2024-2025学年新教材高中化学第二章海水中的重要元素-钠和氯3第2课时气体摩尔体积学案新人教版必修1

PAGE9-第2课时气体摩尔体积学习目标核心素养1．探究1mol不同状态物质体积大小的确定因素，形成气体摩尔体积的概念。2．由公式n＝eq\f(V,Vm)逐步建立气体体积与气体物质的量的换算关系。1．通过对“气体摩尔体积”的学习，逐步培育宏观辨识和微观探析实力。2．通过对“Vm”的应用，逐步形成证据推理与模型认知的思维习惯。新课情境呈现为什么1mol不同固体或液体物质的体积各不相同，而1mol任何气体的体积在相同条件下近似相等？让我们走进教材，学习气体摩尔体积。课前素能奠基学问回顾1．物质的三种聚集状态是__气态__、__液态__和__固态__。在测量其量的多少时，固体易测其质量，__液体__和__气体__易测其体积。2．肯定物质的量的气体的体积大小主要与__温度__、__压强__等因素有关。新知预习一、确定物质体积的因素1．影响物质体积的三个因素：2．不同物质体积的确定因素：依据影响物质体积的因素填空(填1中序号)物质状态粒子间的距离确定体积的因素同温、同压、同微粒数物质的体积固体很小__a、b____不同__液体较小__不同__气体很大__a、c____相同__点拨：(1)在粒子数目相同的状况下，因为粒子大小不同，所以固体或液体的体积各不相同。(2)同温同压下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的。二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积：(1)定义：单位__物质的量__的气体所占的体积。(2)符号及单位：符号是__Vm__，单位是__L·mol－1__。(3)表达式：__Vm＝eq\f(V,n)__。(4)影响因素：温度越高，气体摩尔体积__越大__，压强越大，气体摩尔体积__越小__。2．特例：标准状况下的气体摩尔体积——22.4L·mol－1。一个条件一个对象两个数据__标准状况__只限于__气体__“1mol”“__22.4__L”点拨：标准状况下的气体摩尔体积为22.4L·mol－1，其中22.4是近似值，非精确值。三、阿伏加德罗定律1．含义：同温同压下，相同体积的任何气体都含有__相同数目__的粒子。2．适用范围：只适用于__气体__，可以是单一气体也可以是混合气体。预习自测1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)肯定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目确定(×)(2)固态物质和液态物质的体积确定于粒子大小和粒子数目(√)(3)1mol任何气体的体积均约为22.4L(×)(4)在标准状况下，1mol水的体积约为22.4L(×)(5)同温同压下，1molO2的体积与1molCO和CO2混合气体的体积相同(√)2．如图两瓶体积相等的气体，在同温、同压时瓶内气体的关系肯定正确的是(B)A．所含原子数相等 B．所含分子数相等C．气体质量相等 D．所含碳原子数相等解析：同温、同压下，气体摩尔体积相等，体积相等的气体，其物质的量相等。依据N＝nNA知，其分子数之比等于其物质的量之比，所以其分子数相等，每个分子中原子个数不等，所以其原子总数不等，A错误，B正确；依据m＝nM知，物质的量相等时，其质量之比等于摩尔质量之比，二者摩尔质量不肯定相等，所以其质量不肯定相等，C错误；依据A知，其分子数相等，但其碳原子总数不相等，D错误。3．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要缘由是(A)A．微粒大小不同 B．微粒质量不同C．微粒间距离不同 D．微粒间作用力不同解析：固体、液体物质体积的大小主要由微粒的数目和微粒的大小确定，而本题中所给各物质的物质的量相同，即微粒数相同，所以其体积由微粒大小确定。4．标准状况下，下列物质所占体积最大的是(D)A．196gH2SO4 B．1molCO2C．44.8LHCl D．6gH2解析：标准状况下，气体的物质的量最多时，体积最大。A项为液体，体积最小；B项，CO2气体的物质的量为1mol；C项，HCl气体的物质的量为2mol；D项，H2的物质的量为3mol，所占体积最大。5．下列说法中正确的是(C)A．标准状况下，1mol水的体积是22.4LB．1mol任何气体体积均为22.4LC．在标准状况下，0.3molN2和0.7molO2混合气体的总体积约为22.4LD．通常状况下，1molN2的体积约为22.4L解析：应用22.4L·mol－1时，要留意①标准状况下，②气体(可以是混合气体)，③1mol。A项，水为液体；B项，没有指明所处的状况；C项，气体的总物质的量为1mol，标准状况下的体积为22.4L；D项，通常状况下，1molN2的体积大于22.4L。6．标准状况下，33.6LCO2的质量是(A)A．66g B．88gC．22g D．无法确定解析：标准状况下，33.6LCO2的物质的量为eq\f(33.6L,22.4L·mol－1)＝1.5mol，则其质量为1.5mol×44g·mol－1＝66g。课堂素能探究气体摩尔体积的理解和应用学问点问题探究：1.运用气体体积时，为什么肯定要标明温度和压强？2．在非标准状况下，气体摩尔体积肯定不是22.4L·mol－1吗？探究提示：1.当气体分子数肯定时，确定其体积的因素就是气体分子间的距离。温度上升，分子运动速率加快，分子间距离变大。压强增大，分子间距离变小。所以，温度和压强对气体分子间距离影响很大，故运用气体体积时，肯定要说明气体所处的温度和压强。2．不肯定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4L·mol－1，上升温度，体积增大；增大压强，体积减小，所以，在温度和压强适当的状况下，气体摩尔体积也可能为22.4L·mol－1。学问归纳总结：1．气体摩尔体积的正确理解：eq\x(条件)—标准状况，即0℃、101kPa|eq\x(标准)—1mol，即分子数为6.02×1023|eq\x(对象)—气体，可为单一气体，也可为混合气体|eq\x(数值)—约为22.4L，非精确值2．依据标准状况下气体摩尔体积进行的有关计算：①气体的物质的量n＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)②气体的摩尔质量M＝eq\f(m,n)＝eq\f(ρV,\f(V,22.4L·mol－1))＝22.4ρ(ρ的单位是g·L－1)③气体的分子数N＝n·NA＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)·NA·mol－1④气体的质量m＝n·M＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)·Mg·mol－1点拨：运用Vm＝22.4L·mol－1进行计算的两个易错点(1)忽视物质在标准状况下的状态是否为气态，如标准状况下水不是气态，不能用Vm计算水的体积。(2)忽视气体所处的状态是否是标准状况，如25℃、101kPa下1molH2的体积不是22.4L。典例1下列说法正确的是(D)A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4LB．H2的气体摩尔体积约为22.4LC．在标准状况下，1molH2和1molFe所占的体积都约为22.4LD．在标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有氮原子的物质的量约为2mol解析：A项，没有明确温度和压强，无法确定气体的体积；B项，气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”，另外未指明气体的温度和压强，22.4L这个数值也是无意义的；C项，Fe是固态物质，1molFe所占的体积不为22.4L；D项，该气体的物质的量为1mol，再结合N2、N2O的分子构成可知，氮原子的物质的量约为2mol。〔变式训练1〕下列说法中正确的是(D)A．32gO2占有的体积约为22.4LB．22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子C．在标准状况下，22.4L水的质量约为18gD．22g二氧化碳与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数解析：A、B项都没有指明是否是标准状况，因而是错误的；C项在标准状况下水不是气态；D项中22gCO2的物质的量与标准状况下11.2LHCl的物质的量均为0.5mol，所含分子数也相等。学问点二阿伏加德罗定律及推论问题探究：1.同温、同压下，体积相同的H2、O2、H2和O2的混合气体中所含分子数是否相同？2．相同体积的甲、乙两个容器，甲中盛放1mol氮气，乙中盛放2mol氮气，则在相同温度下，甲、乙两容器中压强之比是多少？3．1mol氮气和1mol氧气的体积肯定相同吗？探究提示：1.相同。因同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。2．1∶2。同温同体积时，气体的压强与其物质的量成正比，故甲、乙两容器中压强之比是1∶2。3．不肯定。因为不肯定在相同条件(同温同压)下。学问归纳总结：1．阿伏加德罗定律：(1)含义：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)适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(3)“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。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(ρ1,ρ2)＝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典例2下列各组中两种气体的分子数肯定相等的是(D)A．同质量、同体积的O2和N2B．同质量、密度不等的N2和CO2C．同体积、不同密度的CO和N2D．同温、同压、同体积的N2和SO2解析：氧气和氮气的相对分子质量不相等，同质量、同体积的O2和N2所含分子数肯定不相等，A错误；N2和CO2相对分子质量不相等，同质量、密度不等的N2和CO2所含分子数肯定不相等，B错误；同体积、不同密度的CO和N2质量不相等，而它们摩尔质量相等，故分子数不相等，C错误；依据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的气体所含分子数肯定相等，因此同温、同压、同体积的N2和SO2所含分子数肯定相等，D正确。〔变式训练2〕下列叙述不正确的是(A)A．同温同压下，1molH2和1molH2O具有相同的体积B．同温同压下，同体积的O2和H2物质的量相同C．同温同压下，O2和H2的密度之比为16∶1D．同温同压下，同体积的两个容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，两容器内的气体肯定具有相同的分子总数解析：同温同压下，H2和H2O不肯定都为气体，体积不肯定相同，A错误；依据阿伏加德罗定律：同温、同压、同体积的气体，分子数相等，其物质的量也相等，B正确；同温同压下，O2和H2的密度之比等于其摩尔质量之比，即32g·mol－1∶2g·mol－1＝16∶1，C正确；阿伏加德罗定律适用于单一气体，也适用于混合气体，故D正确。名师博客呈现阿伏加德罗常数与阿伏加德罗定律1．阿伏加德罗常数物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的关系为n＝eq\f(N,NA)。要正确理解阿伏加德罗常数与6.02×1023mol－1的关系。同时留意阿伏加德罗常数的衡量标准是0.012kg12C中所含有的碳原子数，并非其他碳原子。2．阿伏加德罗定律同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。它适用于任何气体(纯净气体或混合气体)。在该定律中，“四同”即同温、同压、同体积和同分子数，若有其中的“三同”成立，必定有另“一同”成立，由此可得出以下推论：(1)同温、同压下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比。(2)同温、同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量(或相对分子质量)之比。(3)同温、同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量(或分子数)之比。(4)同温、同压下，同体积任何气体的质量之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比。(5)同温、同压下，同质量任何气体的体积之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)的倒数之比。〔即时训练〕同温同压下，甲、乙两容器分别盛有甲烷(CH4)和氧气(O2)，已知它们所含原子数相同，则甲、乙两容器的体积比为(A)A．2∶5 B．5∶2C．2∶1 D．1∶1解析：因CH4和O2分子中原子个数比为5∶2，若二者所含原子数相同，则二者物质的量之比为2∶5，则在同温同压下，甲、乙两容器的体积之比为2∶5。课堂达标验收1．某温度下，测得某医用钢瓶中有22.4LO2，下列叙述正确的是(D)A．它的质量是32gB．约含有6.02×1023个O2分子C．含有2molOD．红热的铁丝可在其中猛烈燃烧解析：因未指明22.4LO2所处的状况，故无法计算其物质的量，也就无法确定其微粒数和质量，故A、B、C都不正确。2．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(D)解析：质量相等时，物质的量与摩尔质量成反比。所以，等质量的CH4、CO2、O2、SO2，物质的量关系为SO2<CO2<O2<CH4，即甲烷(CH4)所占的体积最大。3．下列说法不正确的是(C)A．22.4L任何气体的物质的量不肯定是1molB．0.1molH2、0.2molO2、0.3molN2和0.4molCO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4LC．非标准状况下，1mol任何气体的体积必定不是22.4LD．任何状况下1molCO2和18gH2O所含的分子数和原子数都相等解析：A项，没有指明气体所处状况，22.4L任何气体的物质的量不能确定，正确；B项，标准状况下，气体的体积仅与气体的物质的量有关，与单一气体还是混合气体无关，只要符合物质的量为1mol，体积就约为22.4L，正确；C项，气体在非标准状况下，只要温度和压强适当，1mol气体的体积也可能为22.4L，错误；D项，18gH2O在任何状况下的物质的量都是1mol，它与1molCO2所含的分子和原子的物质的量都相等。4．下列条件下，两瓶气体所含的原子数肯定相等的是(A)A．同质量、不同密度的N2和COB．同温度、同体积的H2和N2C．同体积、不同密度的NO2和CO2D．同压强、同体积的N2O和CO2解析：同质量、相对分子质量相同，则物质的量相同，N2和CO都是双原子分子，所以原子的物质的量也相同，则含有的原子数目相等，A正确；同温度、同体积下，影响气体分子数目的因素还有压强，若二者所处压强相同，则含有相同的分子数目，都是双原子分子，含有相同的原子数目，若所处压强不同，含有的原子数目肯定不相同，B错误；同体积，温度无法确定，物质的量无法确定，两瓶气体所含的原子数无法确定，C错误；同压强、同体积下，影响气体分子数目的因素还有温度，若二者所处温度相同，则含有相同的分子数目，每个分子都含有3个原子，含有相同的原子数目，若所处温度不同，含有的原子数目肯定不相同，D错误。5．同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述正确的是(A)A．密度比为16∶11 B．分子个数比为16∶11C．体积比为1∶1 D．氧原子个数比为1∶1解析：设两种物质的质量都为1g，则SO2和CO2的物质的量之比为eq\f(1g,64g·mol－1)∶eq\f(1g,44g·mol－1)＝11∶16。同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，则SO2和CO2的体积之比为11∶16，故密度之比为eq\f(1,11)∶eq\f(1,16)＝16∶11，A正确，C错误；依据N＝nNA可知，气体的物质的量之比等于分子数目之比，则比值为11∶16，B错误；SO2和CO2的物质的量之比为11∶16，氧原子个数比为(2×11)∶(2×16)＝11∶16，D错误。6．同温同压下，同体积的氨气(NH3)和硫化氢(H2S)气体的质量比为__1∶2__；同温同压下，氨气和硫化氢气体的密度比为__1∶2__。在标准状况下，0.01mol某气体的质量为0.44g，则该气体的密度为__1.96__(保留两位小数)g·L－1。解析：依据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的气体，物质的量相同，m＝nM，故质量之比等于摩尔质量之比，即eq\f(17,34)＝eq\f(1,2)；同温同压下，eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(M1,M2)，即eq\f(17,34)＝eq\f(1,2)；标准状况下，0.01mol某气体的体积为0.01