第5讲-气体摩尔体积-物质的量浓度(讲义)(解析版)

第5讲气体摩尔体积物质的量浓度【学习目标】1．了解阿伏加德罗定律的内容。2．了解气体摩尔体积的概念及单位。3．了解气体摩尔体积和标准状况下气体摩尔体积的关系。4．了解物质的量浓度的概念。5．学会利用物质的量浓度进行简单的计算。【基础知识梳理】一、决定物质体积大小的因素1．从微观角度分析物质体积大小的影响因素填写下表（打“√”或“×”）粒子的数目粒子的大小粒子间的距离固体体积√√×液体体积√√×气体体积√×√结论：粒子的数目和粒子的大小决定固体或液体的体积，粒子的数目和粒子间的距离决定气体的体积。2．粒子数目相同时物质的体积关系同温同压下，不同的固体或液体，由于粒子的大小不同，因此体积不同；不同的气体，由于粒子间的距离几乎相同，因此体积大致相同。【例1】有关物质的体积的说法不正确的是（）A．固体和液体的体积主要是由物质的微粒数目和微粒的大小决定的B．气体的体积与温度和压强有关C．当温度和压强一定时，任何具有相同微粒数的物质都具有相同的体积D．当温度和压强一定时，1mol气体的体积大致相等答案：C解析：温度和压强一定时，任何具有相同微粒数的气体具有相同的体积，故C选项错误。二、阿伏加德罗定律1．阿伏加德罗定律的内容相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积，也可以说，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目的粒子。2．适用范围阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体。三、气体摩尔体积1．定义：单位物质的量的气体所占有的体积。符号：Vm，单位L·mol－1(或L/mol)和m3·mol－1(或m3/mol)。2．计算公式：Vm＝eq\f(V,n)。3．影响气体摩尔体积的因素气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。4．标准状况下的气体摩尔体积在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，即标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，其中，标准状况是指温度为0℃(273K)、压强为1.01×105Pa。标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。判断正误(1)1molH2O在标准状况下的的体积约为22.4L。（）(2)标准状况下，1mol空气的体积约为22.4L。（）(3)1molO2的体积为22.4L，则气体一定处于标况下。（）(4)常温常压下，11.2LO2所含原子数为NA。（）答案：(1)×(2)√(3)×(4)×【例2】填空(1)标准状况下，0.5molN2的体积约为_______，1.5molO2的体积约为_______。(2)标准状况下，33.6LN2的物质的量为_______，8.96LCO2气体的物质的量为________。(3)标准状况下，2gH2的体积约为_______，11.2LCH4的质量为_______。答案：(1)11.2L33.6L(2)1.5mol0.4mol(3)22.4L8g三、物质的量浓度1．含义溶质（用字母B表示）的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量的物理量。符号为cB，常用单位为mol·L－1。2．表达式cB＝eq\f(nB,V)。如1L溶液中含有1mol溶质，溶质的物质的量浓度就是1mol·L－1。其中，公式中的V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。【例3】下列有关物质的量浓度的说法正确的是（）A．将5.85gNaCl溶解在1L水中，可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液B．将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份，每一份中溶质的物质的量浓度相等C．将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份，每一份中溶质的物质的量相等D．向50mL0.2mol·L-1的NaCl溶液中加入50mL水，可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液答案：B解析：A.5.85gNaCl为0.1mol，而0.1mol·L-1的NaCl溶液的含义是每1L溶液中含有NaCl0.1mol，5.85gNaCl溶液在1L水中，溶液的体积未知，无法计算，错误；B.将一种溶液分为两份，不管溶液的体积如何，溶液的浓度总是不变，正确；C.将溶液分为两份后，溶质的物质的量浓度不变，溶质的物质的量n=cV，由于两份溶液的体积不等，故溶质的物质的量不相等，错误；D.50mL溶液与50mL水混合后，溶液的体积不是100mL，错误。故选B。四、与物质的量浓度有关的计算1．与物质的量浓度有关的计算根据物质的量浓度的定义，可以求解溶质的物质的量浓度(c)、溶质的物质的量(n)和溶液的体积(V)：n=cVV=eq\f(n,c)2．物质的量与各物理量之间的关系：以物质的量为中心，可以将各物理量联系起来进行计算。【例4】100mL0.2mol·L-1的Na2SO4溶液中，n(Na2SO4)=_________，c(Na+)=__________，n(Na+)=_________。取出10mL该溶液，n(Na2SO4)=_________，c(Na+)=__________，n(Na+)=_________。答案：0.2mol·L-10.4mol·L-10.04mol0.002mol0.4mol·L-10.004mol【例5】（1）将53.0gNa2CO3溶解在水中，配成500mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为多少？（2）配制250mL0.200mol·L-1NaCl溶液，需要多少克NaCl固体？解答：（1）nNc(N（2）m(NaCl)=0.200mol·L-1×0.25L×58.5g·mol-1=2.925g。课堂检测1．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是()A．气体的分子大小不同B．气体的物质的量不同C．气体分子的化学性质不同D．气体分子间的平均距离不同答案：B解析：同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。2．下列有关气体摩尔体积的叙述正确的是()A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积，为22.4L·mol－1B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1D．相同物质的量的气体的摩尔体积相同答案：C解析：标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，A、B项错误，C项正确；气体摩尔体积与气体所处的状态(温度和压强)有关，D项错误。3．在标准状况下，由0.5gH2、11gCO2和4gO2组成的混合气体，其体积约为()A．8.4LB．11.2LC．14L D．16.8L答案：C解析：根据n＝eq\f(m,M)，0.5gH2的物质的量为eq\f(0.5g,2g·mol－1)＝0.25mol，11gCO2的物质的量为eq\f(11g,44g·mol－1)＝0.25mol，4gO2的物质的量为eq\f(4g,32g·mol－1)＝0.125mol，V＝(0.25＋0.25＋0.125)mol×22.4L·mol－1＝14L，故C项正确。4．下列各组物质中，所含分子数相同的是()A．2LSO2和2LCO2B．9g水和标准状况下11.2LCO2C．标准状况下，1mol氧气和22.4L水D．0.1molH2和2.24LHCl气体答案：B解析：A项，没有指明气体所处的状态，无法判断二者所含分子数是否相同；B项，9g水的物质的量为0.5mol，标准状况下11.2LCO2的物质的量为0.5mol，故二者所含分子数相同；C项，标准状况下，水不是气体，则22.4L水的物质的量不是1mol，二者所含分子数不相同；D项，没有指明HCl气体所处的状态，无法判断二者所含分子数是否相同。5．下列说法中正确的是()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含有相同的分子数答案：D解析：A、B项，均未指明标准状况；C项水为液态。6．下列溶液中物质的量浓度为1mol·L－1的是()A．将40gNaOH溶解在1L水中B．将22.4LHCl气体溶于水配成1L溶液C．将1L10mol·L－1浓盐酸加入9L水中D．将10gNaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为250mL答案：D解析：根据公式c＝eq\f(n,V)，n为溶质的物质的量，V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1L；B项22.4LHCl的物质的量不一定是1mol；C项，盐酸与水混合后，溶液体积不是10L；D项n(NaOH)＝0.25mol，V[NaOH(aq)]＝0.25L，c(NaOH)＝1mol·L－1。7．下列溶液中，氯离子浓度最大的是()A．100mL1mol·L－1的NaCl溶液B．150mL1mol·L－1的MgCl2溶液C．10mL1mol·L－1的AlCl3溶液 D．200mL1mol·L－1的HCl溶液答案：C解析：氯离子浓度大小与溶液体积无关，从各物质浓度及NaCl、MgCl2、AlCl3、HCl组成可知，各溶液中Cl－浓度分别为：1mol·L－1、2mol·L－1、3mol·L－1、1mol·L－1。8．(1)CO2的相对分子质量为________，它的摩尔质量为________。(2)在标准状况下，0.5mol任何气体的体积都约为________。(3)4gH2与22.4L(u标准状况)CO2相比，所含分子数目较多的是________。(4)0.01mol某气体的质量为0.28g，该气体的摩尔质量为________，在标准状况下，该气体的体积是________。答案：(1)4444g·mol－1(2)11.2