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文档简介

1、 气体摩尔体积21标准状况下有关气体的重要计算公式(1)n(mol)(2)M(gmol1)22.4(Lmol1)(gL1)使用范围:适用于所有的气体,无论是纯净气体还是混合气体。当气体摩尔体积用22.4 Lmol1时必须是标准状况下。3对气体摩尔体积的理解(1)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 Lmol1,因此我们认为22.4 Lmol1是在特定条件下(即标准状况下)的气体摩尔体积。(2)并不一定只有在标准状况下1 mol气体的体积才是22.4 L。因为一定量气体体积的大小取决于温度和压强,且体积与压强成反比,与温度成正比,故1 mol气体在标准状况下的体积是22.4 L,在非标准状况下

2、也有可能是22.4 L。1L22.4 L molV 3 物质的质量、粒子数、物质的量等均为客观因素,不会因外界条件的改变而改变;而气体体积、气体密度等会受外界条件的影响。 “22.4L/mol” 必须在必须在标准状况标准状况和和气态物气态物质质两个条件同时具备才能使用,缺一不可。两个条件同时具备才能使用,缺一不可。高考干扰选项一直设在高考干扰选项一直设在“标准状况标准状况”上,用上,用“常温常压常温常压”、“相同状况相同状况”、“通常状况通常状况”、“25,1.01105Pa”等说法来代替等说法来代替“标准状况标准状况”,干扰一直都有效。,干扰一直都有效。4一、阿伏加德罗定律一、阿伏加德罗定律

3、 在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同的数目的分子。51.四同四同:同温同压同体积同温同压同体积同分子数同分子数2、数学表达式、数学表达式相同条件下: V1/V2=N1/N2n1n2注意:注意:(1)“三同三同”定定“一同一同”。(2)适用于气态物质。既适用于单一气体,)适用于气态物质。既适用于单一气体, 又适用于混合气体。又适用于混合气体。6三、阿伏加德定律的推论三、阿伏加德定律的推论由理想气体状态方程:PV=nRT,因为R是常数,所以在任何状态下,都有:PV/nT=定值状态状态1状态状态2P1、V1、n1、T1P2、V2、n2、T2则有:则有:=P1V1P2V2n1T1n2T2适用范

4、围:单一气体、混合气体、化学反应前后气体。适用条件:密闭容器7理想气体的状态方程理想气体的状态方程:PV=nRT P-压强压强V-体积体积n-物质的量物质的量R-常数常数T-热力学温度热力学温度(T=273+t)8介绍:介绍:克拉珀龙方程(理想气体状态方程):克拉珀龙方程(理想气体状态方程): PV=nRT (R=8.314 Pam3mol-1K-1)若若T=273KT=273K(00),),P=1.01P=1.0110105 5PaPa,n=1moln=1mol,R=8.314R=8.314( (即标准状况)则即标准状况)则 V=V=升升4.221001. 1273314. 81PnRT5=

5、 = = = 9气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例温度温度压强压强气体的量气体的量气体的气体的体积体积阿伏加德阿伏加德罗定律罗定律同温同温同压同压同分子数同分子数同体积同体积气体摩尔气体摩尔体积体积01大气压大气压1mol22.4L10. 根据根据克拉泊龙方程导出克拉泊龙方程导出阿伏加德罗定律的推论:阿伏加德罗定律的推论:11思考:思考:升4 .221001. 1273314. 81PnRTV5=1mol1mol任何气体只有在任何气体只有在标准状况下其体积才标准状况下其体积才约是约是22.422.4升吗?升吗?12例:例:1mol任何气体在常温下(任何气体在常温下(25),1.106105Pa

6、压强时的体积是多少压强时的体积是多少升?升?升升4.2210106. 1298314. 81PnRTV5= = = = 13气体状态方程气体状态方程:PV= n R T (1)PV=(m/M)RT(2)公式变形:公式变形:PM=m R T /V= RT即:即:M= RT/ P(3)二、阿伏加德罗定律的几个推论二、阿伏加德罗定律的几个推论14依据:依据:PV=n RT 或或 PV=RTMmP2V2P1V1=所以所以n1RT1n2RT21. 同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比 (已知P1=P2,T1=T2)2121nnVV= =阿伏加德罗定律的推论一阿伏加德罗定律的推论一语言叙说:在温度、压

7、强相同时,气体的体积与物质 的量成正比。15 练习练习1 1 同温同压下,同物质的量的乙炔气体(C2H2)与苯蒸气(C6H6)体积比是( )(A)3:1 (B)1:1 (C)1:3 (D)2:3 B162.同温同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比(已知T1=T2 ,V1=V2)依据:依据:PV=n RT 或或 PV=RTMmP2V2P1V1=n1RT1n2RT2所以所以2121nnPP= =阿伏加德罗定律的推论二阿伏加德罗定律的推论二语言叙说:在温度、体积相同时,气体的压强与物质的量成正比。17 练习练习2 2 1. 在某温度下,将0.1摩Cl2和0.4摩H2充入容积为2升的密闭容器中,测

8、得其压强为1大气压,点火充分反应后再恢复到原来温 度 时 , 容 器 内 的 压 强 是 ( )(A)0.2大气压 (B)0.6大气压 (C ) 1 个 大 气 压 ( D ) 无 法 确 定C练习:某温度下,在体积一定的密闭容器中,适量的氨气和氯气恰好完全反应:8 NH3+3 Cl2= N2+6 NH4Cl(固)则反应前后容器中的压强比应接近于( )(A)11 :1 (B)1 :11 (C)7 :11 (D)11 :7A18依据:依据:PV=n RT 或或 PV=3. 同温同压下,同体积任何气体的质量比等于摩尔质量(式量)之比(已知 T1=T2,P1=P2,V1=V2)RTMm所以所以P2V

9、2P1V1=m1M2RT1m2M1RT22121mmMM= =阿伏加德罗定律的推论三阿伏加德罗定律的推论三语言叙说:在温度、压强、体积相同时,气体的质量与摩尔质量成反比。19 练习练习3 3 1. 同温同压下,相同体积(或分子数或物质的量)的下列气体中,质量最大的是( )(A)氦气 (B)氢气 (C)氧气 (D)氮气 2. 某气体的质量是同温同压同体积氢气质量的22倍,则该气体的式量是( )(A)22 (B)66 (C)88 (D)44 CD20练习练习3 3. .同温同压下,相同体积的下列气体中,质 量最大的是( ) (A)氦气 (B)氢气 (C)氧气 (D)氮气 C练习4. 同温同压下,同

10、体积的甲乙两种气体的质 量比为7:4,如果乙的相对分子质量为16, 则甲气体的化学式为( ) (A)CO (B)HCl (C)SO2 (D)O2 A214. 同温同压下,相同质量的任何气体的体积与其摩尔质量(式量)成反比( 已知 T1=T2,P1=P2,m1=m2)依据:依据:PV=n RT 或或 PV=RTMmP2V2P1V1=m1M2RT1m2M1RT2所以所以=1221MMVV阿伏加德罗定律的推论四语言叙说:在温度、压强相同时,等质量的气体,气体的体积与气体的摩尔质量(相对分子质量)成反比。221. 现有两种气体,它们的分子量分别为MA:MB(1)当两种气体质量相同时,标准状况下A与B的

11、体积比为 ,所含分子数比为 。(2)当两种气体(同温同压)的体积相同时,A和B的质量比为 。 MB:MAMB:MAMA:MB练习练习: :同温同压下,等质量的二氧化硫和三氧化硫气体的体积比是 。练习45:4235. 同温同压下,任何气体密度比等于摩尔质量(式量)之比(已知T1=T2,P1=P2)以及 =m/V则:则:2121MM= =r rr r依据:PV=n RT 或 PV=RTMm2121nnVV=( (推论一已得)推论一已得)m1r r1 1m2r r2 2=m1M1m2M2所以所以阿伏加德罗定律的推论五语言叙说:在温度、压强相同时,气体的密度与气体的摩尔质量(相对分子质量)成正比。24

12、例、 求标准状况下氢气和氧气的密度比 。 (同温同压下)(同温同压下) D-相对密度相对密度 D=D =r r1 M1r r2 M2=r r(O2)= 32g/mol22.4L/mol 2g/mol22.4L/molr r(H2)=解:解:标准状况下标准状况下,1mol的气体的气体r r(H2)r r(O2)M(H2)M(O2) =251. 同温同压下,体积相同的下列气体,密度与其它三者不同的是( )(A)N2 (B)C2H4 (C)CO (D)H2S2. 同温同压下,密度相同的气体组是( )(A)CO、N2 (B)NO、CH4 (C)C2H4、NO (D)SO2、Cl2 DA练习526依据:

13、依据:PV=n RT 或或 PV=RTMm6. 同温同体积下,相同质量的任何气体的摩尔质量(式量)与压强成反比( 已知 T1=T2,V1=V2,m1=m2)P2V2P1V1m1M2RT1m2M1RT2=1221PP= =MMMM所以所以阿伏加德罗定律的推论六阿伏加德罗定律的推论六语言叙说:在温度、体积,质量相同时,气体的压强与气体的摩尔质量(相对分子质量)成正比。27例:在同温度,同体积和同质量的下列气体中,气体的压强最小的是( )(A)CO2 (B) CH4 (C) H2 (D) COA练习练习628依据:依据:PV=n RTP2V2P1V1=n1RT1n2RT2P2P1V1V2=所以所以7

14、. 同物质的量同温度下,任何气体体积与压强成反比(已知n1=n2,T1=T2)阿伏加德罗定律的推论七阿伏加德罗定律的推论七语言叙说:在温度、物质的量相同时,气体的压强与气体的体积成正比。298气体的密度和相对密度(1)任意状态下气体密度:(气体) gL1。(2)标准状况下气体密度:(气体) gL1。(3)A气体对B气体的相对密度D(B) mV122.4L molM 22.4MrABr rr r ABMM 309求混合气体平均式量的几种方法:(1)已知混合气体的总质量和总物质的量 ,则 。(2)已知标准状况下的气体密度,则 22.4_Lmol1。(3)已知相同条件下两种气体的相对密度为d,则 d

15、Mr。(4)已知各组分气体的体积分数,则MAa%MBb%MCc%。Mmn总总总总MM31随堂检测随堂检测1. 800mL的某气体,在标准状况下,质量是1克,求这种气体的式量。2. 某有机物气体在标准状况下密度为1.16克/升,求这种气体的式量。3. 某有机物气体在同温同压下对氢气的相对密度为2.69,求该气体的式量。 32 练习练习2 2 1.将H2、O2、N2三种气体分别装在三个容积相等的容器中,当温度和密度完全相同时,三种气体压强(P)的大小关系正确的是( )(A)P(H2)=P(O2)=P(N2) (B)P(H2)P(N2)P(O2)(C)P(H2)P(O2) P(N2) (D)P(N2

16、)P(O2) P(H2)B33 练习练习4 4 2. . 同温同压下,将同温同压下,将1 1体积的体积的NONO2 2和和2 2体积的体积的NONO进行比较,则进行比较,则NONO2 2与与NONO的:的:(1 1)分子数之比为)分子数之比为 ; (2 2)原子数之比为)原子数之比为 ; (3 3)质量之比为)质量之比为 ; (4 4)物质的量之比为)物质的量之比为 ; (5 5)摩尔质量之比为)摩尔质量之比为 。 1:23:41:234第二课时第二课时应用应用351、已知气体反应物的体积比,求生成、已知气体反应物的体积比,求生成物的分子式。物的分子式。2、式量的确定。、式量的确定。3、判断混

17、合气体的组成。、判断混合气体的组成。4、结合化学方程式的计算。、结合化学方程式的计算。三、阿伏加德罗定律的应用三、阿伏加德罗定律的应用361、求生成物的分子式例题例题1、在一定温度和压强下,、在一定温度和压强下,1体积体积X2(气)跟(气)跟3体积体积Y2(气)化合生成(气)化合生成2体积气态化合物体积气态化合物A,则化合,则化合物物A的化学式是(的化学式是( )A、XY3 B、XY C、X3Y D、X2Y3分析:分析:(1)由阿伏加德罗定律的推论:同温、同压下,由阿伏加德罗定律的推论:同温、同压下, V1/V2=n1/n2,得:得:n(X2): n(Y2): n(A) = 1: 3 :2(2

18、)由物质的量之比)由物质的量之比=化学方程式各物质前的系数比,化学方程式各物质前的系数比,反应的化学方程式可表示为:反应的化学方程式可表示为:X2+3Y2=2A。(3)根据质量守恒定律,可知)根据质量守恒定律,可知A的分子式为的分子式为XY3。A小结:小结:一般思路:(一般思路:(1)微粒个数比)微粒个数比=物质的量之比物质的量之比=化学化学方程式中各物质的系数比;(方程式中各物质的系数比;(2)写出化学反应方)写出化学反应方程式;(程式;(3)由质量守恒定律确定生成物的分子式。)由质量守恒定律确定生成物的分子式。 372、式量的确定、式量的确定例题2、有一真空瓶的质量为m1g,该瓶充入氧气后

19、总质量为m2g;在相同状况下,若改充某气体A后,总质量为m3g。则A的分子量为 。分析:分析:(1)m(O2)=m2m1(g)则:则:n(O2)=(m2m1)g/32gmol-1= (m2m1)/32 mol(2)m(A)=m3m1(g), 设气体设气体A的摩尔质量为的摩尔质量为M,则:则:n(A)=(m3m1)/M mol(3)因气体)因气体A与氧气的体积相等,由推论:与氧气的体积相等,由推论:V1/V2=n1/n2得:得:(m2m1)/32 mol = (m3m1)/M mol则:则:M=32(m3m1)/ (m2m1) (g/mol)32(m3m1)/ (m2m1)38小结:求式量的几种

20、方法:小结:求式量的几种方法:(1)应用阿伏加德罗定律求解。(如,例题)应用阿伏加德罗定律求解。(如,例题2)(2)已知标准状况下气体的密度()已知标准状况下气体的密度()求解:求解: M= 22 .4 (3)已知非标准状况下气体的压强()已知非标准状况下气体的压强(P)、温度()、温度(T)、)、 密度密度 () 求解:求解:M= R T / P(4)由摩尔质量公式求解:)由摩尔质量公式求解:M=m/n(5)混合气体的平均式量:)混合气体的平均式量: M(混)(混)= m(总)(总)/ n(总)(总)(6)由气体的相对密度求解(略)由气体的相对密度求解(略) 393、判断混合气体的组成、判断

21、混合气体的组成例题例题3、常温下,在密闭容器里分别充入两种气体各、常温下,在密闭容器里分别充入两种气体各0.1mol,在一定条件下充分反应后,恢复到原温度时,压强降低为开在一定条件下充分反应后,恢复到原温度时,压强降低为开始时的始时的1/4。则原混合气体可能是(。则原混合气体可能是( )。)。A、H2和和O2 B、HC l和和NH3 C、H2和和C l2 D、CO和和O2分析:由题意,反应前后温度相同、体积相同,由推论:分析:由题意,反应前后温度相同、体积相同,由推论:同温、同体积时:同温、同体积时: P2 / P1 =n2 /n1,逐一分析。,逐一分析。A项:项: 2H2 + O2= 2H2

22、O(液)(液) 2mol 1mol 0.1mol 0.05mol 由计算知:余由计算知:余0.05molO2,因此因此P反应后反应后 / P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前=0.05mol/(0.1+0.1)mol=1/4。符合题意。符合题意。B项:项: HC l + NH3= NH4C l(固体)(固体) 1mol 1mol 0.1mol 0.1mol 无气体剩余,反应后体系压强降为无气体剩余,反应后体系压强降为0,不合题意,不合题意C项:项: H2 + C l2 = 2HCl 1mol 1mol 2mol 0.1mol 0.1mol 0.2mol 反应前后气体的物质的量不变

23、,则体系压强不变。不合题意。反应前后气体的物质的量不变,则体系压强不变。不合题意。D项:项: 2CO + O2 = 2CO2 2mol 1mol 2mol 0.1mol 0.05mol 0.1mol据反应方程式知:据反应方程式知:O2过量,余过量,余0.05mol;生成;生成CO2 0.1mol,故故P反应后反应后/ P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前 =(0.1+0.05)mol /(0.1+0.1)mol = 3 / 4(不合题意)(不合题意)A40小结:T、V不变时,有气体参加的化学反应,反应前后体系压强的变化关系(1)若反应前后气体的总物质的量不变,则反应前后体系)若反

24、应前后气体的总物质的量不变,则反应前后体系压强不变。如:压强不变。如: H2+C l2 =2HCl(点燃),则(点燃),则n1=n2,有有P1=P2对于有气体参加的化学反应而言,在温度、容积不变时:对于有气体参加的化学反应而言,在温度、容积不变时:(2)若为气体物质的量减少的化学反应,则反应后体系压)若为气体物质的量减少的化学反应,则反应后体系压强减小。如:强减小。如: 2CO+O2=2CO2(点燃)则(点燃)则n2n1,有有P2n1,有有P2P1414、结合化学方程式的计算例题例题4、在一定体积的密闭容器中放入、在一定体积的密闭容器中放入3L气体气体R和气和气5L气体气体Q,在一定条件下发生

25、反应:在一定条件下发生反应:2R(g)+5Q(g)=4X(g)+n y(g)。)。反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中的则化学方程式中的n值是(值是( )。)。A、2 B、3 C、4 D、5解法一:可假设充入解法一:可假设充入3mol气体气体R和和5mol气体气体Q,由反应方程式:,由反应方程式: 2R(g)+5Q(g)=4X(g)+n y(g) 2mol 5mol 4mol n mol 3mol 5molR过量,余过量,余1mol R,生成,生成4mo l X气体和气体和n mo l Y气体,则:气体,则:

26、反应后气体物质的量为:反应后气体物质的量为: n反应后反应后=(4+n+1)mol由由P反应后反应后 / P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前 ,而,而P反应后反应后 / P反应前反应前=87.5% ,有:,有:(4+n+1)/(3+5) = 87.5%,所以:,所以:n=2.巧解:巧解:因反应完成后,压强变小,故该反应是气体分子数减因反应完成后,压强变小,故该反应是气体分子数减小的反应,即:小的反应,即:2+54+n,得:,得:n3,只能选,只能选A。A分析:由题意:反应前后体积不变、温度不变,则可由推论分析:由题意:反应前后体积不变、温度不变,则可由推论P2 / P1 =n2

27、 /n1来解答。来解答。42本节小结:43巩固练习:1、在、在100C时,碳酸氢铵分解:时,碳酸氢铵分解: NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g),求所得混合气体的平均式量为多少?求所得混合气体的平均式量为多少?2、同温、同压、同质量的下列气体,产生压强最大的、同温、同压、同质量的下列气体,产生压强最大的是(是( )A、H2 B、SO2 C、O2 D、CH41、分析:取、分析:取1molNH4HCO3考虑。由化学反应方程式:考虑。由化学反应方程式: NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g), 79g 1mol 1mol 1mol则则1mol NH4

28、HCO3受热分解生成受热分解生成3mol气体。气体。1molNH4HCO3质量为质量为79g,由质量守恒知,生成的,由质量守恒知,生成的3mol气体质量也为气体质量也为79g。得:。得:M=m(总)(总)/ n(总)(总)= 79(g)/ 3 =26.3 g/mol2、分析:同温、同压、同质量时:、分析:同温、同压、同质量时:V1/V2= M2 / M1。而在而在同温、同压下:同温、同压下: V1/V2=n1/n2,所以有:所以有: n1/n2= P1 / P2 =M2 / M1。显然,显然,M越小,越小,P越大。选越大。选A。A442.2.气体摩尔体积气体摩尔体积: :(1)(1)含义含义:

29、 :气体摩尔体积是指在一定温度和压强下气体摩尔体积是指在一定温度和压强下, ,单单位物质的量的气体所占有的体积位物质的量的气体所占有的体积, ,符号为符号为V Vm m, ,单位为单位为_。(2)(2)特例特例: :标准状况是指标准状况是指_,_,此情况下此情况下, ,气体摩尔体积为气体摩尔体积为_。(3)(3)气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系为为_。L Lmolmol-1-1温度为温度为0,0,压强为压强为101 kPa101 kPa22.4 L22.4 Lmolmol-1-1mVnV=45明确气体摩尔体积应用的明确气体摩尔体积应用的“四误

30、区四误区”(1)(1)使用使用“条件条件”: :指标准状况指标准状况, ,即即00、101 kPa101 kPa而不是指而不是指常温、常压。常温、常压。(2)(2)使用对象使用对象: :必须是气体物质必须是气体物质, ,可以是单一气体可以是单一气体, ,也可以也可以是混合气体。是混合气体。(3)(3)在标准状况下气体的摩尔体积约为在标准状况下气体的摩尔体积约为22.4 L22.4 Lmolmol-1-1, ,其其他条件下他条件下V Vm m不一定是不一定是22.4 L22.4 Lmolmol-1-1。(4)22.4 L(4)22.4 L气体气体, ,在标准状况下是在标准状况下是1 mol,1

31、mol,在非标准状况下在非标准状况下, ,可能是可能是1 mol,1 mol,也可能不是也可能不是1 mol1 mol。46小结:有关气体摩尔体积的主要计算关系小结:有关气体摩尔体积的主要计算关系mMM NANAVVmVm n N47基础自测基础自测1下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A标准状况下,标准状况下,1 mol任何物质的体积约为任何物质的体积约为22.4 LB1 mol气体的体积约为气体的体积约为22.4 LC1 mol氖气和氖气和1 mol氧气的体积相等氧气的体积相等D标准状况下,标准状况下,1 mol氖气和氯气混合气体氖气和氯气混合气体(任意体积任意体积比比)的体积约为的体

32、积约为22.4 L【答案答案】D2在同温同压下,在同温同压下,A容器中盛有容器中盛有H2,B容器中盛有容器中盛有NH3,若使它们所含的原子总数相等,则两个容器的体积之,若使它们所含的原子总数相等,则两个容器的体积之比是比是()A2 1B1 2C2 3D1 3【答案答案】A483两个体积相等的容器,一个盛两个体积相等的容器,一个盛NO,另一个盛,另一个盛N2和和O2,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的()A中子总数中子总数B质子总数质子总数 C分子总数分子总数 D质量质量【答案答案】C4下列关于同温同压下,等体积的下列关于同温同压下,等体积的C

33、O2和和CO的叙述:的叙述:质量相等密度相等所含分子数相等所含碳原质量相等密度相等所含分子数相等所含碳原子数相等。其中正确的是子数相等。其中正确的是()A B C D【答案答案】C5(1)在标准状况下,在标准状况下,8.96 L甲烷和一氧化碳的混合气体甲烷和一氧化碳的混合气体的质量为的质量为7.6 g,则混合气体的平均摩尔质量为,则混合气体的平均摩尔质量为_,混,混合气体中甲烷的体积为合气体中甲烷的体积为_,一氧化碳的质量为,一氧化碳的质量为_。(2)上述混合气体与标准状况下上述混合气体与标准状况下16.8 L氧气混合点燃,完氧气混合点燃,完全反应后,冷却至标准状况,反应后混合气体的平均摩尔质

34、全反应后,冷却至标准状况,反应后混合气体的平均摩尔质量为量为_。【答案答案】(1)19 gmol1;6.72 L;2.8 g496根据下列数据判断元素根据下列数据判断元素X的相对原子质量。的相对原子质量。(1)0 、1.01105 Pa时气态单质时气态单质Xn的密度为的密度为d gL1,则则X的相对原子质量为的相对原子质量为_。(2)相同状况下,一定体积的相同状况下,一定体积的X的气态氢化物的气态氢化物HmX的质量的质量是 等 体 积是 等 体 积 N H3的的 2 倍 , 则倍 , 则 X 的 相 对 原 子 质 量 为的 相 对 原 子 质 量 为_。(3)a个个X原子的总质量为原子的总质

35、量为b g,则,则X的相对原子质量可表示的相对原子质量可表示为为_。【答案答案】(1)(2)34m(m1,2)(3) NAba50创新创新方法探究方法探究提炼方法展示技巧提炼方法展示技巧方法归纳方法归纳考点一:有关气体摩尔体积的概念和计算考点一:有关气体摩尔体积的概念和计算规律技巧规律技巧1n、m、V、N之间的换算关系之间的换算关系明确以明确以“物质的量物质的量”为中心的各物理量的网络结构是解为中心的各物理量的网络结构是解题的关键,其关系如下:题的关键,其关系如下: 即即n VVmmMANN51例例1 1(2007年海南,年海南,4)下列有关气体体积的叙述中正确下列有关气体体积的叙述中正确的是

36、的是()A在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由构成气体分子的大小决定由构成气体分子的大小决定B在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由物质的量多少决定由物质的量多少决定C不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同定不同D气体摩尔体积是指气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为任何气体所占的体积约为22.4 L【解析解析】气体体积是由气体分子数目多少及气体分子间气体体积是由气体分子数目多少及气体分子间平均距离决定的,与气体分子本身的大

37、小无关,而气体分子平均距离决定的,与气体分子本身的大小无关,而气体分子间的平均距离又是由外界因素中的温度与压强决定的,故间的平均距离又是由外界因素中的温度与压强决定的,故A项错误而项错误而B项正确;相同分子数目的气体,若外界温度和压项正确;相同分子数目的气体,若外界温度和压强不同,其体积就可能不同,故强不同,其体积就可能不同,故C项错误;气体摩尔体积是项错误;气体摩尔体积是指一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积,但其指一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积,但其数值不一定为数值不一定为22.4 L,故,故D项错误。项错误。【答案答案】B52变式训练变式训练1 1 下列叙述中正确的

38、是下列叙述中正确的是()标准状况下,标准状况下,0.2 mol任何物质的体积都为任何物质的体积都为4.48 L若若1 mol气体的体积为气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况,则它一定处于标准状况下下标准状况下,标准状况下,1 L HCl和和1 L H2O的物质的量相同的物质的量相同标准状况下,标准状况下,1 g H2和和14 g N2的体积相同的体积相同标准状况下,标准状况下,6.021023 个分子所占的体积约为个分子所占的体积约为22.4 L同种气体的摩尔体积总是相同的同种气体的摩尔体积总是相同的标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷的混合物标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷

39、的混合物22.4 L,则所含的分子数为,则所含的分子数为NAA B C D53【解析解析】标准状况下,标准状况下,0.2 mol气体的体积为气体的体积为4.48 L,而而0.2 mol固体或液体的体积并不是固体或液体的体积并不是4.48 L,故错;非标,故错;非标准状况下,准状况下,1 mol气体的体积在一定温度和压强下也有可能是气体的体积在一定温度和压强下也有可能是22.4 L,故错;标准状况下,故错;标准状况下,H2O为固体或固液混合为固体或固液混合物,因此物,因此1 L H2O的物质的量与的物质的量与1 L HCl气体的物质的量不相气体的物质的量不相同,故错;同,故错;1 g H2和和1

40、4 g N2的物质的量都为的物质的量都为0.5 mol, 因此因此在标准状况下,其体积都为在标准状况下,其体积都为11.2 L, 故对;故对;6.021023个个分子在标准状况下所占的体积不一定是分子在标准状况下所占的体积不一定是22.4 L,因为它不一,因为它不一定是气体分子,故错;摩尔体积取决于温度和压强,在定是气体分子,故错;摩尔体积取决于温度和压强,在相同温度和压强下气体的摩尔体积才相同,故错;标准相同温度和压强下气体的摩尔体积才相同,故错;标准状况下,状况下,22.4 L混合气体的物质的量为混合气体的物质的量为1 mol, 则则1 mol气体所气体所含的分子数为含的分子数为NA,故对

41、。,故对。【答案答案】D54考点二:阿伏加德罗定律及其推论的应用考点二:阿伏加德罗定律及其推论的应用规律技巧规律技巧阿伏加德罗定律推论阿伏加德罗定律推论相同条件相同条件推导结论推导结论文字表达文字表达T、p 同温同压下,任何气体的体积之比物质同温同压下,任何气体的体积之比物质的量之比分子数之比的量之比分子数之比T、V 同温同体积下,任何气体的压强之比物同温同体积下,任何气体的压强之比物质的量之比分子数之比质的量之比分子数之比T、p、V 同温同压同体积下,任何气体的质量之比同温同压同体积下,任何气体的质量之比摩尔质量之比摩尔质量之比T、p、V 同温同压同体积下,任何气体的密度之比同温同压同体积下

42、,任何气体的密度之比质量之比摩尔质量之比质量之比摩尔质量之比T、p、m 同温同压同质量的任何气体,密度和体积同温同压同质量的任何气体,密度和体积成反比,密度和物质的量成反比成反比,密度和物质的量成反比12VV12nn12NN12pp12nn12NN12MM12mm12r rr r12mm12MM12r rr r21VV12nn55特别提醒特别提醒以上推论在运用时必须注意适用的条件和对象。以上推论在运用时必须注意适用的条件和对象。对于公式切勿死记硬背,应理解其推导方法对于公式切勿死记硬背,应理解其推导方法(即根据理即根据理想气体状态方程想气体状态方程pVnRT RT进行推导进行推导)。例例2 2

43、(2007年全国年全国)在三个密闭容器中分别充入在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强体的压强(p)从大到小的顺序是从大到小的顺序是()Ap(Ne)p(H2)p(O2)Bp(O2)p(Ne)p(H2)Cp(H2)p(O2)p(Ne)Dp(H2)p(Ne)p(O2)【解析解析】由由pVnRT,n ,mV可得,同温、可得,同温、同密度的不同气体之间有如下关系:同密度的不同气体之间有如下关系: ,由于,由于M(O2)M(Ne)M(H2),所以有,所以有p(H2)p(Ne)p(O2)。【答案答案】Dm

44、MmM12pp21MM56变式训练变式训练2 2 同温同压下,同温同压下,x g甲气体和甲气体和y g乙气体占有相乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述中错误的是同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述中错误的是()Ax y等于甲与乙的相对分子质量之比等于甲与乙的相对分子质量之比Bx y等于等质量的甲与乙的分子个数之比等于等质量的甲与乙的分子个数之比Cx y等于同温同压下甲与乙的密度之比等于同温同压下甲与乙的密度之比 Dy x等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比【解析解析】根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积根据阿伏加德罗定律,

45、同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数,所以的气体具有相同的分子数,所以x g甲气体和甲气体和y g乙气体就具乙气体就具有相同的分子数或是相同的物质的量。即有相同的分子数或是相同的物质的量。即 ,所以所以x yM(甲甲) M(乙乙), 故故A项正确;同温同压下,气体的项正确;同温同压下,气体的密度之比等密度之比等于其摩尔质量之比,即于其摩尔质量之比,即 , 故故C项正确;同温项正确;同温同体积下,等同体积下,等质量质量(即即xy)则压强之比等于其物质的量之比,则压强之比等于其物质的量之比, 即即p(甲甲) p(乙乙)n(甲甲) n(乙乙) M(乙乙) M(甲甲)y x, 故故D项正确。项正

46、确。【答案答案】BxM甲甲yM乙乙r rr r甲甲乙乙MM甲甲乙乙xM甲甲yM乙乙57考点三:物质的量在化学方程式计算中的应用考点三:物质的量在化学方程式计算中的应用规律技巧规律技巧1化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系,因此化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系,因此不纯物质的量必须换算成纯净物的量,才能按化学方程式列不纯物质的量必须换算成纯净物的量,才能按化学方程式列出比例式进行计算。出比例式进行计算。2在比例式中,同一物质用同一单位,不同物质可以在比例式中,同一物质用同一单位,不同物质可以用两种不同的单位,只要注意它们成比例关系就行。即在比用两种不同的单位,只要注意它们成比例关系就行。

47、即在比例式中要遵循例式中要遵循“上、下单位要一致,左右单位要对应上、下单位要一致,左右单位要对应”的原的原则。则。 3如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算。如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。算。58例例3 3(2007年天津理综年天津理综)黄铁矿主要成分是黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g样品在空气中充分样品在空气中充分燃烧,将生成的燃烧,将生成的SO2气体与足量气体与足量Fe2(SO4)3溶液

48、完全反应后,溶液完全反应后,用浓度为用浓度为0.02000 molL1的的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,标准溶液滴定至终点,消耗消耗K2Cr2O7溶液溶液25.00 mL。已知:已知:SO22Fe32H2OSO422Fe24HCr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O(1)样品中样品中FeS2的质量分数是的质量分数是(假设杂质不参加反假设杂质不参加反应应)_。(2)若燃烧若燃烧6 g FeS2产生的产生的SO2全部转化为全部转化为SO3气体时放出气体时放出9.83 kJ热量,产生的热量,产生的SO3与水全部化合生成与水全部化合生成H2SO4,放出,放出13.03 kJ热量,写出热量

49、,写出SO3气体转化为气体转化为H2SO4的热化学方程式:的热化学方程式:_。(3)煅烧煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积的体积(标准状标准状况下况下)为为_L,制得,制得98%的硫酸质量为的硫酸质量为_t,SO2全部转化为全部转化为H2SO4时放出的热量是时放出的热量是_kJ。59【解析解析】(1) 3FeS26SO212Fe22Cr2O72360 g 2 mol 0.1000 gw0.025 L0.02000 molL1 w90.00% (2)n(FeS2) mol0.05 mol,n(SO2)n(SO3)0.1 mol,则,则SO3生成生成1 mol H

50、2SO4放出的热量为放出的热量为130.3 kJ,热化学,热化学方程式为方程式为SO3(g)H2O(l)H2SO4(l);H130.3 kJmol1。(3)FeS22SO22H2SO40.12103 t 222.4 L 0.196103 t90% t V(SO2) m(溶液溶液)98%V(SO2)3.36106 L;m(溶液溶液)15 t;n(SO2)n(SO3)1.5105 mol,放出的热量为,放出的热量为1.5105 mol(98.3130.3) kJmol13.43107 kJ。【答案答案】(1)90.00%(2)SO3(g)H2O(l)H2SO4(l);H130.3 kJmol1(3

51、)3.36106;15;3.4310760变式训练变式训练3 3为测定人呼出气体中为测定人呼出气体中CO2的含量,将的含量,将1000 mL呼出的气体通入呼出的气体通入50.0 mL Ba(OH)2溶液中,使其完全吸溶液中,使其完全吸收,过滤后取出收,过滤后取出20.0 mL澄清溶液,向其中滴加澄清溶液,向其中滴加0.100 molL1的盐酸,当用去的盐酸,当用去20.4 mL盐酸时恰好完全反应。另取盐酸时恰好完全反应。另取20.0 mL原原Ba(OH)2溶液,用相同的盐酸与之反应,当耗去溶液,用相同的盐酸与之反应,当耗去36.4 mL盐盐酸时,恰好完全反应。试计算人呼出气体中酸时,恰好完全反

52、应。试计算人呼出气体中CO2的体积分数的体积分数(气体体积在标准状况下测定气体体积在标准状况下测定)。【解析解析】根据题意,气体通入根据题意,气体通入Ba(OH)2溶液中,其中溶液中,其中CO2完全被完全被Ba(OH)2溶液吸收,生成溶液吸收,生成BaCO3沉淀,向过滤后沉淀,向过滤后的的20.0 mL澄清溶液中加入盐酸,应该是未反应完的澄清溶液中加入盐酸,应该是未反应完的Ba(OH)2溶液继续与盐酸反应。溶液继续与盐酸反应。61Ba(OH)22HClBaCl2H2O1 2nBa(OH)20.100 molL1(36.420.4)103 LnBa(OH)28.0104 mol则则50 mL B

53、a(OH)2溶液中与溶液中与CO2反应的反应的Ba(OH)2的物质的的物质的量为:量为:8.0104 mol2103 molCO2Ba(OH)2BaCO3H2O由化学方程式可知:由化学方程式可知:n(CO2)nBa(OH)22103 mol,在标准状况下的体积为:,在标准状况下的体积为:V(CO2)2103 mol22.4 Lmol14.48102 L人呼出气体中人呼出气体中CO2的体积分数为:的体积分数为:100% 4.48%。【答案答案】人呼出气体中人呼出气体中CO2的体积分数为的体积分数为4.48%。62体验成功体验成功1(2010海口调研海口调研)人们常用干冰营造云雾缭绕的舞台效人们常

54、用干冰营造云雾缭绕的舞台效果,这是因为干冰在室温下很容易直接变成气体。在此过程果,这是因为干冰在室温下很容易直接变成气体。在此过程中体积可以增大很多倍,原因是中体积可以增大很多倍,原因是()【答案答案】D 632(2010德州调研德州调研)标准状况下,标准状况下,1 L下列各物质具有相下列各物质具有相同物质的量的一组是同物质的量的一组是()ACO和和H2O BCl2和和P2O5CHCl和和SO2 DNH3和和C6H6【解析解析】由阿伏加德罗常数定律可知,同温同压下,相由阿伏加德罗常数定律可知,同温同压下,相同体积的气体具有相同的物质的量同体积的气体具有相同的物质的量(或分子数或分子数)。A项中

55、水为液项中水为液体,体,B项中项中P2O5为固体,为固体,D项中项中C6H6为液体,故为液体,故A、B、D三三项均错误。项均错误。【答案答案】C3(2010南昌模拟南昌模拟)下列各选项中的两种气体,分子数一下列各选项中的两种气体,分子数一定相等的是定相等的是()A质量相等、密度不等的质量相等、密度不等的N2和和C2H4B体积相等、密度不等的体积相等、密度不等的CO和和N2C质量相等、体积相等的质量相等、体积相等的H2和和O2D体积相等、压强相等的体积相等、压强相等的H2和和O2【解析解析】N2和和C2H4的摩尔质量相同,它们的质量相等时的摩尔质量相同,它们的质量相等时物质的量也相等,故物质的量

56、也相等,故A项正确;项正确;CO和和N2的摩尔质量相同,但的摩尔质量相同,但它们体积相等、密度不等,即质量不相等,因而物质的量不它们体积相等、密度不等,即质量不相等,因而物质的量不相等,故相等,故B项错误;根据气体性质,相同温度、相同压强、项错误;根据气体性质,相同温度、相同压强、相同体积的气体相同体积的气体,具有相同数目的分子具有相同数目的分子,故故C、D两项均错误。两项均错误。【答案答案】A644(2010江西师大附中月考江西师大附中月考)右图中两条曲线分别表示右图中两条曲线分别表示1 g C3H6、1 g M气体在相同体积的容器中压强和温度的关系,气体在相同体积的容器中压强和温度的关系,

57、试根据图判断试根据图判断M气体可能是气体可能是()AC2H4BCO2CC3H8DH2S【解析解析】本题考查了阿伏加德罗定律及其应用。在温度本题考查了阿伏加德罗定律及其应用。在温度和体积相同时,压强和气体的物质的量成正比,质量相同和体积相同时,压强和气体的物质的量成正比,质量相同时,物质的量与摩尔质量成反比,由此可见,在质量、温度时,物质的量与摩尔质量成反比,由此可见,在质量、温度与体积相同时,摩尔质量与压强成反比。在计算时以温度为与体积相同时,摩尔质量与压强成反比。在计算时以温度为50 时较方便。时较方便。【答案答案】A655(2010济南联考济南联考)有一平均相对分子质量为有一平均相对分子质

58、量为30的由的由CO、C2H4和和O2组成的混合气体,经点燃充分燃烧后,测得组成的混合气体,经点燃充分燃烧后,测得反应后的混合气体中不再含有反应后的混合气体中不再含有CO和和C2H4。请回答下列问。请回答下列问题:题:(1)原混合气体中原混合气体中O2的体积分数的体积分数w(O2)为为_。(2)原混合气体中原混合气体中CO的体积分数的体积分数w(CO)的取值范围为的取值范围为_。(3)原混合气体中原混合气体中C2H4的体积分数的体积分数w(C2H4)的取值范围的取值范围为为_。【解析解析】(1)CO、C2H4的相对分子质量均为的相对分子质量均为28,故,故CO、C2H4的混合气体可看做整体分析

59、,由十字交叉法:的混合气体可看做整体分析,由十字交叉法:66 ,故原混合气体中,故原混合气体中O2的体积分数的体积分数 w(O2)50%。(2)由由(1)可设可设CO、C2H4的物质的量之和为的物质的量之和为1 mol,O2为为1 mol,其中,其中CO的物质的量为的物质的量为a、C2H4为为b。当。当CO、C2H4完全完全反应,反应,O2也恰好消耗完时,有:也恰好消耗完时,有:2COO2 2CO2C2H43O2 2CO22H2O 2 1 1 3 a 0.5a b 3b , 此状况为临界状态,此状况为临界状态,结合化学方程式分析可知:结合化学方程式分析可知:0.8 moln(CO)1 mol、

60、0n(C2H4)0.2 mol,才能满足,才能满足CO、C2H4无剩余的条件,故无剩余的条件,故有:有:40%w(CO)50%、0w(C2H4)10%。【答案答案】(1)50%(2)40%w(CO)50%(3)0t2t1)时的密度时的密度()和气体摩尔体积和气体摩尔体积(Vm)如下:如下:可知,可知,t2 时无水氯化铝存在形式的化学式为时无水氯化铝存在形式的化学式为()AAlCl3 BAlCl3和和Al2Cl6CAl3Cl9 DAl2Cl6【解析解析】t2 时,气体的摩尔质量为时,气体的摩尔质量为2.67 gL170.0 Lmol1186.9 gmol1,而,而M(AlCl3)133.5 gm

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