体积分子数[即学即练]1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√2．答案：(1)22.4L44.8L12物质的量(2)2mol64g2mol4g161摩尔质量(3)32g22.4L32g22.4L2g22.4L222.4g·L－1163．解析：质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为116∶117＝17∶16。分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16，故A正确；同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，为17∶16，故B正确；氢原子个数之比为(116×4)∶(117×3)＝17∶12，故C正确；原子个数之比为(答案：D4．解析：同温同压下，两种气体具有相同的分子数，即物质的量相等，所以两种气体的体积相等，分子组成不知，则质量、原子数目无法确定，故选B。答案：B核心素养[例1]解析：①该物质在标准状况下不肯定是气体；②没有限定处于标准状况下，0.5molH2所占体积不肯定为11.2L；③标准状况下，H2O不是气体；⑤各种气体的气体摩尔体积在标准状况下都约为22.4L·mol－1。答案：B[提升1]解析：32gO2的物质的量为1mol，但1mol气体的体积不肯定是22.4L，同样22.4L气体的物质的量也不肯定为1mol，即22.4LN2不肯定含有阿伏加德罗常数个氮气分子，故A、B均不正确；在标准状况下，水为液态，22.4L水的物质的量不是1mol，故C不正确；0℃、1.01×105Pa就是标准状况下对应的温度和压强，在标准状况下，1mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4L。答案：D[例2]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＝NNA可求出双原子分子的物质的量为0.5mol，所以其摩尔质量M＝16g0.5mol＝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M＝M1V1%＋M2V2%＋…＋MiVi%可知，M＝M(O2)×20%＋M(N2答案：A[提升2]解析：由混合气体相对氢气的密度为15可知，混合气体的平均摩尔质量为15×2g/mol＝30g/mol，依据题意可知，一氧化碳与二氧化碳的总物质的量为1mol，则混合气体的质量为30g，设CO的质量为xg，则CO2的质量为(30－x)g，xg28g/mol＋30-xg答案：B[例3]解析：常温常压下，由ρ＝mV＝MVm可知，密度与摩尔质量成正比，即气体的密度之比等于摩尔质量之比，故A正确；由阿伏加德罗定律的推论可知，同温同体积时，两种气体的物质的量之比等于压强之比，故B正确；如质量相等，由mM＝VVm可知，气体的体积与摩尔质量成反比，如质量未知，则不能比较体积和摩尔质量的关系，故C错误；依据阿伏加德罗定律，在同温同压下，相同体积的两种气体含有的分子数相同，依据n＝答案：C[提升3]解析：压强未知，无法推断温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含分子数是否相同，A错误；等温等压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，B正确；同温同体积的气体的压强之比等于物质的量之比，C正确；等温等压条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，D正确。答案：A学考评价1．解析：物质三