新教材鲁科版高中化学必修一 1.3.2 气体摩尔体积 教学讲义

1、精品文档 精心整理精品文档 可编辑的精品文档第2课时气体摩尔体积发展目标体系构建1通过对1 mol物质的体积的交流研讨，提出摩尔体积这个概念，体会引入“气体摩尔体积”的意义。2能够运用物质的量与气体摩尔体积间的关系进行简单计算。3了解阿伏加德罗定律及应用。4能够熟练掌握物质的量在化学方程式中的应用。一、气体摩尔体积1影响物质体积的因素1 mol物质的体积如下表：化学式体积(20 ，101 kPa)Fe7.2 cm3NaCl27.0 cm3H2O18.0 cm3C2H5OH58.3 cm3H224.0 LO224.0 LCO223.9 L(1)上表中固体、液体在相同状况下体积各不相同。上表中气体

2、在相同状况下体积几乎相同。(2)原因分析：气体分子间距受温度和压强影响，在相同的温度和压强下，气体分子间距离近似相等。固体、液体的粒子大小各不相同，粒子间距离比粒子的直径小的多，可忽略不计，当粒子数目相同时，固体、液体体积各不相同。气体分子间距离比分子直径大得多，忽略粒子大小的影响，在相同的温度和压强下，粒子数目相同时气体体积相同。(3)结论：讨论1 mol气体的体积比讨论1 mol固体或者液体的体积更有意义和价值。2气体摩尔体积二、阿伏加德罗定律1内容：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。2内容总结：“三同”定“一同”1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)通常状况下

3、的气体摩尔体积约为22.4 L。()(2)标准状况下，36 g水的体积约为44.8 L。()(3)1 mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4 L。()(4)在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。()答案(1)(2)(3)(4)2标准状况下，0.4 mol HCl气体的体积是()A22.4 LB11.2 LC4.48 LD8.96 LDV0.4 mol22.4 Lmol18.96 L。3下列叙述正确的是()A影响气体体积的主要因素是气体分子的大小B1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 LC只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 Lmol1D标准

4、状况下，22.4 L任何气体的物质的量都约为1 molD标准状况下气体摩尔体积及相关计算CO2是植物光合作用的必需原料。某研究机构测定CO2含量如图所示。1在该测定条件下，1立方米空气所含气体分子的物质的量是多少？提示：neq f(V,Vm)eq f(1000 L,22.4 Lmol1)44.6 mol。2在本次测定中，每立方米空气所含的CO2气体的体积是多少？提示：VnVmeq f(m,M)Vmeq f(88 g,44 gmol1)22.4 Lmol144.8 L。1标准状况下的气体摩尔体积eq x(在0 、101 kPa时)，eq x(1 mol)eq x(任何气体)的体积都 条件 标准

5、对象eq x(约为22.4 L) 数值(1)标准状况(0 、1.01105 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 Lmol1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(1)气体的物质的量neq f(V,Vm)。(2)气体的密度eq f(m,V)eq f(m,nVm)eq f(M,Vm)。(3)气体的分子数NnNAeq f(V,Vm)NA。(4)气体的质量mnMeq f(V,Vm)M。1同温同压下：任何气体的摩尔体积Vm都相同，但不一定等于22.4 Lmol1。2不能混淆标准状况和常温常压，两者压强相同，但温度

6、不同。 因为温度升高气体分子之间的距离变大，所以常温常压下的气体摩尔体积比标准状况下的气体摩尔体积大。3气体摩尔体积不能理解为体积，体积的单位是L或m3，而气体摩尔体积的单位是Lmol1或m3mol1。1下列说法中正确的是()A32 g O2的体积为22.4 LB22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子C在标准状况下，22.4 L水的物质的量为1 molD在0 、1.01105 Pa下，22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22.4 LD32 g O2为1 mol，但1 mol气体的体积不一定是22.4 L，同样22.4 L气体的物质的量也不一定为1 mol，即22.4 L N

7、2不一定含有阿伏加德罗常数个氮气分子，故A、B均不正确；在标准状况下，水为液态，22.4 L水的物质的量不是1 mol，故C不正确；0 、1.01105 Pa就是标准状况下对应的温度和压强，在该条件下，1 mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4 L。2下列说法中正确的是()A1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 LB标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 LC标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 LD标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 molD气体体积受温度、压强影响，A项

8、未指明温度、压强；B项气体摩尔体积单位为Lmol1；C项标准状况下，水为非气态，不适用于气体摩尔体积；D项标准状况下，22.4 L混合气体中分子总数为NA，N2和N2O每个分子都含有两个氮原子，则混合气体中所含有的氮原子的数目为2NA，物质的量为2 mol。3(1)标准状况下，33.6 L氧气的物质的量为_mol；标准状况下，2 mol氢气的体积为_L。(2)标准状况下，6 g氢气的体积为_L；标准状况下，体积为11.2 L的CO2的质量为_g。(3)标准状况下，11.2 L氯气的分子数目是_；标准状况下，1.2041023个氧气分子的体积是_L。(4)标准状况下，某气体的密度为1.25 gL

9、1，则其摩尔质量为_gmol1。解析(1)neq f(V,Vm)eq f(33.6 L,22.4 Lmol1)1.5 mol；VnVm2 mol22.4 Lmol144.8 L。(2)VnVmeq f(m,M)Vmeq f(6 g,2 gmol1)22.4 Lmol167.2 L；mnMeq f(V,Vm)Meq f(11.2 L,22.4 Lmol1)44 gmol122 g。(3)NnNAeq f(V,Vm)NAeq f(11.2 L,22.4 Lmol1)6.021023mol13.011023；VnVmeq f(N,NA)Vmeq f(1.2041023,6.021023mol1)22

10、.4 Lmol14.48 L。(4)MVm1.25 gL122.4 Lmol128 gmol1。答案(1)1.544.8(2)67.222(3)3.0110234.48(4)28阿伏加德罗定律及推论阿伏加德罗定律：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。即：eq blc rc(avs4alco1(T1T2,p1p2,V1V2)eq o(,sup8(任何气体)N1N2n1n21同温同压下，两种气体的体积大小与什么有关？提示：同温同压下，气体分子之间的距离相同，所以分子数越多，气体体积越大，即同温同压下，气体的体积与其物质的量的多少有关。2同温同压下，相同体积的任何气体都具有相

11、同的质量吗？为什么？提示：不一定。同温同压下，相同体积的任何气体都具有相同的物质的量，气体的摩尔质量不同时，相同物质的量的气体的质量也不相同。3同温同压下，不同气体的密度相同吗？为什么？提示：不一定相同。因为eq f(1,2)eq f(f(M1,Vm),f(M2,Vm)eq f(M1,M2)，不同气体的摩尔质量不一定相同，故密度也不一定相同。4相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1 mol氮气，乙中盛放2 mol氮气，则在相同温度下，甲、乙两容器中压强相同吗？提示：不相同。同温同体积时，气体的物质的量越大，压强越大。1阿伏加德罗定律及其推论的理论依据pVnRTpVeq f(m,M)RTpMRT。

12、2阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述同温同压eq f(V1,V2)eq f(n1,n2)eq f(N1,N2)同温同压下，体积比等于物质的量之比，等于分子数之比同温同容eq f(p1,p2)eq f(n1,n2)eq f(N1,N2)同温同容下，压强比等于物质的量之比，等于分子数之比同温同压eq f(1,2)eq f(M1,M2)同温同压下，密度比等于摩尔质量之比同温同压同体积eq f(m1,m2)eq f(M1,M2)同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比正确理解阿伏加德罗定律的应用(1)阿伏加德罗定律的适用对象是气体(单一气体或混合气体)，不适用于液体或固体。(2)“

13、三同”定“一同”。同温、同压、同体积和同分子数，四“同”共同存在，相互制约，只要有三“同”成立，则另一“同”就必定成立。(3)“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量，若两个量相同，则另两个量成正比或反比。(4)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。1同温同压下，等质量的SO2气体和SO3气体相比较，下列叙述中正确的是()A密度之比为45B物质的量之比为45C体积之比为11D原子数之比为34A根据eq f(1,2)eq f(M1,M2)eq f(64,80)eq f(4,5)，A正确；eq f(n1,n2)eq f(f(m,M1),f(m,M2)eq f(M2,M1)eq f(80

14、,64)eq f(5,4)，B错误；eq f(V1,V2)eq f(n1,n2)eq f(5,4)，C错误；原子数之比为eq f(3n1,4n2)eq f(15,16)，D错误。2在一定温度和压强下，1体积的A2气体和3体积的B2气体化合成2体积的C气体，则C的化学式为()AAB3BABCA3BDA2D3AT、p一定时，体积之比等于物质的量之比，故反应方程式为A23B2=2C，根据元素守恒可知C的化学式为AB3。3在标准状况下，a g气体A与b g气体B的分子数相同。则与此有关的下列说法中不正确的是()A气体A与气体B的摩尔质量之比为abB同温同压下，气体A与气体B的密度之比为baC质量相同的

15、气体A与气体B的分子数之比为baD相同状况下，同体积的气体A与气体B的质量之比为abB对于分子数相同的气体，其摩尔质量之比等于质量之比，A、D对；同温同压下，A与B的密度之比应等于其摩尔质量之比ab，B项错；质量相同的气体的分子数之比等于摩尔质量的反比，C项对。各物理量在方程式中的关系已知参与反应的各物质的物理量之间的比例关系如下：aAbB=cCdD系数比： a b c d质量比： aMA bMB cMCdMD物质的量比：a b c d1若上述反应中参加反应的物质均为气态，则反应的各气体体积之间有怎样的定量关系？提示：在同温同压下，参加反应的气体体积之比等于化学方程式中各气体前的系数之比，即V

16、(A)V(B)V(C)V(D)abcd。2若上述反应中C为气体，则反应物A的质量与反应物B的物质的量以及气体C在标准状况下的体积有怎样的定量关系？提示：aAbB=cC(g)dDaMA g b mol c22.4 Lm(A) n(B) V(C)则比例关系：eq f(aMA g,mA)eq f(b mol,nB)eq f(c22.4 L,VC)。3如何计算标准状况下4.48 L H2与足量O2反应生成H2O的质量。提示：方法一：先把4.48 L换算成物质的量为0.2 mol，再根据物质的量之比方程式系数之比算出生成的H2O为 0.2 mol，最后用公式mnM算出H2O的质量为3.6 g。方法二：找

17、出直接关系：44.8 L H2生成36 g H2O，则4.48 L H2生成3.6 g H2O。4在化学反应中，反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量吗？为什么？提示：不一定。因为化学反应过程中，物质的总物质的量可能不变、减小或增大，与化学方程式中的系数有关。根据化学方程式计算有关物质的量应用于化学方程式的计算，其步骤可归纳为“2个未知”和“2个式子”，即根据题意设未知量，根据方程式列关系式，根据关系式列比例式，根据比例式求未知数。1设未知量：根据题意设出未知量。对于未知量的设置，一要注意未知量的表示符号；二要注意未知量不带单位。2列关系式：根据化学方程式列关系式时，不同的物质，可以用不

18、同的单位，同一种物质只能用同一种单位，即上下单位相同，左右单位对应。3列比例式：根据关系式列比例式时，要注意比例式等号两边物质的比例关系要相对应。4求未知数：根据比例式求未知数，要注意挖掘题干中对数字位数要求的隐含信息，主要体现为保留小数点后几位或保留几位有效数字。1在标准状况下，0.224 L CH4气体充分燃烧时，消耗氧气的物质的量为_mol，生成水的质量为_g。解析设消耗氧气的物质的量为x，生成水的质量为y。CH42O2eq o(=,sup8(点燃)CO22H2O 22.4 L 2 mol 36 g 0.224 L x yeq f(22.4 L,0.224 L)eq f(2 mol,x)

19、eq f(36 g,y)解得x0.02 mol，y0.36 g。即消耗0.02 mol O2，生成0.36 g水。答案0.020.362(1)将9.2 g钠投入足量的水中，生成NaOH的质量为_，生成H2的体积在标准状况下为_。(2)400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6 L Cl2(标准状况)完全反应，生成NaClO的物质的量为_。解析(1)依据题意写出正确的化学方程式找出量的关系列比例求解2Na2H2O=2NaOHH246 g 80 g 22.4 L9.2 g m(NaOH)V(H2)eq f(46 g,9.2 g)eq f(80 g,mNaOH)m(NaOH)eq f(9.2 g8

20、0 g,46 g)16 g，eq f(46 g,9.2 g)eq f(22.4 L,VH2)V(H2)eq f(9.2 g22.4 L,46 g)4.48 L。(2)n(Cl2)eq f(5.6 L,22.4 Lmol1)0.25 mol。2NaOHCl2=NaClNaClOH2O1 mol 1 mol0.25 mol n(NaClO)0.25 moln(NaClO)11，则n(NaClO)0.25 mol。答案(1)16 g4.48 L(2)0.25 mol3过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12 L。(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量为_。(2)反应后生成N

21、aOH的物质的量是_。解析2Na2O22H2O=4NaOHO2278 g 4 mol 22.4 Lm(Na2O2) n(NaOH) 1.12 Leq f(278 g,mNa2O2)eq f(22.4 L,1.12 L)，m(Na2O2)7.8 g；eq f(4 mol,nNaOH)eq f(22.4 L,1.12 L)，n(NaOH)0.2 mol。答案(1)7.8 g(2)0.2 mol随着人们生活水平的提高，家用轿车已成为每个家庭的常用交通工具。汽车尾气的排放会给环境带来一定的影响，汽车尾气的主要成分是CO、NO、NO2等有毒气体，因此汽车尾气是否达标是衡量汽车性能的重要指标之一。欧排放标

22、准极限值如下表：标准欧(体积分数)CO1.50%NOx3.50%PM0.02%1若NOx按欧标准排放，则在标准状况下每立方米尾气中所允许的物质的量最大值是多少？提示：neq sdo10(NOx)eq f(1000 L3.50%,22.4 Lmol1)1.56 mol。2与4.6 g NO2中氧原子个数相等的CO气体在标准状况下的体积是多少？提示：4.6 g NO2中氧原子的物质的量为eq f(4.6 g,46 gmol1)20.2 mol，因此CO的物质的量为0.2 mol，在标准状况下的体积为0.2 mol22.4 Lmol14.48 L。3现测定欧洲某品牌汽车尾气，发现标准状况下每立方米尾气中含21 g CO，该尾气是否符合欧排放标准？提示：STP下，21 g CO的体积为eq f(21 g,28 gmol1)22.4 Lmol116.8 Leq f(16.8 L,1000 L)100%1.68%1.50%。不符合欧排放标准。通过本情境素材中CO、NOx含量的分析和计算，提升了学生分析问题解决问题的能力，增强了环保意识。1下列说法正确的是()A1 mol任何气体的体积都是22.4 LB在标准状况下，某气体的体积为22.4