(共34张PPT)
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第二
课时
气体
摩尔
体积
第二课时
气体摩尔体积
一、决定物质体积大小的因素
1．物质体积的影响因素
物质体积的大小取决于构成该物质的 、
和 ．
2．固态或液态物质体积的影响因素
固态物质或液态物质的体积主要决定于
．
粒子数目
粒子的大小
粒子间的距离
粒子数目
和粒子大小
3．气态物质体积的影响因素
(1) 远大于粒子 ．
(2)同温同压下，任何气体粒子之间距离 ．
(3)同温同压下，相同体积的任何气体都含有 数目
的粒子．
粒子之间的距离
本身的直径
相同
相同
两种气体体积相同，所含分子数一定相同吗？
提示：不一定，因为气体体积受温度和压强的影响较大，若温度和压强不同时，体积相同的两气体所含的分子数不一定相同．
二、气体摩尔体积
1．定义：单位 的气体所占有的 ．符号 ，
单位 (或L·mol－1)和 (或m3·mol－1)．
2．计算公式： Vm＝ .
物质的量
Vm
体积
L/mol
m3/mol
3．影响气体摩尔体积的因素
(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 和 ．
(2)标准状况下(即 )，气体摩尔体积为
.
0℃和101 kPa
温度
22.4 L/mol
压强
气体在非标准状况下的气体摩尔体积一定不为22.4
L/mol吗？
提示：不一定．气体在标准状况下的气体摩尔体积为22.4 L/mol，升高温度，体积增大，增大压强，体积减小，所以在适当的压强和温度下，气体的摩尔体积也可能为22.4 L/mol.
1．标准状况是指25℃和101 kPa条件下． ( )
提示：错误，标准状况是指0℃和101 kPa条件．
2．标准状况下，任何两种物质的体积都相等，均为22.4
L． ( )
提示：错误，物质的状态不一定都是气态．
3．同温、同压下，体积相同的H2、O2、H2和O2的混合气
体中所含分子数相同． ( )
提示：正确，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．
4．气体摩尔体积为22.4 L/mol. ( )
提示：错误，22.4 L/mol是标准状况下的气体摩尔体积，非标准状况下的气体摩尔体积不一定是22.4 L/mol.
5．0℃、101 kPa和25℃、101 kPa两种情况下，气体摩尔
体积都为22.4 L/mol. ( )
提示：错误，因气体摩尔体积的大小与温度、压强有关，温度越高、压强越小，Vm越大.25℃、101 kPa条件下，Vm＝24.5 L/mol.
一、气体摩尔体积
1．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，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L.
2．气体摩尔体积的数值
在标准状况下(0℃和101 kPa时)，气体摩尔体积为22.4 L/mol，在非标准状况下，1 mol气体的体积可能是22.4 L，也可能不是22.4 L，因此，在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状况．
进行有关计算或判断时常出现的错误：
(1)忽视物质在标准状况下的状态是否是气态，如水在标准状况下为非气态，计算该条件下的体积时就不能应用22.4 L/mol.
(2)忽视气体所处的状态是否是标准状况，如计算25℃，101 kPa下氢气的体积时不能应用22.4 L/mol.
二、阿伏加德罗定律及其推论
1．阿伏加德罗定律
(1)内容：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)使用范围：气体或有气体参加的反应，不适用于固体或液
体．
(3)条件：三个“同”(只有在同温、同压、同体积的条件下，
才有分子数相等这一结论)．
(4)特例：标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都为22.4 L.
(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况，也可以是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可．
(2)阿伏加德罗定律推论不可死记公式，要通过阿伏加德罗定律进行推导，在理解的基础上记忆．
考查点一 气体摩尔体积的判断和计算——————
[例1] 下列叙述正确的是 ( )
A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C．标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L
D．标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol
[解析] 按气体摩尔体积的“四要素”即状态(气体)、状况(温度、压强)、定量(1 mol)、数值(体积)进行分析．A项中没有指明该物质所处的状况；B项中没有指明该物质所处的状态；C项中的水在标准状况下不是气体；D项是对气体摩尔体积概念的应用．
[答案] D
在273 K和101 kPa的条件下，将2.00 g氦气，1.40 g 氮
气和1.60 g氧气混合，该混合气体的体积是 ( )
A．6.72 L B．7.84 L
C．10.08 L D．13.44 L
答案：D
考查点二 阿伏加德罗定律及推论的应用—————
[例2](2010·河北省冀州期末)下列两种气体的分子数一定相等的是 ( )
A．质量相等、密度不等的N2和CO
B．等体积、等密度的CO和NO
C．等温、等体积的O2和N2
D．等压、等体积的N2和CO2
[答案] A
[解析] 由阿伏加德罗定律可知“三同定一同”B、C、D三项中只能推出两同故错误．而A中，由于二者摩尔质量相等，质量相等，则n(N2)＝n(CO)．
(2010·四川雅安市高一检测)同温同压下，相同体积的H2
和CO2气体，具有相同的 ( )
A．分子数 B．原子数
C．质量 D．摩尔质量
解析：同温同压下，相同体积的气体，具有相同的分子数，故A正确；每个H2分子中有2个原子，CO2分子中有3个原子，原子数目不相等，故B不正确；H2和CO2摩尔质量分别为2 g/mol,44 g/mol，其对应质量也不同，故C、D不正确．
答案：A(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)
1．(2010·南充高一检测)在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的( )
A．质量为12 g B．物质的量为6 mol
C．体积为22.4 L D．物质的量为12 mol
解析：n(H2)＝＝6 mol，则标准状况下n(N2)也应为6 mol，6 mol N2的质量为6 mol×28 g/mol＝168 g，在标准状况下的体积为6×22.4 L.
答案：B
2．(2011·广东韶关市高一检测)NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同
B．17 g氨气所含电子数目为10NA
C．在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D．2 g氢气所含原子数目为NA
解析：在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同，故A正确；在标准状况下，11.2 L氮气所含的原子数目为NA，常温常压下，气体摩尔体积增大，所含的原子数目小于NA，故C不正确；2 g氢气所含原子数目为2NA，故D不正确．
答案：AB
3．(2011·徐州师大附中检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B．25℃，1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C．在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5 NA
D．标准状况下，11.2 L H2O含有的分子数为0.5 NA
解析：A项，He为单原子分子，NA个He在标准状况下的体积均为22.4 L．B项，64 g SO2的物质的量为1 mol，原子数为3 NA，与气体所处状况无关，B项正确．C项条件应为标准状况，D项，标准状况下，H2O不是气体．
答案：B
4．(2010·曲靖高一检测)标准状况下，下列物质占体积最大的是( )
A．98 g H2SO4 B．6.02×1023个CO2
C．44.8 L HCl D．6 g H2
解析：A中H2SO4为液态，体积较小；B中n(CO2)＝1 mol，体积为22.4 L；D中n(H2)＝3 mol，体积为3×22.4 L.
答案：D
5．(2011·运城高一检测)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是( )
解析：等质量时，摩尔质量最小的CH4的物质的量最大，同温同压下气体体积最大．
答案：D
6．(2010·芜湖高一检测)如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )
A．所含原子数相等 B．气体密度相等
C．气体质量相等 D．摩尔质量相等
解析：同温同压时，体积相等的两气体，具有相同的分子数，因为都是双原子分子，故所含原子数相等，由于N2和O2的比例不固定，故两瓶气体的质量不一定相等，密度和摩尔质量也不一定相等．
答案：A
7．如果a g某气体中含有该气体的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(各选项中NA为阿伏加德罗常数)( )
A．22.4bc/(aNA)L B．22.4ab/(cNA)L
C．22.4ac/(bNA)L D．22.4/(acNA)L
解析：该气体的分子数为b，则物质的量为b/NA mol，摩尔质量M＝ g/mol＝ g/mol，c g该气体的物质的量为n＝ mol.c g该气体在标准状况下的体积V＝n×22.4 L/mol＝ L.
答案：A
8．同温、同压下，某容器充满O2重116 g，若充满CO2重122 g，现充满某气体重114 g，则某气体的相对分子质量为( )
A．28 B．60
C．32 D．44
解析：运用差量法求解．同温同压下，气体质量差和摩尔质量差之间存在着正比关系，因此可以不计算容器的质量，直接由气体质量差和摩尔质量差的正比关系求得．即＝，M(某)＝28 g/mol，Mr＝28.
答案：A
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
9．(8分)2 mol O2和________g CH4在标准状况下占有相同的体积，其体积为________．
解析：由阿伏加德罗定律知，同温同压下，相同体积的气体，其物质的量也相同，故n(CH4)＝n(O2)＝2 mol，在标准状况下所占的体积为V＝22.4 L/mol×2 mol＝44.8 L；m(CH4)＝2 mol×16 g/mol＝32 g.
答案：32 44.8 L
10．(8分)100 mL气体A2跟50 mL气体B2恰好完全反应生成100 mL气体C(体积均在相同条件下测定)则C的化学式为________，其推断的理由是____________________．
解析：根据阿伏加德罗定律推知，在相同条件下，参加反应的气体和生成的气体体积比等于其分子数之比，则V(A2)∶V(B2)∶V(C)＝100∶50∶100＝2∶1∶2，可以写出化学方程式2A2＋B2===2C，再根据质量守恒定律可知C的分子化学式为A2B.
答案：A2B 阿伏加德罗定律和质量守恒定律
11．(10分)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g．则两种气体的物质的量之和为________ mol，其中CO2为________ mol，CO占总体积的________%.
解析：(1)任何气体在标准状况下的摩尔体积都是22.4 L/mol，所以，题中两气体的物质的量之和为：＝1.75 mol.
(2)设混合气体中CO为x mol，CO2为y mol则有：
x＋y＝1.75 mol,28x＋44y＝61，解得：x＝1，y＝0.75.
(3)CO的体积分数即为摩尔分数，即×100%＝57.1%.
答案：(1)1.75 (2)0.75 (3)57.1
12．(12分)某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M g/mol，该气体质量为m g，阿伏加德罗常数为NA，则：
(1)该气体的物质的量为________mol.
(2)该气体在标准状况下的体积为________ L.
(3)该气体在标准状况下的密度为________ g/L.
(4)该气体所含原子总数为________个．
(5)该气体的一个分子的质量为________g.
解析：(1)由公式n＝直接求解．
(2)由n＝、n＝可求得标准状况下的体积为×22.4 L.
(3)根据ρ＝，可求得该气体在标准状况下的密度为 g/L.
(4)由于为双原子分子，所以原子总数为×2 NA＝.
(5)由M g/mol知一个分子的质量为 g.
答案：(1) (2) (3) (4) (5)
13．(14分)(2010·青岛高一期中检测)某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2.
实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95 g.
②连接好实验装置，检查装置的气密性．
③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止．
④测量排入量筒中水的体积为285.0 mL，换算成标准状况下氧气的体积为279.7 mL.
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55 g.
根据上述实验过程，回答下列问题：
(1)如何检查装置的气密性？______________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：
①调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同
②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温
③读取量筒内液体的体积
这三步操作的正确顺序是________(请填写步骤代码)．
进行③的实验操作时，若仰视读数，则读取氧气的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)．
(3)实验过程中产生氧气的物质的量是________mol；实验测得氧气的摩尔体积是________(保留小数点后两位)．
解析：(1)往广口瓶中装满水，使装置左侧形成密闭体系，通过捂热试管看广口瓶中长导管内液面高度的变化来判断装置的气密性．
(2)在测量收集到O2的体积时，先将装置中的气体冷却至室温，否则气体受热膨胀时，会使排出水的体积偏大．然后调整量筒高度，使量筒内液面和广口瓶中液面相平，以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等，从而使排出水的体积与产生的O2的体积相等，最后再读取量筒内水的体积．读数时若仰视量筒内的液面，会使读取O2的体积偏小．
(3)根据质量守恒定律，产生O2的质量为15.95 g－15.55 g＝0.4 g.
n(O2)＝＝0.0125 mol，
O2的摩尔体积为：＝22.38 L/mol.
答案：(1)往广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后，过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气．
(2)②①③ 偏小
(3)0.0125 22.38 L/mol
