新教材高中化學(xué)第1章認(rèn)識化學(xué)科學(xué)第3節(jié)第2課時氣體摩爾體積課件魯科版必修第一冊

第2課時氣體摩爾體積第1章2021素養(yǎng)目標(biāo)1.通過對1mol氣體的體積的交流研討,提出氣體摩爾體積這個概念,理解氣體摩爾體積的定義及影響因素,養(yǎng)成宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系,能夠運用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的相互關(guān)系進行簡單計算,形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.通過對相同狀況下不同氣體的體積的研究,理解阿伏加德羅定律及其推論,并能夠解決實際問題,養(yǎng)成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。課前篇素養(yǎng)初探知識鋪墊1.氣體的密度和單位:單位體積的氣體所具有的質(zhì)量叫氣體的密度。計算式:ρ=。單位:g·L-1。2.與氣體體積有關(guān)的因素(就你學(xué)過的知識而言):氣體分子數(shù)的多少、溫度和壓強。必備知識一、物質(zhì)體積的影響因素

【微點撥】氣體的體積不但與氣體的物質(zhì)的量有關(guān),而且與溫度和壓強有關(guān)。描述或判斷一定物質(zhì)的量的氣體的體積時,必須指明相對應(yīng)的溫度和壓強。二、氣體摩爾體積1.定義在一定的溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫作氣體摩爾體積。符號為Vm。2.單位L·mol-1或

m3·mol-1。3.標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃、101kPa)下任何氣體的氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1。

4.氣體體積、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量三者之間的關(guān)系三、阿伏加德羅定律1.內(nèi)容:在同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。2.應(yīng)用:“三同”定“一同”正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molO2與1molH2O的體積相同。(

)2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol氣體的體積約是22.4L,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol氣體的體積則一定不是22.4L。(

)3.同溫同壓下,等體積的兩種氣體單質(zhì)一定具有相同的原子數(shù)。(

)4.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氫氣的氣體摩爾體積為22.4L。(

)5.同溫同體積條件下,等質(zhì)量的SO2和O2對應(yīng)的壓強之比為1∶2。(

)6.在相同條件下,相同物質(zhì)的量的CO、N2的混合氣體與O2的分子個數(shù)相同,原子個數(shù)也相同。(

)××××√√課堂篇素養(yǎng)提升探究1氣體摩爾體積的理解與相關(guān)計算問題探究標(biāo)準(zhǔn)狀況時的氣體摩爾體積示意圖

1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4L嗎?提示

不是。物質(zhì)的狀態(tài)有氣體、固體或液體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1

mol氣體的體積約為22.4

L,而1

mol固體或液體的體積均不是22.4

L。2.氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,是否必須為純凈的氣體?提示

不是。氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,并且混合氣體中氣體之間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.2

mol

H2和0.8

mol

O2組成的混合氣體的體積約為22.4

L?！疚⑻骄?】當(dāng)1

mol氣體的體積為22.4

L時,能否說明該氣體一定處于標(biāo)準(zhǔn)狀況?提示

不能。標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1

mol氣體的體積約為22.4

L,但1

mol氣體的體積為22.4

L時,并不一定說明該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下,比如適當(dāng)?shù)纳邷囟?氣體膨脹)、增大壓強(壓縮氣體),也能使1

mol氣體的體積變?yōu)?2.4

L。深化拓展標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積的相關(guān)計算

典例剖析例1下列說法正確的是(

)①標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.02×1023個分子所占的體積約是22.4L②0.5molH2所占體積為11.2L③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molH2O的體積為22.4L④標(biāo)準(zhǔn)狀況下,28gCO與N2的混合氣體的體積約為22.4L⑤各種氣體的氣體摩爾體積都約為22.4L·mol-1⑥標(biāo)準(zhǔn)狀況下,體積相同的氣體所含的分子數(shù)相同A.①③⑤ B.④⑥ C.②④⑥ D.①④⑥答案

B解析

①該物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不一定是氣體;②沒有限定處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.5

mol

H2所占體積不一定為11.2

L;③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,

H2O不是氣體;⑤各種氣體的摩爾體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都約為22.4

L·mol-1。易錯警示計算中使用“22.4

L·mol-1”的三注意(1)使用“條件”:標(biāo)準(zhǔn)狀況。(2)使用對象:必須是氣態(tài)物質(zhì),可以是單一氣體,也可以是混合氣體。水、乙醇、SO3、CCl4等物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體。(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積約為22.4

L·mol-1。其他條件下的氣體摩爾體積不一定不是22.4

L·mol-1。變式訓(xùn)練1(2021湖北武漢外國語學(xué)校高一期中)設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

)A.常溫常壓下,22.4LCO2中含有NA個CO2分子B.常溫常壓下,1.7gH2O2中含有的電子數(shù)為0.9NAC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LH2O含有的分子數(shù)等于0.1NAD.分子數(shù)為NA的CO、C2H4的混合氣體體積約為22.4L,質(zhì)量為28g答案

B解析

常溫常壓下,22.4

L

CO2的物質(zhì)的量不是1

mol,A錯誤;1.7

g

H2O2的物質(zhì)的量是0.05

mol,0.05

mol

H2O2含有的電子數(shù)為0.9NA,B正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2O不是氣態(tài),C項錯誤;D項中未說明是標(biāo)準(zhǔn)狀況,則氣體的質(zhì)量不一定是28

g,D項錯誤。探究2阿伏加德羅定律及推論問題探究1.同溫同壓下,氣體的體積大小與什么有關(guān)?提示

同溫同壓下,氣體分子之間的距離相同,所以分子數(shù)越多,氣體體積越大,即同溫同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量的多少有關(guān)。2.同溫同壓下,相同體積的任何氣體都具有相同的質(zhì)量嗎?提示

不一定。同溫同壓下,相同體積的任何氣體都具有相同的物質(zhì)的量的分子,當(dāng)氣體的摩爾質(zhì)量不同時,相同物質(zhì)的量的氣體的質(zhì)量也不相同。3.相同容積的兩個容器,一個盛放氧氣,一個盛放氫氣,若兩容器的溫度和壓強相同,則兩容器中氣體分子數(shù)目有何關(guān)系?提示

兩容器中的氣體分子數(shù)目相同。4.相同容積的甲、乙兩個容器,甲中盛放1mol氮氣,乙中盛放2mol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1∶2?！疚⑻骄?】同溫、同壓下,不同氣體的密度相同嗎?深化拓展1.阿伏加德羅定律

即“三同(T、p、V)”定“一同(N)”。注意同溫、同壓、同體積的氣體所含分子數(shù)相同,但不同氣體分子中所含原子數(shù)目不一定相同。2.阿伏加德羅定律的重要推論

相同條件結(jié)論公式語言敘述T、p相同在同溫、同壓時,氣體的體積與物質(zhì)的量成正比T、V相同溫度與體積相同的氣體,壓強與物質(zhì)的量成正比T、p、m相同同溫、同壓下,相同質(zhì)量的氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量的反比T、p相同同溫、同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成正比典例剖析例2(2020福建龍巖第二中學(xué)高一月考)下列敘述不正確的是(

)A.常溫常壓下,兩種氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比B.在同溫同體積下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比C.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量之比D.在同溫同壓下,相同體積的兩種氣體的質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比答案

C易錯警示(1)阿伏加德羅定律及推論主要使用于任意氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體。(2)阿伏加德羅定律的適用范圍是氣體,可概括為三“同”定一“同”,即在同溫、同壓、同體積的條件下,才有分子數(shù)相等這一結(jié)論,但所含原子數(shù)不一定相等。(3)阿伏加德羅定律及其所有推論不必死記硬背,用時可以通過理想氣體狀變式訓(xùn)練2(2020北京首師大附中高一期中)下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是(

)A.質(zhì)量相等、密度不等的N2和C2H4B.等壓等體積的N2和CO2C.等溫等體積的O2和N2D.不同體積等密度的CO和C2H4答案

A解析

N2和C2H4的摩爾質(zhì)量相等,在質(zhì)量相等時二者的物質(zhì)的量相等,即分子數(shù)相等,故A正確;等壓條件下,由于溫度不一定相同,等體積的N2和CO2的物質(zhì)的量不一定相等,所以其分子數(shù)不一定相等,故B錯誤;由于壓強未知,等溫等體積的O2和N2物質(zhì)的量不一定相等,所以其分子數(shù)不一定相等,故C錯誤;不同體積等密度的CO和C2H4質(zhì)量不相等,CO和N2的摩爾質(zhì)量相等,則兩種氣體物質(zhì)的量不相等,分子數(shù)目一定不相等,故D錯誤。探究3各物質(zhì)的物理量在化學(xué)方程式中的關(guān)系問題探究已知參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物理量之間的比例關(guān)系如下:

aA+

bB==cC+

dD系數(shù)比:

a∶

b∶

c∶

d質(zhì)量比:

aMA∶bMB∶

cMC∶

dMD物質(zhì)的量比: a∶

b∶

c∶

d(1)在相同條件下,若上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的物質(zhì)均為氣態(tài),則反應(yīng)的各氣體體積之間有怎樣的定量關(guān)系?提示

在同溫同壓下,參加反應(yīng)的氣體體積之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式之前的系數(shù)之比,即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)=a∶b∶c∶d。(2)若上述反應(yīng)中C為氣體,則反應(yīng)物A的質(zhì)量與反應(yīng)物B的物質(zhì)的量以及氣體C在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積有怎樣的定量關(guān)系?提示

aA

+

bB==cC(g)

+

dD

a×MA

g

b

mol

c×22.4

L

m(A)

n(B)

V(C)(3)已知下列反應(yīng)中各物質(zhì)的定量關(guān)系:

2H2(g)

+

O2(g)

==

2H2O(l)系數(shù)

2

1

2物質(zhì)的量2mol 1mol 2mol質(zhì)量 2mol×2g·mol-1 1mol×32g·mol-1 2mol×18g·mol-1標(biāo)準(zhǔn)狀況2mol×1mol×

下氣體體積

22.4L·mol-1

22.4L·mol-1計算標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LH2與足量O2反應(yīng)生成H2O的質(zhì)量。

提示

方法一:先把4.48

L換算成物質(zhì)的量為0.2

mol,再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)式前的系數(shù)之比算出可生成0.2

mol

H2O,最后用公式m=n×M算出H2O的質(zhì)量為3.6

g。方法二:找出直接關(guān)系。44.8

L

H2生成36

g

H2O,則4.48

L

H2生成3.6

g

H2O?！疚⑻骄?】在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總物質(zhì)的量一定等于生成物的總物質(zhì)的量嗎?提示

不一定?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中,反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變,但物質(zhì)的總物質(zhì)的量可能不變、減小或增大,與化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)有關(guān)。深化拓展根據(jù)化學(xué)方程式的計算物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算,其步驟可歸納為“2個未知”和“2個式子”。即根據(jù)題意設(shè)未知量,根據(jù)化學(xué)方程式列關(guān)系式,根據(jù)關(guān)系式列比例式,根據(jù)比例式求未知數(shù)。(1)設(shè)未知量:根據(jù)題意設(shè)出未知量。對于未知量的設(shè)置,一要注意未知量的表示符號;二要注意未知量不帶單位。(2)列關(guān)系式:根據(jù)化學(xué)方程式列關(guān)系式時,不同的物質(zhì),可以用不同的單位,同一種物質(zhì)只能用同一種單位,即上下單位相同,左右單位對應(yīng)。(3)列比例式:根據(jù)關(guān)系式列比例式時,要注意比例式等號兩邊物質(zhì)的比例關(guān)系要相對應(yīng)。(4)求未知數(shù):根據(jù)比例式求未知數(shù),要注意挖掘題干中對數(shù)字位數(shù)要求的隱含信息,主要體現(xiàn)為保留小數(shù)點后幾位或保留幾位有效數(shù)字。典例剖析例3(1)將9.2g鈉投入足量的水中,生成NaOH

g,生成H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為

。

(2)400mL某濃度的NaOH溶液恰好與5.6LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng),生成NaClO的物質(zhì)的量為

。

答案

(1)16

4.48L

(2)0.25mol解析

(1)依據(jù)題意→寫出正確的化學(xué)方程式→找出量的關(guān)系→列比例求解方法一:2Na+2H2O==2NaOH

+

H2↑46

g

80

g

22.4

L9.2

g

m(NaOH)

V(H2)方法二:2Na+2H2O==2NaOH

+

H2↑2

mol

2

mol

1

mol0.4

mol

n(NaOH)

n(H2)n(NaOH)=0.4

mol,n(H2)=0.2

mol,則m(NaOH)=n(NaOH)×M(NaOH)=0.4

mol×40

g·mol-1=16

g,V(H2)=n(H2)×Vm=0.2

mol×22.4

L·mol-1=4.48

L。2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O

1

mol

1

mol

0.25

mol

n(NaClO)0.25

mol∶n(NaClO)=1∶1,則n(NaClO)=0.25

mol。變式訓(xùn)練3過氧化鈉能與水發(fā)生反應(yīng),某同學(xué)欲用該反應(yīng)制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣1.12L。(1)計算至少需要稱取過氧化鈉的質(zhì)量是多少?(2)反應(yīng)后生成NaOH的物質(zhì)的量是多少?解

設(shè)需要過氧化鈉的質(zhì)量為m,生成NaOH的物質(zhì)的量為n,則2Na2O2+2H2O==4NaOH

+

O2↑2×78

g

4

mol

22.4

Lm(Na2O2)

n(NaOH)

1.12

L答:(1)至少需要稱取過氧化鈉7.8

g。(2)反應(yīng)后生成NaOH的物質(zhì)的量為0.2

mol。素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案

D解析

物質(zhì)三態(tài)中氣體分子之間的間隔最大,固體或液體中粒子間隔較小,則1

mol固體或液體的體積主要由粒子的大小決定,A錯誤;氣體的體積受分子數(shù)目、分子之間距離及粒子大小影響,相同條件下氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于粒子的大小,則氣體的體積大小主要受分子數(shù)目、分子之間距離影響,因此在相同條件下1

mol氣體的體積主要由分子間距離決定,B錯誤;狀況未知,氣體的摩爾體積不確定,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的氣體摩爾體積約為22.4

L·mol-1,C錯誤;氣體微粒間的距離受溫度和壓強影響大,固體或液態(tài)微粒間的距離受溫度和壓強影響小,D正確。2.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

)A.常溫常壓下,含有NA個氮原子的氮氣體積約為11.2LB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,64gSO2中含有的原子數(shù)為3NAC.在常溫常壓下,11.2LCl2含有的分子數(shù)為0.5NAD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LH2O含有的分子數(shù)為0.5NA答案

B解析

含有NA個氮原子的氮氣的物質(zhì)的量為0.5

mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2

L,常溫常壓下氣體摩爾體積大于22.4

L·mol-1,故A錯誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,64

g

S