高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量导学案

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第2课时 气体摩尔体积
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、气体摩尔体积
【思考与讨论】p52参考答案：
密度=质量/体积。(O的相对原子质量按1.008计算)
1 ml O2的体积：2.016 g÷0.0899g·L-1≈22.42 L。
l ml O2的体积：32g÷1.429g·L-1≈22.39 L。
1 ml O2O体积：18.016 g÷0.998g·cm-3≈18.05 cm3。
1 ml O2SO4的体积：98.016g÷1.83 g·cm-3≈53.56 cm3。
l ml Fe的体积：56g÷7.86g·cm-3≈7.12 cm3。
1 ml A1的体积：27g÷2.70g·cm-3=10.00 cm3。
l ml O2和O2的体积基本相同，1ml固体和液体的体积不相同。
在标准状况下，1ml任意气体体积基本相同。
1.物质的体积
（1）影响物质体积小小的因素
①粒子的小小(物质的本性)；②粒子间距的小小(由温度与压强共同决定)；③粒子的数目(物质的量的小小)。
（2）固体、液体的体积由①粒子的小小和③粒子的数目的少少决定，忽略②粒子间距不计。
（3）气体的体积由②粒子间距和③粒子的数目的小小决定，忽略①粒子的小小不计。
2.气体摩尔体积
（1）含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，单位为L·ml－1（或L/ml）；
（2）特例：标准状况(即0 ℃和101 kPa)下，Vm约为 22.4_L·ml－1。
（3）基本关系式：n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)
（4）影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。
【特别提醒】①使用气体摩尔体积四注意
②用“22.4 L·ml－1”要“二看”
一看——物质状态，必有是气体，如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质；
二看——外界条件，必须为标准状况，标准状况是0 ℃、1.01√ 105 Pa，不是常温、常压。非标准状况下，气体摩尔体积一般不是22.4 L·ml－1，但也可能是22.4 L·ml－1。
③气体摩尔体积的适用范围：气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
二、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体，含有相同数目的粒子(或气体的物质的量相同)。
2.阿伏加德罗定律表达式：pV=nRT,其中p代表压强，V代表体积，n代表物质的量，R是气体常数，T代表开尔文温度，为273+t。
3.阿伏加德罗定律的推论，利用pV=nRT、pV=(m/M)RT及pM=ρRT，可以得到如下推论（以下用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，ρ为密度，T为热力学温度）
【易错提醒】①阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体，但对于固体和液体则不适用。
②同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，“第四同”必定成立。
③对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）在标准状况下，1 ml气体的体积约是22.4 L，在非标准状况下，1 ml气体的体积则一定不是22.4 L。( )
（2）在标准状况下，1 ml甲烷与1 ml四氯化碳的体积相同。( )
（3）同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同。( )
（4）不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同。( )
（5）同温同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强比为2∶1。( )
（6）同温、同压、同体积的CO4和NO3含有的质子数相等。( )
2．对一定量气体体积的探究。已知1ml不同气体在不同条件下的体积：
回答下列问题：
（1）从表中数据分析得出的结论：
①任何气体，在标准状况下的体积都约为 。
②不同的气体，在不同的条件下，体积 (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
（2）理论依据：相同条件下，1ml任何气体的体积几乎相等的原因是：① ；② 。
（3）应用：在标准状况下，32gO2的体积为 。
（4）等温、等压下，等体积的O2和O3所含分子个数比为 ，质量比为 。
►问题一 有关“气体摩尔体积”概念理解与辨析
【典例1】下列叙述正确的是
A．标准状况下，1ml乙醇的体积约为22.4L
B．0℃、101kPa下，任何气体的摩尔体积都约为
C．气体摩尔体积仅指标准状况下1ml气体的体积
D．若1ml气体体积约为22.4L，则它所处的条件一定是“标准状况”
【解题必备】1.气体摩尔体积含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，标准状况下，Vm约为 22.4_L·ml－1。
2.气体摩尔体积常用单位：L/ml(或L·ml－1)。
3.气体摩尔体积数值：在标准状况下(指温度为0℃，压强为101 kPa)约为22.4 L·ml－1。
4.气体摩尔体积基本关系式：n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)
使用范围：只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用。
5.影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。
6.适用对象：单一气体或互不反应的混合气体。
7.标准状况下的气体摩尔体积
（1）标准状况：0℃、1atm即1.01√ 105Pa。
（2）理想气体：A.不计小小但计质量；B.不计分子间的相互作用。
（3）标准状况下的气体摩尔体积：约22.4L·ml-1。
8.主要应用
标准状况下1ml气体为22.4 L，即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量，也可求出1L气体的质量即气体密度。
【变式1-1】下列说法不正确的是
A．标准状况下,22.4L·ml-1就是气体摩尔体积
B．非标准状况下,1ml任何气体的体积不可能为22.4L
C．标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02X1023个分子
D．1mlO2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L
【变式1-2】NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，含有的分子数是
B．常温常压下，气体含有的分子数是
C．溶液含有的钠离子数为
D．标准状况下，和混合气体所含原子总数为
►问题二 阿伏加德罗定律及其推论和应用
【典例2】一定温度和压强下，用质量相等的CO4、O2气体吹出两个体积小小不同的气球，下列说法错误的是
A．气球甲中装的是O2
B．气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1：2
C．气球甲和气球乙中原子数之比为2：5
D．气球甲和气球乙中气体体积之比为1：2
【解题必备】阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
【名师提醒】可总结为：“三同”定“一同”，即同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数。
2.阿伏加德罗定律的推论（以下用到的符号：ρ为密度，p为压强，n为物质的量，M为摩尔质量，m为质量，V为体积，T为热力学温度）
提醒：对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。
【方法技巧】
1、记忆方法：三正比、二反比、一连比。
2、应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV＝nRT及n＝eq \f(m,M)、ρ＝eq \f(m,V)导出。
【变式2-1】相同状况下，体积相等的五个气球分别充满相应的气体，如图所示。与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是
A．B．C．D．
【变式2-2】在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系，判断下列说法中正确的是
A．若M(甲)>M(乙)，则分子数：甲>乙
B．若M(甲)乙
C．若M(甲)乙
D．若M(甲)>M(乙)，则气体体积：甲①>③>④ b．密度②>③>④>①
c．质量②>①>③>④ d．氢原子个数①>③>④>②
（5）室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室，向A中充入一定量O2、O2的混合气体，向B中充入1 ml N2，此时活塞的位置如图所示。
①A室混合气体的物质的量为 ml。
②实验测得A室混合气体的质量为34 g，则A室中O2的物质的量为 ml。
1．了解气体摩尔体积的含义，能运用气体摩尔体积进行简单计算。
2．能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
重点:气体摩尔体积的概念及其逻辑推理过程。
难点:理解气体体积与温度、压强之间的关系，以及气体摩尔体积的微观解释。
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
eq \f(n1,n2)＝eq \f(V1,V2)
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
eq \f(V1,V2)＝eq \f(M2,M1)
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(M2,M1)
同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
eq \f(m1,m2)＝eq \f(M1,M2)＝eq \f(ρ1,ρ2)
同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比，也等于它们的密度之比
记忆方法
三正比、二反比、一连比
化学式
条件
1ml气体体积/L
O2
0℃，101kPa
22.4
O2
，101kPa
22.4
CO
0℃，101kPa
22.4
O2
0℃，202kPa
11.2
CO2
0℃，202kPa
11.2
N2
273℃，202kPa
22.4
NO3
273℃，202kPa
22.4
条件
推论公式
语言叙述
T、p相同
eq \f(n1,n2)＝eq \f(V1,V2)
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(n1,n2)
温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
T、p、m相同
eq \f(V1,V2)＝eq \f(M2,M1)
同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
T、V、m相同
eq \f(p1,p2)＝eq \f(M2,M1)
同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
T、p、V相同
eq \f(m1,m2)＝eq \f(M1,M2)＝eq \f(ρ1,ρ2)
同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔质量之比，也等于它们的密度之比