2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版必修1學(xué)案：1.2 第2課時　氣體摩爾體積 Word版含解析

1、第2課時氣體摩爾體積一、探究氣體的體積與物質(zhì)的量的關(guān)系1電解水產(chǎn)生氣體的體積關(guān)系裝置：現(xiàn)象：產(chǎn)生h2與o2的體積比約為21。2電解水產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量關(guān)系若電解1.8 g水，則產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.2_g，氫氣的物質(zhì)的量為0.1_mol，產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量為1.6_g，氧氣的物質(zhì)的量為0.05_mol，二者物質(zhì)的量之比為21。3氣體的體積與物質(zhì)的量關(guān)系同溫同壓下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。二、物質(zhì)體積的影響因素物質(zhì)體積的大小取決于構(gòu)成這種物質(zhì)的粒子數(shù)目、粒子大小和粒子之間的距離。1固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)粒子之間的距離是非常小的，故1 mol固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體積主要取決于粒子的大小，不同的

2、固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)，粒子的大小是不相同的，因此，1 mol不同的固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的體積是不相同的。2氣態(tài)物質(zhì)對于氣體來說，粒子之間的距離遠大于粒子本身的直徑，所以1 mol氣體的體積主要取決于氣體粒子之間的距離。而在同溫同壓下，任何氣體粒子之間的距離可以看成是相等的，1 mol任何氣體都具有相同的體積。三、氣體摩爾體積1概念：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。2符號及單位：符號為vm，常用單位有l(wèi)/mol(或l·mol1)和m3/mol(或m3·mol1)。3氣體摩爾體積的數(shù)值。氣體摩爾體積的數(shù)值決定于氣體所處的溫度和壓強。例如標準狀況下，氣體摩爾體積約為22.4_l·mo

3、l1(較常用)；在25 和101 kpa的條件下，氣體摩爾體積約為24.5 l·mol1。4物質(zhì)的量(n)、氣體體積(v)和氣體摩爾體積(vm)的關(guān)系為vm。四、阿伏加德羅定律內(nèi)容：同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同的分子數(shù)。知識點一氣體摩爾體積及相關(guān)計算一、氣體摩爾體積1氣體摩爾體積的適用范圍是氣態(tài)物質(zhì)。2氣體的體積與溫度、壓強有關(guān)，在標準狀況下(0、1.01×105 pa)1 mol任何氣體的體積約是22.4 l。(標準狀況可用stp表示)3“22.4 l”這個數(shù)值是近似值，但在計算時就取22.4 l·mol1即可。4氣體摩爾體積不僅適用于純氣體，也適用

4、于混合氣體。如0.3 mol h2與0.7 mol o2的混合氣在標準狀況下的體積約為22.4 l。51 mol氣體的體積為22.4 l，則它可能處在標準狀況下也可能處在非標準狀況下。6通常狀況下，氣體分子之間的距離是其分子直徑大小的10倍左右。二、標準狀況下的氣體摩爾體積及有關(guān)計算1標準狀況下的氣體摩爾體積(1)標準狀況是指0 、1.01×105 pa的狀況。例如：1 mol h2o在標準狀況下的體積是22.4 l是錯誤的。(2)氣體摩爾體積vm的常用單位是l·mol1。(3)適用于標準狀況下任何氣體，包括混合氣體。(4)并不一定只有在標準狀況下1 mol氣體的體積才是2

5、2.4 l，在非標準狀況下，1 mol氣體也有可能是22.4 l。2標準狀況下氣體體積的計算(1)氣體的物質(zhì)的量n(2)氣體的摩爾質(zhì)量mvm·×22.4 l·mol1(標準狀況)(3)氣體的分子數(shù)nn·na·na(4)氣體的質(zhì)量mn·m·mv1.兩種氣體體積相同，所含的分子數(shù)一定相同嗎？提示：不一定。因為氣體體積受溫度和壓強的影響較大，當溫度和壓強不同時，體積相同的兩氣體的物質(zhì)的量不一定相同，故所含的分子數(shù)也不一定相同。21 mol氣體的體積是22.4 l，該氣體所處的狀態(tài)一定是標準狀況下嗎？提示：不一定，1 mol氣體處于

6、高溫、高壓或低溫、低壓的情況下，也可能是22.4 l。3標準狀況下，1 mol水的體積約為22.4 l，對嗎？提示：不對，標準狀況下，水是固體，而氣體摩爾體積是針對氣體而言。4氣體微粒之間的距離與溫度、壓強有何關(guān)系？提示：(1)溫度一定，增大壓強，氣體微粒之間的距離減小。反之，壓強減小，氣體微粒之間的距離增大。(2)壓強一定，升高溫度，氣體微粒之間的距離增大。反之，溫度降低，氣體微粒之間的距離減小。(3)當溫度、壓強一定時，不同氣態(tài)物質(zhì)微粒之間的距離近似相等，因此，在溫度、壓強一定時，任何具有相同微粒數(shù)目的氣體都具有大致相同的體積。例11(雙選)下列說法正確的是()a在0 、101 kpa條件

7、下，某氣體的體積為22.4 l，則該氣體的物質(zhì)的量約為1 molb1 mol某氣體體積為22.4 l，則該氣體所處狀態(tài)為標準狀況c1 mol h2和o2的混合氣體，在標準狀況下體積約為22.4 ld固態(tài)co2又叫干冰，含1 mol co2的干冰在標準狀況下體積必定小于22.4 l思路分析使用“22.4 l·mol1”時應(yīng)注意：(1)條件：必須為標準狀況，因此使用時，一定要看清氣體所處的狀況。(2)物質(zhì)狀態(tài)：必須為氣體。如水、酒精、ccl4等物質(zhì)在標準狀況下不是氣體。解析選項判斷分項解析a()0 、101 kpa為標準狀況，22.4 l氣體的物質(zhì)的量約為1 mol，正確b(×

8、)溫度、壓強的升高或降低對氣體體積影響效果是相反的，1 mol氣體體積為22.4 l，該氣體并不一定處于標準狀況c()氣體摩爾體積對混合氣體同樣適用d(×)干冰為固態(tài)，但是在標準狀況下co2為氣體，1 mol co2在標準狀況下體積約為22.4 l答案ac下列說法正確的是(b)a22.4 l任何氣體的物質(zhì)的量均為1 molb0.2 mol h2和0.8 mol co2組成的混合物氣體在標準狀況下的體積約為22.4 lc標準狀況下，1 mol任何物質(zhì)的體積必定是22.4 ld22.4 l co2和18 g h2o所含的分子數(shù)相等解析：沒有指明標準狀況，a項錯誤；氣體摩爾體積適用于單一氣

9、體，也可以是混合物氣體，只要符合氣體物質(zhì)的量為1 mol，且為標準狀況下，體積就約為22.4 l，b項正確；標準狀況下，1 mol任何氣體的體積必定是22.4 l，c項錯誤；18 g h2o是1 mol h2o，但22.4 l co2不一定是1 mol，因為其條件不確定，d項錯誤。例12設(shè)na為阿伏加德羅常數(shù)，標準狀況下某種o2和n2的混合氣體m g含有b個分子，則n g該混合氣體在相同狀況下所占的體積應(yīng)是()a. lb. lc. l d. l思路分析氣體摩爾體積既適用于單一氣體又適用于混合氣體。解析方法一：在相同條件下，相同氣體的物質(zhì)的量之比等于質(zhì)量比，m g混合氣體的物質(zhì)的量為 mol，n

10、(混) mol。故n g混合氣體在標準狀況下的體積為：vn(混)×22.4 l·mol1，即v l。方法二：n g混合氣體的分子數(shù)為：n×n g。n g混合氣體的物質(zhì)的量為：n(混) mol。故n g混合氣體的體積為：vn(混)×22.4 l/mol l。方法三：混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為： g·mol1。n g混合氣體的物質(zhì)的量為：n(混) mol。故n g混合氣體的體積是：v mol×22.4 l·mol1 l。答案a在標準狀況下，將1 g h2、11 g co2和4 g o2混合，該混合氣體的體積約為(c)a16.8 l

11、 b14 lc19.6 l d8.4 l解析：混合氣體的總的物質(zhì)的量為0.5 mol0.25 mol0.125 mol0.875 mol，標準狀況下的體積為0.875 mol×22.4 l/mol19.6 l。氣體的體積與其種類無關(guān)。知識點二阿伏加德羅定律1總結(jié)一個口訣阿伏加德羅定律可總結(jié)為“四同定律”，即“三同得一同”：在相同溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。2防范三個易錯點易錯點一適用范圍：任何氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。易錯點二定律中的同溫同壓，不一定指在標準狀況下；氣體摩爾體積為22.4 l·mol1只是一種特殊情況。易錯點三定律中包

12、含四同(同溫、同壓、同體積、同物質(zhì)的量)，只要其中有任意三個相同，則必有第四個相同，即“三同定一同”；若只有兩個相同，則另外兩個必定成比例，即“二同定比例”。3掌握三個規(guī)律阿伏加德羅定律及推論都可由理想氣體狀態(tài)方程及其變形推出(pvnrt，pvrt，pmrt，其中p壓強、v體積、t熱力學(xué)溫度、n物質(zhì)的量、r氣體常數(shù)、密度)。由定律可推出：“一連比、三正比、三反比”的規(guī)律。規(guī)律一一連比同溫同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)之比，等于其密度之比。即。規(guī)律二三正比(1)同溫同壓下，兩氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，等于其分子數(shù)之比。即t、p相同時，。(2)同溫同體積

13、下，兩氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，等于其分子數(shù)之比。即t、v相同時，。(3)同溫同壓下，兩氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)之比。即t、p相同時，。規(guī)律三三反比(1)同溫同壓同質(zhì)量下，兩氣體的體積與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成反比。即t、p、m相同時，。(2)同溫同分子數(shù)(或等物質(zhì)的量)下，兩氣體的壓強與其體積成反比。即t、n(或n)相同時，。(3)同溫同體積同質(zhì)量下，兩氣體的壓強與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成反比。即t、v、m相同時，。1.相同體積的兩個容器，一個盛放氧氣，一個盛放氫氣，在同溫、同壓下，兩容器中氣體分子的數(shù)目有何關(guān)系？提示：同溫同壓下，同體積的不同氣體具

14、有相同的粒子數(shù)。2相同體積的甲、乙兩個容器，甲中盛放1 mol氮氣，乙中盛放2 mol氮氣，則在相同溫度下，甲、乙兩容器中壓強之比是多少？提示：同溫同體積時，氣體的壓強與其物質(zhì)的量成正比，故甲、乙兩容器中壓強之比是12。31 mol氮氣和1 mol氧氣的體積一定相同嗎？提示：不一定。因為不一定在相同條件下(同溫同壓)。例2在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿o2、o3氣體，當這兩個容器內(nèi)溫度和氣體密度相等時，下列說法正確的是()a兩種氣體的壓強相等bo2比o3的質(zhì)量小c兩種氣體的分子數(shù)目相等d兩種氣體的氧原子數(shù)目相等思路分析解答此類題目時注意兩點：(1)阿伏加德羅定律也適用于混合氣體。(2)注意

15、分析分子的組成，如ar為單原子分子，o2為雙原子分子，o3為三原子分子。解析體積和密度相等時，o2和o3的質(zhì)量相同，二者物質(zhì)的量的關(guān)系為n(o2)n(o3)32，所以o2與o3的壓強之比為32，分子數(shù)目之比為32，但o2與o3所含的氧原子數(shù)目相等。答案d(雙選)同溫同壓下兩個容積相等的貯氣瓶，一個裝有no氣體，另一個裝有n2和o2的混合氣體，兩瓶內(nèi)的氣體一定具有相同的(bc)a質(zhì)量 b原子總數(shù)c分子總數(shù) d密度解析：根據(jù)阿伏加德羅定律，相同溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。同條件下氣體體積的大小只與氣體分子數(shù)有關(guān)，與氣體的種類無關(guān)，所以兩貯氣瓶中的氣體具有相同的分子數(shù)。no

16、是雙原子分子，n2和o2也是雙原子分子，所以兩瓶氣體也具有相同的原子數(shù)。而質(zhì)量和密度與氣體的摩爾質(zhì)量有關(guān)，n2和o2混合氣體的平均摩爾質(zhì)量與兩者的組成有關(guān)，本題中n2與o2的體積比是不確定值，所以質(zhì)量和密度也就不能確定。1下列敘述正確的是(d)a氣體的摩爾體積為22.4 l·mol1b1 mol h2的質(zhì)量為2 g，它所占的體積是22.4 lc標準狀況下，1 mol h2o所占的體積是22.4 ld標準狀況下，22.4 l的任何氣體的物質(zhì)的量都約為1 mol解析：在標準狀況下，氣體的摩爾體積約為22.4 l·mol1，a項沒有指明所處的狀況，錯誤；b項沒有指明所處的狀況，1

17、 mol h2的質(zhì)量為2 g，但它所占的體積不一定是22.4 l，錯誤；c項氣體摩爾體積僅適用于氣體，水在標準狀況下不是氣體，錯誤。2下列說法正確的是(b)a在常溫、常壓下，11.2 l n2含有的分子數(shù)為0.5nab標準狀況下，22.4 l h2和o2的混合氣體所含分子數(shù)為nac標準狀況下，18 g h2o的體積是22.4 ld1 mol so2的體積是22.4 l解析：常溫、常壓下的氣體摩爾體積大于22.4 l/mol，n2分子數(shù)小于0.5na，a錯誤；標準狀況下，1 mol任何氣體的體積都約為22.4 l，其分子數(shù)為na，b正確；標準狀況下，h2o為液體，所以c不正確；未指明標準狀況，所

18、以d不正確。3下列敘述中，正確的是(b)a1 mol h2的質(zhì)量只有在標準狀況下才約為2 gb在標準狀況下，某氣體的體積是22.4 l，則可認為該氣體的物質(zhì)的量約是1 molc在20 時，1 mol任何氣體的體積總比22.4 l大d1 mol h2和o2的混合氣體，在標準狀況下的體積大于22.4 l解析：氣體的質(zhì)量只與氣體的摩爾質(zhì)量和氣體的物質(zhì)的量有關(guān)，與氣體的溫度、壓強無關(guān)，a選項不正確；22.4 l·mol1是在特定條件下的氣體摩爾體積，所以在標準狀況下，某氣體的體積是22.4 l，則可以認為該氣體的物質(zhì)的量約是1 mol，b選項正確；由于氣體摩爾體積與氣體的溫度、壓強有關(guān)，因此

19、僅溫度定，而壓強不定，1 mol任何氣體的體積自然不能確定，也就是說在20 時，1 mol任何氣體的體積可能比22.4 l大，也可能比22.4 l小，還可能等于22.4 l，c選項不正確；在標準狀況下，1 mol任何氣體(可以是純凈氣體，也可以是混合氣體)的體積都約是22.4 l，d選項不正確。4三個密閉容器中分別充入n2、h2、o2三種氣體，以下各種情況下排序正確的是(b)a當它們的溫度和壓強均相同時，三種氣體的密度：(h2)>(n2)>(o2)b當它們的溫度和密度都相同時，三種氣體的壓強：p(h2)>p(n2)>p(o2)c當它們的質(zhì)量和溫度、壓強均相同時，三種氣體

20、的體積：v(o2)>v(n2)>v(h2)d當它們的壓強和體積、溫度均相同時，三種氣體的質(zhì)量：m(h2)>m(n2)>m(o2)解析：氫氣的摩爾質(zhì)量是2 g/mol，氮氣的摩爾質(zhì)量是28 g/mol，氧氣的摩爾質(zhì)量是32 g/mol，當溫度和壓強相同時，氣體摩爾體積相同，根據(jù)知，氣體密度與摩爾質(zhì)量成正比，根據(jù)摩爾質(zhì)量知，三種氣體的密度大小順序是(h2)<(n2)<(o2)，a錯誤；根據(jù)pvnrtrt得pmrtrt，當溫度和密度相同時，氣體壓強與摩爾質(zhì)量成反比，所以三種氣體的壓強大小順序是p(h2)>p(n2)>p(o2)，b正確；根據(jù)pvnrtrt得v，當它們的質(zhì)量、溫度和壓強均相同時，氣體體積與摩爾質(zhì)量成反比，所以這三種氣體體積大小順序是v(o2)<v(n2)<v(h2)，c錯誤；根據(jù)pvnrtrt得m，當它們的壓強、體積和溫度均相同時，氣體質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比，所以三種氣體的質(zhì)量大小順序是m(h2)<m(n2)<m(o2)，d錯誤。5(雙選)下列說法不正確的是(ac)a22.4 l任何氣體的物質(zhì)的量均為1 molb0.1 mo