第二章 第三节　物质的量 第二课时　气体摩尔体积（共70张ppt）

(共70张PPT)
第二课时　气体摩尔体积
第二章　海水中的重要元素——钠和氯
【课程标准要求】　
1.了解气体摩尔体积及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
新知自主预习
课堂互动探究
目
录
CONTENTS
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课后巩固训练
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课堂达标训练
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一、影响物质体积大小的因素
1.物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。
2.1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的，均为______，因此，在粒子数目相同时，物质体积的大小取决于构成物质的粒子的______和粒子之间的______。
3.对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数目相同时，气体的体积主要取决于气体________________。
4.在相同温度和压强下，任何气体分子之间距离可看成是______的，因此，分子数相同的任何气体都具有相同的______。
NA
大小
距离
分子之间的距离
相等
体积
【微自测】
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同(　　)
(2)固体物质和液体物质的体积取决于粒子大小和粒子的数目(　　)
(3)不同的气体，若体积不同，则它们所含的粒子数一定不同(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×
二、气体摩尔体积和阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)概念
单位物质的量的气体所占的______叫做气体摩尔体积，用符号______表示，常用的单位是____________ (或L·mol－1)。
(2)定义式：Vm＝_______。
体积
Vm
L/mol
(3)影响因素
气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的______和______。
(4)特例
在标准状况(0 ℃和101 kPa)下，气体摩尔体积约为____________。
温度
压强
22.4 L/mol
2.阿伏加德罗定律
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有______数目的粒子。
相同
【微自测】
2.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)气体摩尔体积适用范围是气体，必须为纯净气体(　　)
(2)1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol(　　)
(3)当1 mol气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况(　　)
(4)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
二、阿伏加德罗定律、推论及其应用
一、气体摩尔体积的判断和计算
一、气体摩尔体积的判断和计算
(1)感知22.4 L气体体积的大小：
(2)对一定量气体体积的探究。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
化学式 条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
1.仔细分析表格中的数据，影响1 mol气体体积大小的因素有哪些？
提示　温度和压强。
2.22.4 L气体的物质的量一定是1 mol吗？为什么？
提示　不一定是1 mol；气体粒子之间的距离取决于温度和压强；若气体处于标准状况下，22.4 L 气体的物质的量为1 mol；若气体处于其他温度和压强下，则22.4 L气体的物质的量不一定是1 mol。
3.标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L吗？计算标准状况下，11.2 L H2和O2混合气体的物质的量是多少？所含的原子数是多少？
提示　不是22.4 L；原因是在标准状况下，水不是气体。0.5 mol；NA。
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是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。
(2)1种状态：必须为气体。如水、酒精、CCl4、苯等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据：“1 mol”、“约22.4 L”。
2.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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
3.气体摩尔体积的相关计算
1.(2021·三亚高一检测)下列说法中正确的是(　　)
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L
B.标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N原子的物质的量约为2 mol
D
解析　A项未指明温度、压强；B项气体摩尔体积单位为L·mol－1；C项标准状况下，水为非气态，不适用于气体摩尔体积；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N，则混合气体中所含有的N原子的数目为2NA，物质的量为2 mol，D正确。
2.下列说法正确的是(　　)
A.常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B.标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子
C.22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子
D.标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
D
解析　A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，因CO为双原子分子应含有0.4NA个原子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12 L气体物质的量为0.05 mol，一个O2和CO2分子中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。
3.(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是________ mol，16 g O2所占体积是________ L。
(2)标准状况下，含有1 mol Cl2和1.5 mol O2的混合气体所占体积是________ L，该混合气体的平均相对分子质量为________。
答案　(1)1.5　11.2　(2)56　47.6
二、阿伏加德罗定律、推论及其应用
1.阿伏加德罗定律
2.阿伏加德罗定律的三条重要推论
4.如图为两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
A.原子数相等 B.密度相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
A
5.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4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1
D.原子数之比为3∶4
A
1.下列物质的体积约为22.4 L的是(　　)
A.标准状况下1 mol NaCl
B.20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl
C.常温常压下17 g NH3
D.标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体
解析　A项中NaCl在标准状况下为固体， B、C中气体都为1 mol，但不处于标准状况下。
D
2.下列说法中正确的是(　　)
A.32 g O2占有的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子
C.在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
解析　A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标准状况下水是液体；D项中22 g CO2的物质的量与标准状况下的11.2 L HCl的物质的量相等，所含分子数也相等。
D
3.(2021·徐州高一检测)设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是(　　)
A.常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B.常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA
C.标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NA
D.标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA
B
解析　常温、常压(非标准状况)下，11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，所含原子数不是1.5NA；48 g O3的物质的量为1 mol，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol，所含氢原子数为2NA。
4.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
5.(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________ L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________ g。
(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________ L。
(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为________个。
(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________ L。
答案　(1)11.2　(2)4　(3)11.2　(4)9.03×1023　(5)44.8
1.下列有关气体体积的叙述中，正确的是(　　)
A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定
C.不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L
B
解析　A中气态物质体积与构成气体的分子大小无关；C中比较气体的体积一定要在相同状况下；D中未指明温度和压强，气体摩尔体积数值不确定。B正确。
2.下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是(　　)
A.标准状况下，1 mol C2H5OH的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol－1，其他条件下一定不是该值
D.标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L
D
解析　标准状况下，C2H5OH是非气态，1 mol C2H5OH的体积远远小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体积，B错误；对于气体来说，温度升高，体积增大，压强增大，体积缩小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol－1，C错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，D正确。
3.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.2∶5 B.5∶2 C.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。
A
4.(2021·临沂高一检测)下列叙述正确的是(　　)
A.同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B.等物质的量的甲烷(CH4)和一氧化碳所含的分子数前者大于后者
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则质量也相等
D
解析　同温同压下，相同体积的气体，其物质的量一定相等，题中没有指明物质状态，A项错误；等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等，B项错误；两种气体不一定是处于相同条件下，无法判断二者的物质的量，则无法比较二者的质量大小，C项错误；相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则二者的物质的量相等，根据m＝nM可知二者的质量也相等，D项正确。
5.有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是(　　)
A.28.4 g B.28.4 g·mol－1
C.71 g·mol－1 D.14.2 g·mol－1
解析　该气体的物质的量为4.48 L÷22.4 L·mol－1＝0.2 mol，其摩尔质量为14.2 g÷0.2 mol＝71 g·mol－1。
C
6.下列关于CO和CO2说法正确的是(　　)
A.质量相等时，分子数之比为7∶11
B.同温同压下，密度之比为7∶11
C.物质的量相同时，体积之比为1∶1
D.原子数相同时，物质的量之比为2∶3
解析　A项，质量相等时，分子数之比为11∶7，错误；C项，未指明温度和压强，错误；D项，原子数相同，物质的量之比为3∶2，错误。
B
7.下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是(　　)
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
A
解析　N2和CO具有相同的摩尔质量，所以两者质量相同时物质的量也相同，分子个数应相同，又因两者都是双原子分子，故原子个数也相等，分子数、原子数多少与密度无关，A项正确；同温、同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，而选项中没有提到压强，所以分子个数不一定相等，B项错误；体积相同、密度相等，所以质量相等，C2H6和NO的摩尔质量也相等，所以分子个数相等，但由于它们的分子组成不同，所以原子个数不相等，C项错误；同压强、同体积时，由于没有说明温度，所以两种气体的物质的量不一定相等，故原子个数不一定相等，D项错误。
8.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为(　　)
A.22.0 L·mol－1 B.22.4 L·mol－1 C.22.8 L·mol－1 D.23.2 L·mol－1
C
9.下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　)
解析　等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)＝2∶1，相同条件下气体的物质的量与体积成正比，所以其体积关系为V(H2)∶V(He)＝2∶1，C、D均错误；B中氦气应为单原子分子。
A
10.(2021·湛江高一检测)同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是(　　)
A.同温同压下，甲和乙的密度之比为1∶1
B.甲与乙的相对分子质量之比为1∶1
C.同温同体积下，等质量的甲和乙的压强之比为1∶1
D.等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1
D
11.(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，分子数之比为________；氧原子数之比为________；相同条件下的体积之比为________。
(2)某气体氧化物的化学式为RO2，标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。
答案　(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4
(2)64 g·mol－1　32
12.(1)在标准状况下，1.7 g氨气所占的体积为________ L，它与标准状况下________ L硫化氢含有相同数目的氢原子。
(2)已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则可推知该混合气体中含CO________ g，所含CO2在标准状况下的体积为________ L。
(3)同温同压下，SO2与氦气的密度之比为________；若质量相同，两种气体的体积比为________。
答案　(1)2.24　3.36　(2)2.80　6.72　(3)16∶1　1∶16
13.同温同压下，有关等体积的CH4和NH3两种气体的说法错误的是(　　)
A.所含分子数目相同
B.质量之比为16∶17
C.密度之比为17∶16
D.所含氢原子物质的量之比为4∶3
C
解析　根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同压下，等体积的CH4和NH3的物质的量相等，则所含分子数目相同；等物质的量的CH4和NH3的质量之比为16∶17；同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，则CH4和NH3的密度之比为16∶17；1个CH4分子和1个NH3分子含有的氢原子数分别为4、3，则等物质的量的CH4和NH3含有的氢原子的物质的量之比为4∶3。
14.同温同压下，质量忽略不计的两个气球A和B，分别充入NO气体和N2、O2的混合气体，且两气球的体积相同。若相同条件下，B气球放在空气中缓慢下沉。下列叙述正确的是(　　)
A.A气球内分子数小于B气球
B.A气球和B气球质量可能相同
C.A气球和B气球内分子中所含电子数不相同
D.相同条件下，A气球放在空气中静止不动
B
解析　同温同压下，物质的量之比等于体积之比，两气球体积相同，故气体的物质的量也相同，分子个数相同，A错误；A气球中有NO，N和O的原子数为1∶1，当B气球中N2和O2的体积比为1∶1时，与A气球中N和O的物质的量相同，故质量相同，B正确；每个NO分子含电子数为15，每个N2分子含电子数为14，每个O2分子含电子数为16，当B气球中N2和O2的体积比为1∶1时，与A气球中N和O的物质的量相同，故所含电子数相同，C错误；A气球中NO的摩尔质量为30 g/mol，空气的平均摩尔质量为29 g/mol，相同条件下，摩尔质量之比等于密度之比，因此A气球的密度比空气大，放在空气中会缓慢下沉，D错误。
15.在“测定1 mol气体体积”的实验中，我们通常选择的测量气体是氢气，反应是镁和稀硫酸反应。下图中的A、B、C三部分能组成气体摩尔体积测定装置：
(1)C装置的名称是____________。
(2)A、B、C装置接口的连续顺序是________。
液体量瓶
1324
解析　(1)C装置的名称是液体量瓶；(2)A为气体发生器用来制备氢气，B为储液瓶，用来盛放所排液体，C为液体量瓶，用来量取液体体积，要通过排液法测量氢气体积，应先产生气体，然后通过储液瓶，再利用液体量瓶量取液体体积，所以正确的顺序为1324；
(3)每次做实验时，用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶导管内液体持平(B瓶内气体压强与外界大气压相等)，注意注射器拔出时要将针头拔出，此时进入测定起始状态；再次抽气调压，用注射器在A瓶加料口处抽气，使B瓶中液面持平，与起始状态相同，读出注射器中抽出气体的体积，本实验中有两次针筒抽气，需要记录的是第________次抽出气体的体积。
下表是某同学记录的实验数据：温度：25 ℃，气压：101.3 kPa
实验次数 镁带质量(g) 硫酸体积(mL) C瓶读数(mL) 抽出气体的体积(mL)
1 0.115 10.0 124.8 7.0
2 0.110 10.0 120.7 6.2
2
解析　(3)每次做实验时，用注射器在A瓶加料口抽气，使B瓶导管内液体持平(B瓶内气体压强与外界大气压相等)，注意注射器拔出时要将针头拔出，此时进入测定起始状态；再次抽气调压，用注射器在A瓶加料口处抽气，使B瓶中液面持平，与起始状态相同，读出注射器中抽出气体的体积，记录数值；
(4)计算两次实验1 mol氢气的体积的平均值＝________L(保留一位小数，镁的相对原子质量为24.3)。
(5)已知实验温度下，1 mol氢气的体积的理论值为24.5 L，实验误差＝________%(保留三位有效数字)。
25.8
5.31
Thanks！
本讲内容结束