第三课时物质的聚集状态.DOC

1、第 1 页 第三课时 物质的聚集状态 考试要求 1固、液、气态物质的一些特性 (a/ a) 2气体摩尔体积的概念 (b/ b) 3物质的量、微粒数、质量、气体体积之间的简单计算 (b/ c) 4阿伏加德罗定律及其推论 (/ b) 1决定物质体积大小的因素有微粒的数目、微粒的大小及微粒间的距离。 其中，气体微粒间的距离远大于微粒本身的大小。 2单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积，用 Vm表示，在 0 和 101 kPa 条件 下，即标准状况下， Vm 22.4 Lmol 1。 3 V、 Vm、 n 之间的关系： V nVm。 4阿伏加德罗定律是指在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的

2、气体 都具有相同的体积。 物质的聚集状态和影响物质体积的因素 1 物质的聚集状态 (1)宏观物质的聚集状态，如：气态、 液 态、 固 态，固态可分为 晶体 (如氯化钠、纯碱等 )和 非晶态物质 (如石蜡、玻璃等 )。 (2)从微观上考察，物质是 原子 、分子或 离子 的聚集体。 2 决定物质体积的因素 在温度和压强一定时，决定物质体积大小的因素：微粒的数目、微粒的 大小 、微粒之间的 距离 。 1某校化学兴趣小组的同学为探究不同状态下物质的结构与性质，通过查阅资料，得到下表中的相关数据。 (说明：固体、液体密度均为 293 K时的测定值，气体密度为 1.0 105 Pa、 273 K 时的测定

3、值 ) 根据以下数据，计算 1 mol 这些物质的体积，并将计算结果填入表中。 第 2 页 物质 摩尔质量 /gmol 1 密度 1 mol 物质的体积 Al 26.98 2.70 gcm 3 _ Fe 55.85 7.86 gcm 3 _ H2O 18.02 0.998 gcm 3 _ C2H5OH 46.07 0.789 gcm 3 _ H2 2.016 0.089 9 gL 1 _ N2 28.02 1.25 gL 1 _ CO 28.01 1.25 gL 1 _ 提示： 10.0 cm3 7.10 cm3 18.1 cm3 58.4 cm3 22.4 L 22.4 L 22.4 L 2

4、结合影响物质体积大小的因素分析，一定温度和压强下，为何 1 mol 不同气体体积大致相同？ 提示： (1) (2)当温度、压强一定时，气体中微粒间的距离近似相等，故在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致 相同的体积。 1 1 mol 任何物质中的微粒数目都是相同的，即约为 6.02 1023。因此， 1 mol 物质的体积大小主要取决于构成物质的微粒的大小和微粒之间的距离。 2固态或液态物质中微粒之间的距离是非常小的， 1 mol 固态或液态物质的体积主要取决于微粒的大小，不同的固态或液态物质中微粒的大小不同，因此， 1 mol 不同的固态或液态物质的体积是不同的。 3对于气体

5、来说，微粒之间的距离远大于微粒本身的直径， 1 mol 气 体的体积主要取决于微粒之间的距离。而气体分子之间的距离受温度和压强等外界条件影响，在同温同压下，任何气体微粒之间的距离可以看成是相等的，因此 1 mol 任何气体都具有相同的体积。 4等物质的量的固体或液体的体积无规律；同温同压等物质的量的气体的体积基本相同。 第 3 页 1下列四种因素： 温度和压强、 所含微粒数、 微粒本身大小、 微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是 ( ) A B C D 解析： 选 D 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。 2同温同压下，两种气体

6、的体积如果不同，请你推测其主要原因是 ( ) A气体分子的大小不同 B气体分子的物质的量不同 C气体分子的化学性质不同 D气体分子间的距离不同 解析： 选 B 气体的体积取决于分子间的距离和气体分子的数目 (气体分子的数目与气体的物质的量成正比 )，而不是气体分子本身的大小。当温度和压强确定后，气体分子间的距离就确定了，所以此时气体体积的大小只决定于气体的 物质的量，气体体积不同，说明气体的物质的量不同。 气体摩尔体积及有关计算 1概念：单位 物质的量 的气体所占的体积，符号 Vm。 2单位： Lmol 1或 m3mol 1。 3标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4_Lmol 1。 4计算：

7、气体的物质的量 (n)、体积 (V)与气体摩尔体积 (Vm)之间的关系 V nVm。 特别提醒 (1)气体摩尔体积只适用于气体，非气体不研究摩 尔体积，要注意物质的状态。 (2)标准状况下气体摩尔体积一定是 Vm 22.4 Lmol 1，非标准状况下的气体不一定等于 22.4 Lmol 1。 (3)22.4 只是个约数，不是准确值。 1标准状况下， 1 mol 任何物质的体积都约是 22.4 L 吗？ 第 4 页 提示： 不是。物质的状态有气体、固体或液体，在标准状况下， 1 mol 气体的体积约为22.4 L，而 1 mol 固体或液体的体积均不是 22.4 L。 2当 1 mol 气体的

8、体积为 22.4 L 时，能否说明该气体一定处于标准状况下？ 提示： 不能。标准状况下， 1 mol 气体的体积均约为 22.4 L，但 1 mol 气体的体积为 22.4 L 时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度 (气体膨胀 )、增大压强 (压缩气体 )，也能使 1 mol 气体的体积变为 22.4 L。 3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，也可以是混合气体，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。如标准状况下 0.2 mol H2和 0.8 mol O2的混合气体约为 22.4 L。 1 气体摩

9、尔体积的适用条件 (1)标准状况 (0 、 1.01 105 Pa)。 (2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用 22.4 Lmol 1进行计算。 (3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。 2 标准状况下，气体摩尔体积的相关计算 气体的物质的量 n VVm。 气体的密度 mV mnVm MVm。 气体的分子数 N nNA VVmNA。 气体的质量 m nM VVmM。 1下列说法正确的是 ( ) A 1 mol H2的体积约为 22.4 L B标准状况下， 1 mol H2O 占有的体积为 22.4 L 第 5 页 C标准状况下，任何气 体的气体摩尔体积约为 22.4 L

10、mol 1 D只要不是标准状况， 1 mol 气体的体积就不是 22.4 L 解析： 选 C 使用气体摩尔体积一定要看清条件，在标准状况下， 1 mol 任何气体的体积都约为 22.4 L， A 项错误， C项正确；在标准状况下， H2O 的状态不是气态，不能使用22.4 Lmol 1作判断， B项错误；在非标准状况下， 1 mol 气体的体积可能是 22.4 L，也可能不是 22.4 L， D 项错误。 2某气态氧化物的化学式为 R2O3，在标准状况下 7.6 g 该氧化物的体积是 2 240 mL，则此氧化物的 摩尔质量是 _， R的相对原子质量是 _。 解析： 由 m nM得 M mn

11、7.6 g2.24 L22.4 Lmol 1 76 gmol 1； R2O3的相对分子质量为 76，所以 R 的相对原子质量为 76 16 32 14。 答案： 76 gmol 1 14 3 14 g Fe 与足量稀盐酸混合充分反应，消耗 HCl 的质量是多少？生成 FeCl2的物质的量为多少？标准状况下最多可以收集到气体的体积为多少？ 解析： Fe 2HCl=FeCl2 H2 56 g 2 36.5 g 1 mol 22.4 L 14 g m(HCl) n(FeCl2) V(H2) m(HCl) 14 g 2 36.5 g56 g 18.25 g n(FeCl2) 14 g 1 mol56

12、g 0.25 mol V(H2) 14 g 22.4 L56 g 5.6 L 答案： 消耗 18.25 g HCl，生成 0.25 mol FeCl2，最多可收集到 5.6 L H2 方法技巧 根据化学方程式进行计算时，只要注意化学计量数，并使上下 (同一物质 )单位相同，左右 (两种物质 )量相对应，都可以列出比例式，直接求解，如： Zn H2SO4(稀 )=ZnSO4 H2 微粒数 1 1 1 1 质量 65 g 98 g 161 g 2 g 物质的量 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 第 6 页 物质的量与质量 65 g 1 mol 1 mol 2 g 物质的量与气体体积标

13、准状况 1 mol 1 mol 1 mol 22.4 L 质量与气体体积标准状况 65 g 98 g 161 g 22.4 L 阿伏加德罗定律及其推论 仅供选考考生使用 1 阿伏加德罗定律 “ 三同定一同 ” 在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 2 阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言叙述 T、 p 相同 n1n2V1V2 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比 T、 V相同 p1p2n1n2 温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比 n、 T 相同 p1p2 V2V1物 质的量相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比 T、 p 相同 12M1M2 同

14、温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 T、 p、 V 相同 M1M2m1m2 同温、同压下，体积相同的气体， 其摩尔质量与质量成正比 1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 第 7 页 解析： 选 B 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

15、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。 2标准状况下，两个容积相等的贮气瓶，一个装有 O2，另一个装有 CH4，则两瓶气体具有相同的 ( ) A质量 B原子总数 C密度 D分子数 解析： 选 D 两瓶内的气体具有同温同压同体积的关系，由阿伏加德罗定律可知，两瓶内气体的分子数相同，即物质的量相等。又由于 O2的摩尔质量与 CH4的摩尔质量不同，故两者的质量和密度不相等。 O2与 CH4分子内原子数目不等，故等物质的量的 O2和 CH4所含原子总数不同。 方法技巧 使用阿伏加德罗定律的三个易错点 易错点一 适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 易错点二 定律中的

16、同温同压，不一定指在标准状况下；气体摩尔体积为 22.4 Lmol 1只 是一种特殊情况。 易错点三 定律中包含四同 (同温、同压、同体积、同物质的量 )，只要其中有任意三个相同，则必有第四个相同，即 “ 三同定一同 ” ；若只有两个相同，则另外两个必定成比例，即 “ 二同定比例 ” 。 三级训练 节节过关 1相同物质的量的各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粒子的状态不同 解析： 选 A 决定固体或液体体积的主要因素是微粒的数目和微粒的大小。 2下列说法正确的是 ( ) A标准状况下， 22.4 L 任何气体都约含有 6.0

17、2 1023个分子 B含 1 mol 氦原子的氦气在标准状况下的体积约为 11.2 L C常温常压下， 11.2 L Cl2含有的分子数为 0.5NA 第 8 页 D标准状况下， 11.2 L 蔗糖含有的分子数为 0.5NA 解析： 选 A 使用气体摩尔体积时一定要看清条件，在标准状况下， 1 mol 任何气体的体积都约为 22.4 L， A 项正确； B项中，氦气为单原 子分子， 1 mol 体积应为 22.4 L； C项不是标准状况； D 项，在标准状况下，蔗糖的状态不是气体。 3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.

18、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 解析： 选 D A项，常温常压下， 22.4 L CO2的物质的量不是 1 mol； 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 mol，一分子 O2和 CO2中均含 2 个氧原子，则氧原子的个数均为 0.1NA。 4在标准状况下， 4 g H2、 11.2 L O2、 1 mol H2O 中，所含分子数最多的是 _，含原子数最

19、多的是 _，质量最大的是 _，体积最小的是 _。 解析： H2 O2 H2O 物质的量 2 mol 0.5 mol 1 mol 分子数 2NA 0.5NA NA 原子数 4NA NA 3NA 质量 4 g 16 g 18 g 体积 44.8 L 11.2 L (液体 ) 答案： H2 H2 H2O H2O 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，各种气态物质的体积的大小，由构成气体的分子大小决定 B一定温度和压强下，各种气态物质的体积的大小，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 mol 任何气体所占的体积约

20、为 22.4 L 解 析： 选 B 在一定的温度、压强下，气体的体积取决于微粒数目的多少， A错误， B正确；若状态不同，气体的体积大小和分子数多少不能判断， C 错误；标准状况下的气体第 9 页 摩尔体积是 22.4 Lmol 1，若不在标准状况下， 1 mol 气体所占的体积可能不是 22.4 L， D错误。 2常温常压下，用等质量的 CH4、 CO2、 O2、 SO2分别吹出四个气球，其中气体为 CH4的是 ( ) 解析： 选 D 等质量时，摩尔质量最小的 CH4的 物质的量最大，同温同压下气体体积最大。 3下列说法正确的是 ( ) A 1 mol CO 和 1 mol N2所含分子数相

21、等，质量相等，它们所占的体积也相等 B 22.4 L H2和 71 g Cl2恰好反应生成 2 mol HCl C非标准状况下， 1 mol 任何气体的体积一定不是 22.4 L D 1 mol HCl 在标准状况下的体积约是 22.4 L 解析： 选 D A 项中，分子数、质量相等，但是没有指明是同温、同压条件下，气体的体积不一定相等； B项中， 22.4 L H2不一定是 1 mol，所以不一定恰好反应； C项 中，非标准状况下， 1 mol 气体的体积可能是 22.4 L； D项中， HCl 在标准状况下体积约为 22.4 L，正确。 4下列说法中，正确的是 ( ) A 1 mol O2

22、和 1 mol N2所占的体积都约为 22.4 L B H2的气体摩尔体积约为 22.4 L C在标准状况下， 1 mol H2和 1 mol NaCl 所占的体积都约为 22.4 L D在标准状况下， 22.4 L由 N2、 N2O 组成的混合气体中所含有的 N的物质的量为 2 mol 解析： 选 D A项没有指明条件，无法判断； B项，气体摩尔体积的单位应是 Lmol 1；C 项，标准状况下， NaCl 不是气态，它的体积远小于 22.4 L； D项，标准状况下， 22.4 L由 N2、 N2O 组成的混合气体的物质的量为 1 mol，又因为每个分子中都含有 2 个氮原子，因此所含有的 N

23、的物质的量为 2 mol。 5在标准状况下，下列物质占体积最大的是 ( ) A 98 g H2SO4 B 6.02 1023个 N2分子 C 44.8 L HCl D 6 g H2 解析： 选 D A为 1 mol H2SO4， B为 1 mol N2， C为 2 mol HCl， D为 3 mol H2，在标准状况下 1 mol H2SO4的体积远远小于 1 mol 气体的体积，而对于相同状况下的气体，其物第 10 页 质的量越大，所占体积越大。 6在标准状况下，某气体密度为 1.25 gL 1，则该气体的相对分子质量为 ( ) A 12.5 B 14 C 28 D 30 解析： 选 C 相

24、对分子质量数值上等于其摩尔质量，摩尔质量等于 1 mol 该气体的质量，1 mol 气体体积此时为 Vm 22.4 Lmol 1， M 1.25 gL 1 22.4 Lmol 1 28 gmol 1，所以Mr 28。 7在体积相同的两个密闭容器中分别充满 O2、 O3 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两种气体的压强相等 B 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 解析： 选 D 根据题意，等体积、等密度，两者等质量， B 项错误；等质量的 O2 和O3的物质的量不相等，则压强和分子数不相等， A、 C两项错误； O2和

25、O3都是由氧原子构成的，等质量的 O2和 O3原子数相等， D项正确。 8人造空气 (氧气与氦气的混合气 )可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下， 5.6 L “ 人造空气 ” 的质量是 2.4 g，其中氧气与氦气的质量比是 ( ) A 1 1 B 1 4 C 2 1 D 2 3 解析： 选 C 设 O2和 He 的质量分别为 x g 和 y g， 则 x y 2.4，x32y45.622.4解得 x 1.6， y 0.8 x y 1.6 0.8 2 1。 9某气体由双原子分子构成，它的摩尔质量为 M gmol 1，该气体有 m g，阿伏加德罗常数的值用 NA表示，则： (1)该气体的物质的量为 _mol； (2)该气体在标准状况下的体积为 _L； (3)该气体所含原子总数为 _个。