人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第二课时学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第二课时学案，共11页。
[明确学习目标] 1.了解气体摩尔体积的含义。2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。3.理解阿伏加德罗定律及其推论。


学生自主学习


气体摩尔体积


1．物质体积大小的影响因素











2．气体摩尔体积


(1)气体摩尔体积





(2)影响因素


气体摩尔体积的数值取决于气体所处的eq \(□,\s\up1(17))温度和eq \(□,\s\up1(18))压强。


阿伏加德罗定律


在相同的eq \(□,\s\up1(01))温度和压强下，相同体积的eq \(□,\s\up1(02))任何气体都含有相同数目的粒子。





1．气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？


提示：气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下0.2 ml H2和0.8 ml O2的混合气体约为22.4 L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。


2．在同温、同压下1 L H2和1 L O2所含的分子数相同吗？


提示：相同，同温同压下，1 L H2和1 L O2的物质的量相同，则二者所含的分子数相同。


3．同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积相同吗？其体积比是多少？


提示：不相同，设两者质量均为1 g，同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，则其体积比为eq \f(1,2)∶eq \f(1,32)＝16∶1。


课堂互动探究


知识点一 气体摩尔体积





1．气体摩尔体积的正确理解


(1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念，使用时要避免混淆。如标准状况下，1 ml O2的体积是22.4 L，O2的气体摩尔体积是22.4 L·ml－1。


(2)使用22.4 L·ml－1时应该注意的问题：


①条件必须是标准状况(0 ℃，101 kPa)。


②物质必须是气体，可以是单一气体也可以是混合气体。





(3)条件对气体摩尔体积的影响


温度与压强都影响气体的体积，不同温度和压强下，气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强，在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·ml－1。


2．有关计算(标准状况下)——“四公式”





①气体的物质的量n＝eq \f(V,22.4 L/ml)。


②气体的摩尔质量M＝22.4 L/ml·ρ。


③气体的分子数N＝n·NA＝eq \f(V,22.4 L/ml)·NA。


④气体的质量m＝n·M＝eq \f(V,22.4 L/ml)·M。





1 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的混合气体体积约为22.4 L


[批注点拨]





[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


[练1] 下列有关气体体积的叙述中，正确的是 ( )


A．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定


B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定


C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同


D．气体摩尔体积是指1 ml任何气体所占的体积约为22.4 L


答案 B


解析 A中气态物质体积与构成气体的分子大小无关；C中比较气体的体积一定要在相同状况下；D中未指明温度和压强，气体摩尔体积数值不确定。B正确。


[练2] 下列说法正确的是( )


A．常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子


B．标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子


C．22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子


D．标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子


答案 D


解析 A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 ml；B项，因CO为双原子分子应含有0.4NA个原子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12 L气体物质的量为0.05 ml，一个O2和CO2分子中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。


方法规律 (1)不要看到“22.4 L”就默认为“1 ml”，要做到“两看”：


一看是否为标准状况；


二看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体或为非标准状况均不能用22.4 L·ml－1进行求解。


(2)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。


知识点二 阿伏加德罗定律





1．含义：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。


2．适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。


3．“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。


4．阿伏加德罗定律的推论

















2 同温同压下，体积相同的两种气体C2H6和NO，二者不同的是( )


A．物质的量B．密度


C．质量D．含有的原子数


[批注点拨]





[解析] 题中限定条件下的C2H6和NO具有相同的分子数，即物质的量相同，二者的摩尔质量相同，则具有相同的质量，由于体积相同，则两气体的密度相同，1个C2H6、NO分子中分别含有8个原子和2个原子，故含有的原子数不相同。


[答案] D


[练3] 如图为两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )





A．原子数相等B．密度相等


C．质量相等D．摩尔质量相等


答案 A


解析 同T、同p下体积相等的两瓶气体，其分子的物质的量相等，又N2、O2、NO都是双原子分子，所以两瓶气体中原子的物质的量相等，由N＝n·NA可得两瓶气体中所含原子数相等，A正确；两瓶气体中分子的物质的量相等，由m＝n·M，M不一定相等，可知m不一定相等，C、D错误；由ρ＝eq \f(m,V)可得ρ不一定相等，B错误。





[练4] (1)在同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________，物质的量之比为________，原子总数之比为________，质量之比为________，密度之比为________。


(2)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________。


答案 (1)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11


(2)H2 H2 H2O H2O


解析 (1)同温同压下相同体积的气体具有相同的物质的量，相同的分子数。


(2)相同状况下气体的物质的量越多体积就越大。标准状况下水不是气体，体积最小。


方法规律 (1)阿伏加德罗定律中的“分子数”相同，“原子数”不一定相同。


(2)标准状况下气体的m、N、V之间的换算关系：


n＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)＝eq \f(V,22.4 L·ml－1)。


本课归纳总结


1.物质的体积大小主要取决于构成物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离。


2．在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。


3．气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体


积，符号为Vm。气体摩尔体积的数值随温度和压强的改变而改变，在标准状况(0 ℃，101 kPa)下，气体的摩尔体积约为22.4 L/ml。


4．同温、同压下，气体的体积V＝Vm×n。











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1．1 ml下列物质在标准状况下体积为22.4 L的是( )


A．水B．溴


C．三氧化硫D．一氧化氮


答案 D


解析 1 ml物质若在标准状况下体积为22.4 L，则此物质的摩尔体积为22.4 L/ml，则此物质在标准状况下必须为气体。水在标准状况下为非气态，故A错误；溴在标准状况下为液态，故B错误；三氧化硫标准状况下为固态，故C错误；NO标准状况下为气体，故D正确。


2．相同物质的量的各种固体或液体的体积并不相同，其主要原因是( )


A．粒子大小不同B．粒子质量不同


C．粒子间距离不同D．粒子间作用力不同


答案 A


解析 对于固体、液体来说，粒子本身的大小远大于粒子间的距离，粒子间的距离可以忽略不计，不同的固体、液体物质粒子大小不同，所以相同物质的量的各种固体或液体的体积，取决于粒子本身的大小。故选A。


3．下列叙述正确的是( )


A．标准状况下任何气体的摩尔体积都是22.4 L


B．1 ml气体的体积若是22.4 L，它必定处于标准状况


C．两种气体的物质的量之比等于其原子个数比


D．标准状况下，1 ml H2和O2的混合气体的体积是22.4 L


答案 D


解析 标准状况下，1 ml气体的体积为22.4 L，气体的摩尔体积是22.4 L/ml，故A错误；物质的量一定时，影响气体体积的因素有压强、温度，1 ml气体的体积是22.4 L，状态不一定是标准状况，故B错误；物质的量相同，若气体分子含有相同的原子数目，则两种气体的物质的量之比等于其原子个数比，但气体分子含有的原子数目不一定相等，两种气体的物质的量之比不一定等于其原子个数比，故C错误；气体摩尔体积适用于混合气体，标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L/ml，1 ml H2和O2的混合气体的体积是22.4 L，故D正确。


4．同温同压下，A容器中H2和B容器中NH3所含氢原子数相等，则两个容器的体积比是( )


A．3∶2B．1∶3


C．2∶3D．1∶2


答案 A


解析 由阿伏加德罗定律推论可知，含氢原子数相同的H2和NH3，其分子数之比为3∶2，则体积比为3∶2。


5．标准状况下，相同质量的下列气体体积最大的是( )


A．CO2B．O2


C．N2D．CH4


答案 D


解析 根据n＝eq \f(m,M)和V＝n·Vm可知，质量相同时，气体的摩尔质量越小，对应的物质的量越大，气体体积也就越大。选项中CH4的摩尔质量最小，则其对应的气体体积最大。


6．下列叙述正确的是( )


A．标准状况下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比


B．常温常压下，两种气体的物质的量之比等于密度之比


C．同温同压下，两种气体的摩尔质量之比等于密度反比


D．同温同体积时，两种气体的物质的量之比等于压强之比


答案 D


解析 解答本题的关键是正确运用阿伏加德罗定律的推论。A项，气体的体积之比等于物质的量之比。B项，气体的物质的量之比等于分子数之比，也等于体积之比。C项，气体的摩尔质量之比等于密度之比。D项，同温同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比。


7．(1)等质量的O2和SO2，物质的量之比为________，在相同条件下的体积之比为________，原子数之比为________。


(2)同温同压下，相同体积的CO2和O2的质量比为________。


答案 (1)2∶1 2∶1 4∶3 (2)11∶8


解析 (1)设二者质量均为m g，物质的量之比为eq \f(m,32)∶eq \f(m,64)＝2∶1，在相同条件下的体积之比等于物质的量之比，原子个数之比为(2×2)∶(1×3)＝4∶3。


(2)在该条件下，气体的分子数相同，即物质的量相同，则质量之比等于摩尔质量之比，即为44∶32＝11∶8。