人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第三节 物质的量第二课时教学设计

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第三节 物质的量第二课时教学设计，共18页。
学习目标：1.了解气体摩尔体积的含义和应用。2.能运用气体摩尔体积进行简单计算。











1．分别计算在一定条件下，1 ml不同物质的体积





分析表中的数据，能得出结论：


(1)相同条件下1_ml固体、液体的体积差别较大。


(2)相同条件下，1_ml气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4_L。


2．气体摩尔体积


(1)定义：单位物质的量的气体所占有的体积。符号：Vm，单位L·ml－1(或L/ml)。


(2)计算公式：Vm＝eq \f(V,n)。


(3)影响气体摩尔体积的因素：气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。


(4)标准状况下(即0℃、101_kPa)，气体摩尔体积约为22.4_L·ml－1。


3．阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。








1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)标准状况下，1 ml任何物质的体积都约是22.4 L( )


(2)标准状况下，1 ml H2和N2的混合气体的体积约为22.4 L( )


(3)1 ml CO和1 ml O2所含分子数相同，体积也相同( )


(4)22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子( )


(5)同温同压下，同体积的NH3、SO2、CH4三种气体中，质量最大的是SO2( )


[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√


2．下列说法正确的是( )


A．在标准状况下，1 ml水的体积是22.4 L


B．1 ml氢气所占的体积一定是22.4 L


C．标准状况下，6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L


D．标准状况下，28 g N2与CO的混合气体，体积为22.4 L


[解析] A项中的水、C项中的Cu均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B项未指明温度、压强；D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g·ml－1，则其体积V＝n·Vm＝eq \f(m,M)·Vm＝eq \f(28 g,28 g·ml－1)×22.4 L·ml－1＝22.4 L，D正确。


[答案] D





知识点一 气体摩尔体积


1.影响气体体积的因素





(1)粒子间的距离只受温度和压强的影响(即同温同压下任何气体粒子间的距离是相等的)。


(2)同温同压下，相同粒子数目的任何气体都含有相同体积。


2．气体摩尔体积


(1)定义


单位物质的量的气体所占的体积，符号：Vm，单位：L·ml－1或L/ml。


(2)特例


标准状况下的1 ml任何气体所占的体积约为22.4 L。


①标准状况：温度为0℃，压强为101 kPa。


②气体摩尔体积：约为22.4 L/ml。


注意：(1)气体摩尔体积只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质来讲是不适用的，气体可以为相互不反应的混合气体。


(2)气体摩尔体积与气体的种类无关。


(3)气体摩尔体积并不都约等于22.4 L·ml－1,22.4 L·ml－1只是气体摩尔体积在标准状况下的一个特例。


(4)气体摩尔体积受温度和压强的影响，若温度和压强保持一定，那么气体摩尔体积也保持不变。


(5)同温同压下，气体的体积只由气体的分子数决定。


3．标准状况下气体体积的计算





①气体的物质的量n＝eq \f(V,22.4 L/ml)；


②气体的分子数N＝n·NA＝eq \f(V,22.4 L/ml)·NA；


③气体的质量m＝n·M＝eq \f(V,22.4 L/ml)·M；


④气体的密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(m,n·Vm)＝eq \f(M,Vm)；


⑤气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝ρ×22.4 L/ml(标准状况)。


4．摩尔质量M的常用计算方法


(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝eq \f(m,n)。


(2)根据一个粒子的质量(m)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m。


(3)Meq \(=====,\s\up17(数值上))Mr(相对原子质量)＝eq \f(m原子,\f(1,12)m12C)。


(4)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4 L·ml－1。


(5)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：eq \f(M1,M2)＝D。


【典例1】 设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )


A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA


B．常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA


C．标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NA


D．标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA


[思路启迪] 涉及Vm≈22.4 L·ml－1的问题时，先看条件是否为标准状况，再看研究对象在标准状况下是否是气体，最后利用公式进行定量计算。


[解析] 常温、常压(非标准状况)下11.2 L CO2的物质的量不是0.5 ml，所含原子数不是1.5NA；48 g O3的物质的量为1 ml，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 ml，所含氢原子数为2NA。


[答案] B











使用“22.4 L·ml－1”要“三看”


(1)看所处条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 ml气体的体积不一定是22.4 L。


(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。


(3)看数值单位：单位是L·ml－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。





[针对训练1] 下列说法中正确的是( )


A．在标准状况下，1 ml H2SO4的体积约为22.4 L


B．在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA


C．在标准状况下，28 g CO和N2的混合气体的体积约为22.4 L


D．在标准状况下，NA个分子所占的体积约为22.4 L


[解析] 标准状况下，H2SO4是液体，A项错误；11.2 L Cl2在标准状况下(0 ℃、101 kPa)的物质的量为0.5 ml，常温常压相对于标准状况而言，温度升高了，因此气体分子间的距离变大了，则单位体积内气体的分子数变少了，故常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数小于0.5NA，B项错误；28 g CO和N2的混合气体的物质的量为1 ml，因此在标准状况下的体积约为22.4 L，C项正确；D项未给出物质的状态，错误。


[答案] C


知识点二 阿伏加德罗定律及推论


1.定律内容：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。


注意：(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；


(2)同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”；


(3)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。


2．有关推论


(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比；


(2)同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比；


(3)同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比；


(4)同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比。


【典例2】 下列叙述正确的是( )


A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等


B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等


C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小


D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等


[思路启迪] 熟练掌握阿伏加德罗定律的概念及适用对象，灵活运用相关推论和物理量间的相互转化，得出结论。


[解析] 只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定，故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法比较。


[答案] B











(1)阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。


(2)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积决定同分子数。





[针对训练2] 同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为________；同质量的氨气和硫化氢气体体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________；若二者氢原子数相等，则它们的体积比为________。


[解析] 同温同压下，同体积的氨气和硫化氢气体的物质的量相等，故质量比为17∶34＝1∶2；同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为eq \f(1,17)∶eq \f(1,34)＝2∶1；氢原子数目之比为(2×3)∶(1×2)＝3∶1；二者氢原子数相等时，物质的量之比为eq \f(1,3)∶eq \f(1,2)＝2∶3，故同温同压下体积之比为2∶3。


[答案] 1∶2 2∶1 3∶1 2∶3

















1．下列说法正确的是( )


A．一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积


B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L


C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L


D．相同物质的量的气体，摩尔体积也相同


[解析] 气体摩尔体积在标准状况下约为22.4 L·ml－1，B、C均不正确；气体摩尔体积与温度、压强有关，故D不正确。


[答案] A


2．下列叙述中，正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)( )


A．标准状况下，22.4 L酒精所含的乙醇分子数为NA


B．1 ml·L－1FeCl3溶液中所含Cl－的数目为3NA


C．25 ℃、1.01×105 Pa下，14 g氮气所含的氮原子数为NA


D．1 ml Na2SO4溶于水，所得溶液中Na＋的数目为NA


[解析] 标准状况下乙醇不是气体，A项错误；FeCl3溶液的体积未知，无法计算溶液中氯离子的数目，B项错误；14 g氮气的物质的量为0.5 ml，氮原子的物质的量为1 ml，所含的氮原子数为NA，C项正确；1 ml Na2SO4溶于水，所得溶液中Na＋的物质的量为2 ml，Na＋的数目为2NA，D项错误。


[答案] C


3．在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2( )


A．质量为12 g B．物质的量为6 ml


C．体积为22.4 LD．分子数为6.02×1023


[解析] 12 g H2的物质的量为6 ml，则N2的物质的量也应为6 ml；6 ml N2的质量为168 g，体积为134.4 L(标准状况)，分子数为3.612×1024。故应选B。


[答案] B


4．在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 ml H2O中，所含分子数最多的是________，含原子数最多的是________，质量最大的是________，体积最小的是________。


[解析]


[答案] H2 H2 H2O H2O





课后作业(十二)


[基础巩固]


一、气体摩尔体积


1．四种因素：①温度和压强；②所含微粒数；③微粒本身大小；④微粒间的距离。其中对气态物质体积有显著影响的是( )


A．②③④B．②④


C．①③④D．①②④


[解析] 气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。


[答案] D


2．下列说法正确的是( )


A．22.4 L氧气中含有NA个氧气分子


B．标准状况下，0.5 ml水的体积约为11.2 L


C．44 g二氧化碳的体积约是22.4 L


D．标准状况下，2 ml氮气的体积约为44.8 L


[解析] A项中，非标准状况下Vm不等于22.4 L·ml－1，无法计算，故错误；B项，标准状况下，H2O呈液态；C项中，非标准状况下，Vm不一定为22.4 ml·L－1，无法计算；D项，标准状况下，V＝n·Vm＝2 ml·22.4 L·ml－1＝44.8 L。


[答案] D


3．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22.4 L


②0.5 ml H2所占体积为11.2 L


③标准状况下，1 ml酒精的体积为22.4 L


④标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L


⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·ml－1


⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同


A．①③⑤ B．④⑥


C．③④⑥ D．①④⑥


[解析] ①中6.02×1023个分子在标准状况下所占体积不一定是22.4 L，因为这1 ml分子不一定是气体；②中没有指明气体所处状况，因此，0.5 ml H2的体积不一定是11.2 L；③中的酒精在标准状况下不是气体，错误；④中是混合气体，N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，28 g N2与CO的混合气体在标准状况下体积约为22.4 L；气体摩尔体积在标准状况下才是22.4 L·ml－1，故⑤错。


[答案] B


4．如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)( )


A.eq \f(22.4ab,cNA) L B.eq \f(22.4bc,aNA) L


C.eq \f(22.4ac,bNA) L D.eq \f(22.4b,acNA) L


[解析] 设该气体的摩尔质量为M，则eq \f(a g·NA ml－1,M)＝b，所以M＝eq \f(aNA,b) g·ml－1。c g该气体在标准状况下的体积为eq \f(c g,\f(aNA,b) g·ml－1)×22.4 L·ml－1＝eq \f(22.4bc,aNA) L。


[答案] B


二、阿伏加德罗定律及推论


5．下列说法正确的是( )


A．20 ℃、1.01×105 Pa时，同体积的氧气和氮气含有相同数目的分子数


B．1 ml气态物质，当体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况


C．同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者


D．同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同


[解析] 同温同压下，同体积的任何气体含有的分子数相同，所含的原子数不一定相同，选项A正确，选项D错误；在非标准状况时1 ml气态物质的体积也有可能为22.4 L，选项B错误；C中氧气和氨气的物质的量相同，摩尔质量前者大于后者，质量前者大于后者，选项C错误。


[答案] A


6．同温同压下，下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是( )


A．分子数之比为1∶1B．密度之比为16∶11


C．密度之比为11∶16D．体积之比为16∶11


[解析] 同温同压下，等质量的SO2和CO2存在如下关系：


eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(NSO2,NCO2)＝eq \f(VSO2,VCO2)，


eq \f(ρSO2,ρCO2)＝eq \f(MSO2,MCO2)。


由eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(MCO2,MSO2)＝eq \f(11,16)，


故eq \f(NSO2,NCO2)＝eq \f(VSO2,VCO2)＝eq \f(nSO2,nCO2)＝eq \f(11,16)；


eq \f(ρSO2,ρCO2)＝eq \f(MSO2,MCO2)＝eq \f(16,11)。


故只有B正确。


[答案] B


7．关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②所含碳原子数与氮原子数相等；③所含分子数相等。其中正确的是( )


A．①②③B．②③


C．①②D．①③


[解析] 同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g/ml，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误，答案为D项。


[答案] D


8．三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体，以下各种情况下排序正确的是( )


A．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)>ρ(N2)>ρ(O2)


B．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p(H2)>p(N2)>p(O2)


C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积：V(O2)>V(N2)>V(H2)


D．当它们的压强和体积、温度均相同时，三种气体的质量：m(H2)>m(N2)>m(O2)


[解析] 氢气的摩尔质量是2 g/ml，氮气的摩尔质量是28 g/ml，氧气的摩尔质量是32 g/ml，当温度和压强相同时，气体摩尔体积相同，根据ρ＝eq \f(M,Vm)知，气体密度与摩尔质量成正比，根据摩尔质量知，三种气体的密度大小顺序是ρ(H2)p(O2)，B正确；根据pV＝nRT＝eq \f(m,M)RT得V＝eq \f(mRT,Mp)，当它们的质量、温度和压强均相同时，气体体积与摩尔质量成反比，所以这三种气体体积大小顺序是V(O2)