高中化学第三节 物质的量第2课时学案

这是一份高中化学第三节 物质的量第2课时学案，共13页。
第2课时　气体摩尔体积课程解读 课标要点学科素养影响物质体积的因素能从宏观和微观相结合的视角分析影响物质体积的微观因素气体摩尔体积在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积概念的理解。通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成要素及其相互关系阿伏加德罗定律能通过分析、推理等方法认识同温同压条件下，气体的体积与粒子数目的关系   (见学生用书P40)知识点一　影响物质体积的因素1．物质的体积主要由__构成物质的粒子数目__、__粒子的大小__和__粒子之间的距离__这三个因素决定。2．在温度和压强一定时，1mol任何固态物质或液态物质所含粒子数__相同__，粒子之间的距离很小，但不同物质的粒子大小不同，因此1mol不同的固态物质或液态物质的体积往往__不相同__。3．对气态物质来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，当粒子数目相同时，气态物质的体积则主要取决于__气体粒子之间的距离__。在相同的温度和压强下，任何具有相同粒子数的气体都具有相同的__体积__。知识点二　气体摩尔体积1．定义：气体摩尔体积是指__单位物质的量的气体所占的体积__。2．符号：__Vm__，单位：__L/mol(或L·__mol－1)__。3．特殊值：在标准状况下，气体摩尔体积约为__22.4__L·__mol－1__[标准状况指的是0℃、101kPa]。4．关系式：__Vm＝__，公式可变形为__V＝n×Vm__或者__n＝__。5．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__粒子__。【归纳】标准状况下的气体摩尔体积 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)1mol任何气体的体积都是22.4L。(　×　)(2)标准状况下，1mol任何物质所占的体积都约是22.4L。(　×　)(3)标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L。(　√　)(4)标准状况下，1LH2和1L水的物质的量相同。(　×　)(5)若1mol气体的体积约为22.4L，则它一定处于标准状况下。(　×　)(6)1molSO2在20℃时的体积比22.4L大。(　×　)(7)只要不是标准状况，1mol气体的体积就不是22.4L。(　×　)(8)标准状况下，1molH2与1mol空气的体积不相等。(　×　) 2．下列关于2mol二氧化碳的叙述中，正确的是(　C　)A．体积为44.8LB．电子数为32×6.02×1023C．质量为88gD．含有4mol原子【解析】二氧化碳气体所处的状态未知，则气体摩尔体积未知，无法计算，A项错误；由N＝n×NA可知，二氧化碳分子数为2×6.02×1023，则电子数为2×6.02×1023×22，B项错误；由m＝n×M可知，m(CO2)＝2mol×44g·mol－1＝88g，C项正确；1个CO2分子中含有1个碳原子和2个氧原子，则原子的物质的量为2mol×(1＋2)＝6mol，D项错误。3．(1)两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？(2)气体在非标准状况下的气体摩尔体积一定不是22.4L·mol－1吗？(3)相同体积的两个容器，一个盛放氧气，一个盛放氢气，在同温、同压下，两容器中气体分子的数目有何关系？答：(1)不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时，体积相同的两种气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。(2)不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4L·mol－1，升高温度，体积增大，增大压强，体积减小。所以，在温度和压强适当的情况下，气体摩尔体积也可能为22.4L·mol－1。(3)同温同压下，同体积的不同气体具有相同的分子数。   (见学生用书P41)角度1：气体摩尔体积的有关计算标准状况下，气体摩尔体积的有关计算①气体的物质的量：n＝mol；②气体的摩尔质量：M＝＝＝22.4ρg·mol－1；③气体的分子数：N＝n·NA＝·NA；④气体的质量：m＝n·M＝g。下列有关气体摩尔体积的叙述正确的是(　C　)A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积，为22.4L·mol－1B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1D．相同物质的量的气体的摩尔体积相同【解析】标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，A、B项错误，C项正确；气体摩尔体积与气体所处的状态(温度和压强)有关，D项错误。标准状况下，11g某气体的体积为5.6L，则该气体的摩尔质量为(　D　)A．11　　　　　　　　B．44C．11g·mol－1D．44g·mol－1【解析】标准状况下，11g某气体的体积为5.6L，其物质的量n＝＝＝0.25mol，则该气体的摩尔质量M＝＝＝44g·mol－1，D项正确。角度2：“22.4L·mol－1”与阿伏加德罗常数的综合应用在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中，常考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1molH2的体积不是22.4L。(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精、SO3等不是气体。(3)将1mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·mol－1。(4)22.4L·mol－1并非只在标准状况下的气体摩尔体积值，在其他条件下的气体摩尔体积也有可能是22.4L·mol－1，如温度升高的同时增大压强。(5)气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是相互不反应的混合气体，如标准状况下0.2molH2和0.8molO2的混合气体的体积约为22.4L。设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　B　)A．18g冰水混合物中有NA个原子和10NA个电子B．常温常压下16g氧气和臭氧的混合气体含有NA个氧原子C．标准状况下，33.6L水含有1.5NA个水分子D．2.24L二氧化碳中含有0.3NA个原子【解析】冰水混合物为纯净物，18g冰水混合物所含水的物质的量为1mol，则含有的原子数为3NA，同时含10NA个电子，A项错误；氧气和臭氧均由氧原子构成，故16g氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子的物质的量n＝＝1mol，故含有的氧原子个数为NA，B项正确；标准状况下水不是气体，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，C项错误；没有指明2.24L二氧化碳气体所处的状况，则气体摩尔体积未知，无法计算含有的原子数，D项错误。设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是　　(　B　)A．常温常压下，92gNO2和N2O4的混合气体含有的原子数为3NAB．常温下，4.4gCO2和N2O(互不反应)的混合物中所含有的电子数为2.2NAC．标准状况下，22.4LCO和CO2的混合气体中含碳原子数为0.5NAD．4℃时，18LH2O中含有的原子总数为3NA【解析】NO2和N2O4的最简式均为NO2，故92g混合物中含有“NO2”的物质的量n＝＝2mol，而1mol“NO2”中含3mol原子，则2mol“NO2”中含6mol原子，原子个数为6NA，A项错误；4.4gCO2的物质的量为＝0.1mol，4.4gN2O的物质的量为＝0.1mol，1个CO2或N2O分子所含电子数均为22个，所以0.1molCO2和N2O的混合物中所含有的电子数为2.2NA，B项正确；标准状况下，22.4LCO和CO2的混合气体的物质的量为1mol，含有碳原子的物质的量为1mol，碳原子数为NA，C项错误；4℃时，18LH2O的质量为18kg，物质的量为＝1000mol，1个H2O分子中含有3个原子，所以1000molH2O中含有的原子总数为3000NA，D项错误。1．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是　　(　B　)A．常温常压下，11.2LCO2所含的原子数为1.5NAB．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NAC．标准状况下，22.4LH2O所含分子数为NAD．标准状况下，22.4LH2所含原子数为NA【解析】A项，常温常压下气体的摩尔体积不是22.4L·mol－1，11.2LCO2的物质的量不是0.5mol，因此所含原子数不是1.5NA；B项，n(O3)＝＝1mol，含氧原子数为3NA；C项，标准状况下H2O不是气体，不能应用22.4L·mol－1计算其物质的量；D项，n(H2)＝＝1mol，含氢原子数为2NA。2．下列说法正确的是(　A　)A．标准状况下，22.4L任何气体都约含有6.02×1023个分子B．含1mol氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2LC．常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NAD．标准状况下，11.2L蔗糖含有的分子数为0.5NA【解析】标准状况下22.4L任何气体的物质的量为1mol，而分子个数N＝nNA＝NA，即约为6.02×1023个，A项正确；氦气为单原子分子，故含1mol氦原子的氦气的物质的量为1mol，在标准状况下的体积约为22.4L，B项错误；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L·mol－1，故11.2L氯气的物质的量小于0.5mol，则分子个数小于0.5NA，C项错误；标准状况下蔗糖为固体，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，D项错误。3．下列说法中正确的是(　B　)A．1molS和O2的摩尔质量都是32gB．23gNO2和N2O4的混合气体中所含的O原子数为NAC．1mol任何气体中都含有相同的原子数D．22.4LSO2气体中含有3NA个原子【解析】S和O2的摩尔质量与物质的量大小无关，二者的摩尔质量都是32g·mol－1，A项错误；23gNO2和N2O4的混合气体中含有“NO2”的物质的量＝＝0.5mol，所含的O原子数为0.5mol×2×NAmol－1＝NA，B项正确；气体分子有单原子、双原子和多原子分子，则1mol气体中含有原子数不一定相等，C项错误；未注明是否为标准状况，不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算，D项错误。    条件结论语言叙述T、p相同＝同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比T、V相同＝温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比n、p相同＝物质的量、压强相同的气体，其体积与温度成正比T、p相同＝同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量(或摩尔质量)成正比T、p、V相同＝同温、同压下，体积相同的气体，其相对分子质量与其质量成正比等质量的①CH4、②H2、③HCl、④SO2，在标准状况下所占体积由大到小的顺序是(　A　)A．②＞①＞③＞④　　　B．④＞③＞①＞②C．③＞②＞④＞①D．①＞④＞②＞③【解析】由公式n＝和＝得出：等质量的气体，气体的M越小，标准状况下体积越大，A项正确。在三个容积相同的密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)由大到小的顺序是(　D　)A．p(Ne)>p(H2)>p(O2)B．p(O2)>p(Ne)>p(H2)C．p(H2)>p(O2)>p(Ne)D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)【解析】三个密闭容器的容积相同，因为温度和密度都相同，在此情况下三种气体的质量相同。对于等质量的气体，摩尔质量越小，气体的物质的量越大(n＝)，气体的压强越大。1．同温同压下，某容器若充满O2重116g，若充满CO2重122g。现充满某气体重114g，则该气体的相对分子质量为(　B　)A．30B．28C．32D．64【解析】同温同压下，某容器容积一定，充满的气体物质的量相同。设容器质量为mg，该气体的相对分子质量为Mr，则有＝＝，解得m＝100，Mr＝28。2．已知同温同压下，气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球放在空气(空气的平均摩尔质量为29g·mol－1)中可静止不动，那么在相同条件下，该气球放在下列气体中会下沉的是(　D　)A．O2B．Cl2C．CO2D．CH4【解析】同温同压下，气体的密度和摩尔质量成正比，氧气的摩尔质量为32g·mol－1，氯气的摩尔质量为71g·mol－1，二氧化碳的摩尔质量为44g·mol－1，密度均比空气大，A、B、C项错误；CH4的摩尔质量为16g·mol－1，小于29g·mol－1，则密度比空气小，该气球放在CH4中会下沉，D项正确。3．在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是(　C　)A．同密度、同压强的N2和C2H4B．同温度、同体积的O2和N2C．同体积、同密度的C2H4和COD．同压强、同体积的O2和N2【解析】根据阿伏加德罗定律及其推论可以判断A、B、D项错误；C项，同体积、同密度的C2H4和CO质量相等，C2H4和CO的相对分子质量都是28，所以等质量时两者物质的量相等，分子数也相等，正确。1．在标准状况下，10gCO和CO2的混合气体的体积为6.72L，则此混合气体中CO和CO2的物质的量之比是(　A　)A．2∶1　　B．1∶2　　C．1∶1　　D．3∶4【解析】标准状况下，该混合气体的物质的量为＝0.3mol，设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则有：x＋y＝0.3mol，x×28g/mol＋y×44g/mol＝10g，解得：x＝0.2mol，y＝0.1mol，则n(CO)∶n(CO2)＝0.2mol∶0.1mol＝2∶1；故选A。2．关于O2与O3气体，下列比值一定为2∶3的是(　B　)A．若两种气体所占体积相同，两种气体的质量之比B．若温度及压强相同，两种气体的密度之比C．若两种气体原子数相同，两种气体的质子数之比D．若两种气体的质量相同，两种气体的分子数之比【解析】不同条件下，相同体积的两种气体的物质的量不一定相同，则质量比不一定等于2∶3，故A不符合题意；温度和压强相同，Vm相同，由ρ＝＝可知，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比，即(16g/mol×2)∶(16g/mol×3)＝2∶3，故B符合题意；两种气体的分子都由O原子构成，则两种气体原子数相同，两种气体的质子数相同，故C不符合题意；两种气体的质量相同，由n＝＝可知，N＝，两种气体的分子数之比＝∶＝3∶2，故D不符合题意。3．标准状况下，①6.72LNH3；②1.204×1023个H2S；③5.6gCH4；④0.5molHCl，下列关系不正确的是(　D　)A．体积大小：④>③>①>②B．原子数目：③>①>④>②C．密度大小：④>②>①>③D．质量大小：④>③>②>①【解析】标准状况下，①6.72LNH3的物质的量是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol；②1.204×1023个H2S的物质的量是1.204×1023÷6.02×1023mol－1＝0.2mol；③5.6gCH4的物质的量是5.6g÷16g/mol＝0.35mol。A.四种气体的体积分别为①6.72L、②4.48L、③7.84L、④11.2L，故体积大小顺序为④>③>①>②，故A正确；B.四种物质中原子的物质的量分别为①1.2mol、②0.6mol、③1.75mol、④1.0mol，因此原子数目大小顺序为③>①>④>②，故B正确；C.相同条件下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，四种物质的相对分子质量分别为①17、②34、③16、④36.5，因此密度大小顺序为④>②>①>③，故C正确；D.根据m＝n×M可知，四种气体的质量分别为①5.1g、②6.8g、③5.6g、④18.25g，因此四种气体的质量大小顺序为④>②>③>①，故D错误。4．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　D　)A．非标准状况下，1molNH3的体积不可能是22.4LB．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积为11.2LC．11.2LO2含有的分子数为0.5NAD．标准状况下，11.2LH2中含有的分子数为0.5NA【解析】改变温度与压强，在非标准状况下，1molNH3的体积也可能是22.4L，故A错误；氦气为单原子分子，故含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1mol，在标准状况下的体积为22.4L，故B错误；未指明气体所处状态，不能确定11.2LO2的物质的量，故C错误；标准状况下，11.2LH2的物质的量为0.5mol，含分子数为0.5NA，故D正确。5．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是(　D　)A．气体摩尔体积是固定不变的，约为22.4L/molB．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4LC．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4LD．标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol【解析】气体的摩尔体积由温度和压强共同决定，温度、压强改变，气体摩尔体积可能改变，故A错误；通常状况为25℃、101kPa，1mol气体的体积大于22.4L，故B错误；标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L/mol，故C错误，D正确。6．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是　　(　D　)A．1molNa2O2中含有离子数目4NAB．标准状况下，11.2LCCl4中含有分子的数目为0.5NAC．1molNa分别与O2在常温和加热条件下充分反应，前者失去的电子数目多D．常温常压下，4.4gCO2的体积大于2.24L【解析】Na2O2中含Na＋、O，因此1molNa2O2中含有离子数目为3NA，故A项说法错误；CCl4在标准状况下不是气体，无法利用气体摩尔体积计算其物质的量，无法确定相关微粒数，故B项说法错误；Na与O2在常温和加热条件下充分反应的产物中Na元素均呈＋1价，因此1molNa反应后转移电子数相同，故C项说法错误；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，4.4gCO2的物质的量为＝0.1mol，0.1molCO2在常温常压下的体积大于0.1mol×22.4L/mol＝2.24L，故D项说法正确。