1、第 2 课时 气体摩尔体积学习目标定位 1.知道决定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。 2.知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。 一 决定物质体积大小的因素1.在温度和压强一定时，决定物质体积大小的主要因素有：微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。2.根据表格中的数据完成下列填空：状态 物质 密度1 mol 该物质的质量1 mol 该物质的体积结论Fe 7.86 gcm3 (20 ) 56 g 7.12 cm3固态Al 2.70 gcm3 (20 ) 27 g 10 cm3H2O 0.998 gcm3 (20 )
2、 18 g 18.04 cm3液态H2SO4 1.83 gcm3 (20 ) 98 g 53.55 cm3相同条件下1 mol 固体、液体的体积差别较大O21.429 gL1 (0 、101 kPa) (标准状况)32 g 22.39 L气态H20.089 9 gL (0 、101 kPa)1(标准状况 )2.016 g 22.42 L相同条件下，1 mol 气体的体积近似相等，在标准状况下约为 22.4 L3.分析出现上述结论的原因。(1)在温度和压强一定时，任何 1 mol 固态物质或液态物质所含微粒数目相同。微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以 1 mol 固态物质或液态物质的体积
3、往往是 不同的。(2)对气态物质来说：通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。(3)温度和压强会较大程度地影响气体体积，当压强一定时，升高温度则微粒之间的距离变大，气体体积增大。反之，体积缩小(即通常所说的热胀冷缩) ；当温度一定时增大压强，微粒之间的距离减小，气体体积缩小。(4)在温度和压强一定时，微粒间的距离近似相等，因此，在相同 温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。归纳总结1.物质体积大小的影响因素2.粒子数目相同物质的体积关系1.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是(
4、)A.气体分子的大小不同B.气体分子间平均距离不同C.气体的物质的量不同D.气体的摩尔质量不同答案 C二 气体摩尔体积1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，符号是 Vm，常用的单位是 Lmol1 。标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4 Lmol1 。对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下， 1 mol 气体所占的体积约是 22.4 L。(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。
5、如 0.3 mol H2 与 0.7 mol O2 的混合气在标准状况下的体积约为 22.4 L。(4)1 mol 气体在非标准状况下的体积，可能是 22.4 L，也可能不是 22.4 L。2.标准状况下，气体摩尔体积的有关计算气体的物质的量 n mol；V22.4气体的摩尔质量 MV m22.4 gmol 1 ；气体的分子数 NnN A NA；V22.4气体的质量 mn M M g。V22.4归纳总结1.标准状况下的气体摩尔体积2.计算公式n (标准状况)mM NNA V22.42.下列叙述正确的是( )A.1 mol 任何气体的体积都为 22.4 LB.1 mol 任何物质在标准状况下所占
6、的体积都为 22.4 LC.标准状况下，1 mol 水所占的体积是 22.4 LD.标准状况下，22.4 L 任何气体的物质的量都是 1 mol答案 D解析 A 中没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；B 中没有指明该物质的状态，错误；C 中水在标准状况下不是气体，错误； D 中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。3.设 NA 代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )A.在常温常压下，11.2 L Cl 2 含有的分子数为 0.5NAB.在常温常压下，1 mol 氦气含有的原子数为 NAC.32 g 氧气含原子数为 NAD.NA 个 O2 的质量只有在标准状况下才是 32 g答案 B解
7、析 在 A 中，标准状况下， 11.2 L Cl2 含有的分子数为 0.5NA，而题中为常温常压，故 A错误；B 中氦气为单原子分子， 1 mol 氦气含有原子数目为 NA，B 正确；C 中 O2 的摩尔质量为 32 gmol1 ，且 O2 为双原子分子，所以 32 g O2 含原子数为2NA2N A，C 错误； NA 个 O2 的质量为 32 g，与状态无关，与外界条件无关，32 g32 gmol 1D 错误。理解感悟 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，常见问题如下：(1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1 mol H 2 的体积不是 22.4 L。
8、(2)忽视研究对象是气体，如标准状况下 H2O、酒精、SO 3 等不是气体。(3)将 1 mol 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Lmol 1。三 阿伏加德罗定律1.判断下列说法的正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)标准状况下，1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 L()(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同 ()(3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数()(4)标准状况下，16 g 氧气与 2 g 氢气的体积比是 12()2.实验探究气体的体积与物质的量的关系(1)下图为电解水的实验装置。图中 A 试管中收集
9、到的气体是 H2，B 试管中收集到的气体是 O2，二者的体积比是 21。(2)物质的量比与气体体积比的关系若有 1.8 g H2O 电解，产生 H2 的质量为 0.2 g，物质的量为 0.1 mol；产生 O2 的质量为 1.6 g，物质的量为 0.05 mol；二者物质的量之比为 21。(3)实验结论在同温同压下，气体的物质的量比等于体积比。在同温同压下，1 mol 的不同气体，其体积 相同。归纳总结阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律：相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子 (分子)。(2)相同条件下的气体，同体积时，分子数相同；反之，分子数相同时，体积也 相同；气体的体
10、积比等于分子数比(或物质的量比 )。4.下列说法不正确的有( )A.NA 个氧分子与 NA 个氢分子的质量比等于 161B.标准状况下，22.4 L 以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为 2NAC.标准状况下，0.5N A 个 H2O 分子所占体积约为 11.2 LD.16 g O2 和 O3 的混合物中共含有 NA 个氧原子答案 C解析 分子数相同时，质量比等于相对分子质量比，M r(O2)Mr(H2)322161，A 项对；阿伏加德罗定律也适用于混合气体，B 项中含 1 mol 分子，所以 H2 与 CO 共含 2 mol 原子，对；C 项中 H2O 不是气体，错；D 项，O 2
11、、O 3 都是由氧原子组成的，质量相同时，必含相同的原子数，16 g O 是 1 mol 氧原子，所以 D 项对。5.两个体积相同的密闭容器，一个盛有氯化氢，另一个盛有 H2 和 Cl2 的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的( )质量 密度 分子总数 原子总数A. B. C. D.答案 C解析 同温同压下两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因 HCl、H 2、Cl 2 都是双原子分子，故原子总数也相同，质量、密度不一定相同。6.在体积相同的两个密闭容器中分别充满 O2、O 3 气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( )A.两种气体的物质的量相等B.
12、O2 比 O3 的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等答案 D解析 由题意知 O2 与 O3 的质量相等，所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。即：n(O2)n(O3)M(O 3)M(O2)32，A 不对；B 项二者的质量相等，B 不对；C 项两种气体的分子数目 N(O2)N(O3)n(O 2)n(O3)32，C 不对；D 项两种气体的氧原子数目为 N(O2)N(O3)n(O 2)2n(O3)366 相等，故 D 对。1.阿伏加德罗定律可适用于任何气体(纯净的或是互不反应的混合气体) ，但不适用于液体或固体。2.同温、同压、同体积、同分子数称为“四同”，四“ 同”共同
13、存在，相互制约，只要有三个“同”成立，第四个“ 同”就必定成立，在实际应用中往往是知道三“ 同”而求导另一“同”。3.标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例，与 m、N、V 之间的换算关系是n 。mM NNA V22.4 Lmol 11.下列有关气体体积叙述正确的是( )A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B.一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定C.气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积约为 22.4 LD.不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等答案 B解析 气体的体积在温度、压强一定时，体积与其物质的量成正比；当分子数目相同时，气体体积的
14、大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小，所以A、D 错误，B 正确；非标准状况下气体摩尔体积不一定为 22.4 Lmol1 ，C 错误。2.下列说法正确的是( )A.1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 LB.20 、1.0110 5 Pa 时，同体积的 O2 和 CO2 含有相同数目的分子数C.1 mol 气态物质，当体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况D.2 mol 任何气体体积都约为 44.8 L答案 B解析 A 中缺少标准状况的条件； B 中根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子数，故 B 正确；C 中，1 mol 气
15、态物质在非标准状况时，体积也有可能等于 22.4 L；D 中缺少标准状况条件。3.下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2 的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等答案 C解析 依据阿伏加德罗定律：在同温同压下的两种气体体积相同，分子数相同，而 CO 和N2 分子所含电子数相同，C 项正确；同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比，12C18O 的摩尔质量为 30 gmol1,14 N2 的摩尔质量为 28 gmol1 ，A 项错误；1 个 12C18O 分子中所含中子数为 16,
16、1 个 14N2 分子中所含中子数为 14，B 项错误； 12C18O 和 14N2 分子中所含质子数相同，n ，m 相同、M 不同，n 不同，故等质量的两种气体所具有的质子数mM不同，D 项错误。4.现有 m g 某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为 M gmol1 。若阿伏加德罗常数用 NA 表示，则：(1)该气体的物质的量为 mol。(2)该气体所含原子总数为 个。(3)该气体在标准状况下的体积为 L。(4)该气体在标准状况下的密度为 gL1 。(5)该气体一个分子的质量为 g。答案 (1) (2) (3) (4)mM 2mNAM 22.4mM M22.4(5)MNA解析 (1)由
17、 nm/M 可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。(3)由 V nVm 可求得该气体在标准状况下的体积。 (4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由 MV m 求得密度。(5)由摩尔质量为 M gmol1 ，知每一个分子的质量为 g。MNA5.相同条件下，同质量的 X、 Y 两种气体，相对分子质量分别为 A、B；则：(1)X 与 Y 的体积比为 ，分子个数比为 ，密度比为 。(2)相同条件下的 X、Y 两种气体体积相同，则 X 与 Y 的质量比为 ，物质的量比为 。(3)标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体 8.96 L，其质量为 7.60 g，则混合
18、气体平均相对分子质量为 ；混合气体中甲烷的体积为 ；一氧化碳的质量为 。答案 (1)B A BA A B (2)A B 11(3)19 gmol1 6.72 L 2.8 g解析 (1)二者的摩尔质量之比为 AB，等质量时物质的量之比为 BA，由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为 BA，密度之比为 AB。(2)相同条件下的 X、Y 两种气体体积相同，则 X、Y 的物质的量相同，故质量比等于其摩尔质量之比 AB。(3)混合气体的物质的量为 0.4 mol， 19 gmol1 ，平均相对分子质量为8.96 L22.4 Lmol 1 Mmn 7.60 g0.4 mol19，设 CO 的物质的量为 x，则有：7.60 gx 28 gmol1 (0.4 molx )16 gmol1 ，求得x0.1 mol。n(CH 4)0.3 mol ，V(CH 4)6.72 L，m (CO)0.1 mol28 gmol 1 2.8 g。
