物质的聚集状态 (1)

1、第3课时物质的聚集状态学习学习目标目标1.1.了解不同聚集状态物质的一些特性。了解不同聚集状态物质的一些特性。2.2.了解影响气体体积的主要因素。了解影响气体体积的主要因素。3.3.初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单的初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单的计算。计算。4.4.掌握物质的量在方程式中的应用。掌握物质的量在方程式中的应用。学习学习重点重点1.1.气体摩尔体积的理解。气体摩尔体积的理解。2.2.气体摩尔体积与物质的量、微粒数目以及物质气体摩尔体积与物质的量、微粒数目以及物质质量的简单计算。质量的简单计算。【自主预习【自主预习】一、物质的聚集状态一、物质的聚集状态1.1.物质的不

2、同聚集状态物质的不同聚集状态气体气体固体固体液体液体晶体晶体非晶态物质非晶态物质2.2.不同聚集状态物质体积的主要影响因素不同聚集状态物质体积的主要影响因素数目数目距离距离大小大小二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积单位物质的量的气体所占的体积V Vm mLmolLmol-1-1m m3 3molmol-1-122.4Lmol22.4Lmol-1-1温度和压强温度和压强mVnV三、物质的量在化学方程式计算中的应用三、物质的量在化学方程式计算中的应用1.1.物质的量与其他物理量的关系物质的量与其他物理量的关系以以m m表示物质的质量表示物质的质量,V,V表示气体体积表示气

3、体体积,表示密度表示密度,N,N表示微粒表示微粒数数,n,n表示物质的量表示物质的量,M,M表示物质的摩尔质量表示物质的摩尔质量,V,Vm m表示气体摩尔表示气体摩尔体积体积, ,写出求算下列物理量的计算公式写出求算下列物理量的计算公式: :(1)(1)已知物质的质量已知物质的质量: :mmM(2)(2)已知气体体积已知气体体积: :VV mVV(3)(3)已知物质的量已知物质的量: :(4)(4)已知微粒数已知微粒数 物质的量物质的量n=_n=_nVnVm m nMnM n nNA A ANN2.2.依据化学方程式的计算依据化学方程式的计算N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3

4、物质的量之比物质的量之比 _ _ _ _ _气体体积之比气体体积之比 _ _ _ _ _物质的分子数之比物质的分子数之比 _ _ _ _ _物质的质量之比物质的质量之比 _ _ _ _1 13 32 21 13 31 13 32 22 228286 63434【自我小测【自我小测】判断或回答下列问题判断或回答下列问题: :1.1.相同物质的量的不同固体或液体相同物质的量的不同固体或液体, ,其体积有何特点其体积有何特点? ?为什么为什么? ?提示提示: :相同物质的量的不同固体或液体相同物质的量的不同固体或液体, ,其体积不相同。任何其体积不相同。任何1 mol1 mol固态物质和液体物质所含

5、的微粒数目相同固态物质和液体物质所含的微粒数目相同, ,由于微粒之由于微粒之间的距离很小间的距离很小, ,但微粒的大小不同但微粒的大小不同, ,所以所以1 mol1 mol固态物质或液固态物质或液态物质的体积不同。态物质的体积不同。 2.2.两种分子数相同的气体两种分子数相同的气体, ,体积一定相同吗体积一定相同吗? ?提示提示: :不一定不一定, ,因为一定数目的气体体积主要决定于分子间的因为一定数目的气体体积主要决定于分子间的距离距离, ,而气体分子间的距离受温度和压强的影响很大而气体分子间的距离受温度和压强的影响很大, ,当温度当温度和压强不同时和压强不同时, ,分子数相同的气体分子数相

6、同的气体, ,体积不一定相同。体积不一定相同。3.(3.(判一判判一判) )气体摩尔体积就是气体摩尔体积就是22.4 L22.4 Lmolmol-1-1。( )( )提示提示: :22.4 L22.4 Lmolmol-1-1是标准状况下的气体摩尔体积是标准状况下的气体摩尔体积, ,非标准非标准状况下的气体摩尔体积不一定是状况下的气体摩尔体积不一定是22.4 L22.4 Lmolmol-1-1。4.(4.(判一判判一判) )相同温度和压强下相同温度和压强下, ,相同体积的相同体积的O O2 2和和COCO2 2的质量相的质量相同。同。( )( )提示提示: :相同温度和压强下相同温度和压强下,

7、,相同体积的任何气体的物质的量相相同体积的任何气体的物质的量相同同, ,但但O O2 2和和COCO2 2的摩尔质量不同的摩尔质量不同, ,质量也不同。质量也不同。5.(5.(判一判判一判) )标准状况下标准状况下,1 mol,1 mol任何物质的体积都相等任何物质的体积都相等, ,均为均为22.4 L22.4 L。( )( )提示提示: :错误错误, ,标准状况下的标准状况下的1 mol1 mol气体的体积是气体的体积是22.4 L,1 mol22.4 L,1 mol固体和液体的体积却不是固体和液体的体积却不是22.4 L22.4 L。6.(6.(判一判判一判) )同温、同压下同温、同压下,

8、 ,体积相同的体积相同的H H2 2、O O2 2、H H2 2和和O O2 2的混合的混合气体中所含分子数相同。气体中所含分子数相同。 ( )( )提示提示: :正确正确, ,因同温、同压下因同温、同压下, ,相同体积的任何气体都含有相相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。同数目的分子。7.(7.(判一判判一判)9 g H)9 g H2 2O O和和22 g CO22 g CO2 2所含的分子数相同所含的分子数相同, ,但所含的但所含的氧原子个数比为氧原子个数比为1212。 ( )( )提示提示: :9 g H9 g H2 2O O和和22 g CO22 g CO2 2的物质的量均为的物质

9、的量均为0.5 mol0.5 mol。相同物。相同物质的量的物质所含的分子数相同质的量的物质所含的分子数相同, ,由二者的分子式可知由二者的分子式可知, ,氧原氧原子个数比为子个数比为1212。【释义链接【释义链接】不同状态物质体积的影响因素不同状态物质体积的影响因素物质呈固态或液态时物质呈固态或液态时, ,微粒间的距离很小微粒间的距离很小, ,决定物质体积的主决定物质体积的主要因素是微粒的大小要因素是微粒的大小; ;物质呈气态时物质呈气态时, ,分子间的距离很大分子间的距离很大, ,微微粒的直径对物质的体积几乎无影响粒的直径对物质的体积几乎无影响, ,物质的体积主要决定于物质的体积主要决定于

10、微粒间的距离。微粒间的距离。标准状况标准状况即即00、1 1个大气压个大气压(101 kPa(101 kPa),),简写为简写为STPSTP。关于气体摩尔体积的数值关于气体摩尔体积的数值气体摩尔体积受温度和压强的影响气体摩尔体积受温度和压强的影响, ,不同的温度和压强下存不同的温度和压强下存在不同的数值在不同的数值, ,标准状况下为标准状况下为22.4 L22.4 Lmolmol-1-1, ,但不是标准状但不是标准状况时也可能是况时也可能是22.4 L22.4 Lmolmol-1-1( (比如温度高于比如温度高于0,0,压强小于压强小于101 kPa101 kPa时时) )。一、气体摩尔体积一

11、、气体摩尔体积下表是不同状况下测得的下表是不同状况下测得的1 mol1 mol不同气体的体积不同气体的体积: :气体气体体积体积(L)(L)0,101 kPa0,101 kPa25,101 kPa25,101 kPa0,202 kPa0,202 kPaH H2 222.422.424.024.011.211.2O O2 222.422.424.324.311.211.2空气空气22.322.323.923.911.211.2分析表中数据回答下列问题分析表中数据回答下列问题: :1.1.比较上表中气态物质体积的数据比较上表中气态物质体积的数据, ,请分析相同物质的量的请分析相同物质的量的不同气态

12、物质不同气态物质, ,其体积有何特点其体积有何特点? ?为什么为什么? ?提示提示: :相同物质的量的不同气态物质相同物质的量的不同气态物质, ,其体积在相同条件下近其体积在相同条件下近似相等。任何似相等。任何1 mol1 mol气态物质所含的微粒数目相同气态物质所含的微粒数目相同, ,虽然微粒虽然微粒的大小不同的大小不同, ,但微粒之间的距离比微粒本身的直径大很多倍但微粒之间的距离比微粒本身的直径大很多倍, ,所以所以1 mol1 mol气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离。相同条件下的距离。相同条件下, ,微粒之间的距离近似相等微粒之间

13、的距离近似相等, ,因此任何具因此任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。2.1 mol2.1 mol气体的体积随温度、压强的改变如何变化气体的体积随温度、压强的改变如何变化? ?提示提示: :一定量的气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒一定量的气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离。温度越高之间的距离。温度越高, ,微粒之间的距离越大微粒之间的距离越大, ,压强越大压强越大, ,微微粒之间的距离越小粒之间的距离越小, ,故故1 mol1 mol气体的体积随温度升高而增大气体的体积随温度升高而增大, ,随压强增大而减小。随压强增大而减小

14、。3.3.气体摩尔体积只适用于纯净气体吗气体摩尔体积只适用于纯净气体吗? ?提示提示: :不一定。可以是纯净气体不一定。可以是纯净气体, ,也可以是混合气体。也可以是混合气体。【知识点睛【知识点睛】对气体摩尔体积的正确理解对气体摩尔体积的正确理解(1)(1)气体摩尔体积的适用范围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气体摩尔体积的适用范围是气体, ,可以是单一气体可以是单一气体, ,也可以是也可以是混合气体混合气体, ,如如0.2 mol H0.2 mol H2 2与与0.8 mol O0.8 mol O2 2的混合气体在标准状的混合气体在标准状况下的体积约为况下的体积约为2

15、2.4 L22.4 L。(2)(2)对对22.4 L22.4 Lmolmol-1-1的理解的理解: :一个条件一个条件: :必须为标准状况。非标准状况下必须为标准状况。非标准状况下,1 mol,1 mol气体的气体的体积不一定是体积不一定是22.4 L22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。因此在使用气体摩尔体积时, ,一定要一定要看清气体所处的状态。看清气体所处的状态。一个状态一个状态: :必须为气体必须为气体, ,如水、酒精、如水、酒精、SOSO3 3、CClCCl4 4等物质在等物质在标准状况下不是气体。标准状况下不是气体。两个数据两个数据:“1 mol”“:“1 mol”“约约22.4

16、 L”22.4 L”。【规律方法【规律方法】标准状况下的气体的相关计算公式标准状况下的气体的相关计算公式(1)M(1)M与与V Vm m的关系的关系:M=V:M=Vm m=22.4g=22.4gmolmol-1-1(2)n(2)n与与V Vm m的关系的关系:n= mol:n= mol(3)m(3)m与与V Vm m的关系的关系:m=n:m=nM M= = M M(4)N(4)N与与V Vm m的关系的关系:N=n:N=nNA A= = NA A1V L V22.4 L mol22.4mVVmVV下列说法中下列说法中, ,正确的是正确的是( () )A.A.常温常压下常温常压下,11.2 L,

17、11.2 L氯气氯气(Cl(Cl2 2) )所含有的原子数为所含有的原子数为6.026.0210102323B.B.常温常压下常温常压下,28 g,28 g氮气所含有的原子数为氮气所含有的原子数为6.026.0210102323C.C.同温同压下同温同压下, ,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同同D.D.在标准状况下在标准状况下,0.5,0.56.026.0210102323个氧气分子所占的体积为个氧气分子所占的体积为11.2 L11.2 L【解析【解析】选选D D。A A中常温常压下中常温常压下,11.2 L Cl,11.2 L Cl2 2的物质的

18、量小于的物质的量小于0.5 mol;B0.5 mol;B中原子数为中原子数为2 26.026.0210102323;C;C中中“气体单质气体单质”可能可能是单原子分子、双原子分子或多原子分子是单原子分子、双原子分子或多原子分子, ,故所含原子数不故所含原子数不一定相同。一定相同。【互动探究【互动探究】B B项中氮气所占的体积是项中氮气所占的体积是22.4 L22.4 L吗吗? ?若不是若不是, ,其其与与22.4 L22.4 L的大小关系如何的大小关系如何? ?提示提示: :在常温常压下在常温常压下, ,温度高于标准状况温度高于标准状况, ,则气体的摩尔体积则气体的摩尔体积大于大于22.4 L

19、22.4 Lmolmol-1-1, ,故氮气的体积大于故氮气的体积大于22.4 L22.4 L。二、阿伏加德罗定律及其推论二、阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下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相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。目的分子。1.1.阿伏加德罗定律适用于哪种状态的物质阿伏加德罗定律适用于哪种状态的物质? ?提示提示: :只适用于气体。只适用于气体。2.2.在常温常压下在常温常压下,5 L CO,5 L CO2 2和和5 L O5 L O2 2都含有相同数目的原子吗都含有相同数目的原子吗? ?提示提示: :在相同的条件下

20、相同体积的任何气体都含有相同数目在相同的条件下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子的分子, ,即即COCO2 2和和O O2 2的分子数目相同的分子数目相同, ,但原子数目不同。但原子数目不同。3.3.同温同压下同温同压下,16 g O,16 g O2 2与与1 mol N1 mol N2 2的体积比是多少的体积比是多少? ?提示提示: :根据阿伏加德罗定律的推论知根据阿伏加德罗定律的推论知, ,同温同压时同温同压时, ,气体物气体物质的量与其体积成正比。质的量与其体积成正比。16 g O16 g O2 2的物质的量是的物质的量是0.5 mol,0.5 mol,与与1 mol N1 mol

21、N2 2的体积比是的体积比是1212。【知识点睛【知识点睛】阿伏加德罗定律的推论阿伏加德罗定律的推论条件条件内容内容表达式表达式类型一类型一同温同温同压同压气体的体积与物质的量成正比气体的体积与物质的量成正比气体的密度与摩尔质量成正比气体的密度与摩尔质量成正比1122VnVn1122MM条件条件内容内容表达式表达式类型二类型二同温同温同体积同体积气体的压强与物质的量成正比气体的压强与物质的量成正比类型三类型三同温同温同压同压同体积同体积气体的质量与摩尔质量成正比气体的质量与摩尔质量成正比1122pnpn1122mMmM【误区警示【误区警示】1.1.阿伏加德罗定律只适用于气体阿伏加德罗定律只适用

22、于气体, ,解题时要特别注意解题时要特别注意, ,防止审防止审不清题意不清题意, ,而用于固体或液体。而用于固体或液体。2.2.阿伏加德罗定律的推论中阿伏加德罗定律的推论中, ,有些是正比关系有些是正比关系, ,有些是反比关有些是反比关系系, ,使用时要注意仔细审查使用时要注意仔细审查, ,要通过公式推导要通过公式推导, ,真正理解各个真正理解各个推论的含义再应用推论的含义再应用, ,避免出现混乱。避免出现混乱。标准状况下标准状况下,mg A,mg A气体与气体与ngng B B气体分子数相等气体分子数相等, ,下列说法不正下列说法不正确的是确的是( () )A.A.标准状况下标准状况下, ,

23、同体积的气体同体积的气体A A和气体和气体B B的质量比为的质量比为mnmnB.25B.25时时,1 kg,1 kg气体气体A A与与1 kg1 kg气体气体B B的分子数之比为的分子数之比为nmnmC.C.同温同压下同温同压下, ,气体气体A A与气体与气体B B的密度之比为的密度之比为mnmnD.D.标准状况下标准状况下, ,等质量的等质量的A A与与B B的体积比为的体积比为mnmn【解析【解析】选选D D。标准状况下。标准状况下,mg A,mg A气体与气体与ngng B B气体分子数相等气体分子数相等, ,根据阿伏加德罗定律根据阿伏加德罗定律, ,则则A A、B B的物质的量相等的物

24、质的量相等, ,得得M MA A/M/MB B=m/n=m/n。标准状况下标准状况下, ,同体积的同体积的A A、B B的物质的量相等的物质的量相等, ,质量比等于摩尔质量比等于摩尔质量之比质量之比, ,为为mn,Amn,A项正确项正确; ;等质量的等质量的A A、B B的物质的量之比等的物质的量之比等于摩尔质量的反比于摩尔质量的反比, ,为为nm,Bnm,B项正确项正确; ;同温同压下同温同压下, ,气体密度气体密度之比等于摩尔质量之比之比等于摩尔质量之比, ,为为mn,Cmn,C项正确项正确; ;标准状况下标准状况下, ,等质等质量的量的A A、B B的体积比等于物质的量之比的体积比等于物

25、质的量之比, ,等于摩尔质量的反比等于摩尔质量的反比, ,为为nm,Dnm,D项错误。项错误。【变式训练【变式训练】( (双选双选) )两个体积相同的容器两个体积相同的容器, ,一个盛有一个盛有NO,NO,另一另一个盛有个盛有N N2 2和和O O2 2, ,在同温、同压下在同温、同压下, ,两容器内的气体一定具有相两容器内的气体一定具有相同的同的 ( () )A.A.原子总数原子总数B.B.质子总数质子总数C.C.分子总数分子总数 D.D.质量质量【解析【解析】选选A A、C C。由阿伏加德罗定律可知。由阿伏加德罗定律可知, ,在同温、同压下在同温、同压下, ,同体积的任何气体含有相同的分子

26、数同体积的任何气体含有相同的分子数, ,故两容器内分子总数故两容器内分子总数相等。由于相等。由于3 3种气体各自都是双原子分子种气体各自都是双原子分子, ,故原子总数一定相故原子总数一定相等。又由于等。又由于N N和和O O原子的质子数和摩尔质量不同原子的质子数和摩尔质量不同, ,则质子总数则质子总数和质量也不一定相等和质量也不一定相等, ,所以只有当所以只有当N N2 2和和O O2 2的物质的量之比为的物质的量之比为1111时时, ,质子总数和质量才相等。质子总数和质量才相等。【知识拓展【知识拓展】阿伏加德罗定律的应用阿伏加德罗定律的应用(1)(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况

27、阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况, ,也可以是也可以是其他温度和压强条件下其他温度和压强条件下, ,只要物质的存在状态一定是气态即只要物质的存在状态一定是气态即可。可。(2)(2)阿伏加德罗定律推论不可死记公式阿伏加德罗定律推论不可死记公式, ,可以通过理想气体的可以通过理想气体的状态方程状态方程:pV=nRT:pV=nRT, ,教材中虽未提及教材中虽未提及, ,但将其与但将其与n= n= 、n= n= 、n= n= 等有效结合等有效结合, ,可帮助我们去理解阿伏加德罗定律及其可帮助我们去理解阿伏加德罗定律及其推论。推论。mMmVVANN1.1.在一定温度和压强下在一定温度和压强下,

28、,气体体积主要取决于气体体积主要取决于( () )A.A.分子间的平均距离分子间的平均距离B.B.分子微粒的大小分子微粒的大小C.C.分子数目的多少分子数目的多少D.D.相对分子质量的大小相对分子质量的大小【解析【解析】选选C C。在一定温度和压强下。在一定温度和压强下, ,气体分子间的平均距离气体分子间的平均距离是定值是定值, ,气体体积主要取决于气体分子数目的多少。气体体积主要取决于气体分子数目的多少。2.2.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( () )A.A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积B

29、.B.通常状况下的气体摩尔体积约为通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L22.4 LC.C.标准状况下的气体摩尔体积约为标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L22.4 LD.D.相同物质的量的气体摩尔体积相同相同物质的量的气体摩尔体积相同【解析【解析】选选A A。B B项项, ,通常状况下的气体摩尔体积通常状况下的气体摩尔体积V Vm m22.4 L22.4 Lmolmol-1-1;C;C项项, ,标准状况下的气体摩尔体积约为标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L22.4 Lmolmol-1-1;D;D项项, ,同温同压下同温同压下, ,相同物质的量的气体的摩相同物质的量的气体的摩尔体积

30、是相同的。尔体积是相同的。3.(20133.(2013宁波高一检测宁波高一检测) )同温同压下同温同压下, ,等体积的下列气体等体积的下列气体, ,所含原子数最多的是所含原子数最多的是 ( () )A.OA.O2 2B.CHB.CH4 4C.COC.CO2 2 D.SO D.SO2 2【解析【解析】选选B B。同温同压下。同温同压下, ,等体积的气体物质的量相同等体积的气体物质的量相同, ,设均为设均为1 mol,1 mol,则则1 mol O1 mol O2 2含有含有2 mol2 mol氧原子氧原子,1 mol CH,1 mol CH4 4含有含有5 mol5 mol原子原子,1 mol CO,1 mol CO2 2含有含有3