人教版（2019）化学必修第一册 2_3_2气体摩尔体积导学案（Word含答案及解析）

2.3.2气体摩尔体积导学案
1、使学生在了解决定气体体积因素的基础上，理解和掌握气体摩尔体积的概念及计算；
2、掌握阿伏加德罗定律的内容并学会有关它们的计算。
1、决定物质体积的因素主要有：①粒子数多少；②粒子间的距离；③粒子本身大小。
2、在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的粒子。
3、标准状况是指0 ℃和1.01×105Pa。
4、1 mol气体在标准状况下所占的体积约为22.4 L。
一、气体摩尔体积
在化学实验中，需要量取1 mol H2来做实验，如何量取1 mol H2？对于气体来说，我们宏观量取的通常不是质量而是体积，那么1 mol H2的体积到底是多少呢？气体的体积与物质的量之间有什么联系呢？
1．决定物质体积的因素有哪些？1 mol固体、液体物质的体积为什么不相同？
点拨：决定物质体积的因素主要有：①粒子数多少；②粒子间的距离；③粒子本身大小。
1 mol固体、液体物质的体积不同的原因是：对固体和液体来说，粒子之间距离较小，相对于粒子本身体积来说可以忽略不计，所以其体积主要决定于粒子的多少和粒子本身大小，不同的粒子由于(本身体积)大小不同，所以1 mol固体和液体的体积也不相同。
2．决定气体体积的因素主要是什么？为什么温度、压强一定时，1 mol任何气体的体积相等？
点拨：因为气体分子间平均距离比分子直径大得多，因此，气体体积主要决定于粒子数目的多少和粒子间的距离。当气体的物质的量(粒子数)一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。
影响气体分子间的平均距离大小的因素有温度和压强，温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值，故粒子数一定时，其体积是一定值。
3．“气体摩尔体积”与“1 mol”气体在标准状况下所占的体积都是“22.4 L”有什么关系？
点拨：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。气体摩尔体积的符号为Vm，Vm＝ ，Vm常用的单位有L/mol和m3/mol，在标准状况下，Vm＝22.4 L/mol，可以说22.4 L/mol是在特定条件下的气体摩尔体积。
特别提醒：(1)标准状况(0 ℃和1.01×105Pa)下。(2)研究对象为气体，该气态物质可为纯净物也可为混合物。例如，在相同条件下1 mol O2与1 mol O2和H2的混合气体的体积相等。(3)气体的物质的量为1 mol。若气体的物质的量为n mol，则其体积为n mol×22.4 L·mol－1。
4. ①有关物质的量的公式，可以解决很多物理量之间的转化，解决时要看清所求的是哪种量，它与物质的量的关系，把已知量转化为物质的量，再转换为所求量。
②使用摩尔时，必须指明物质微粒的名称或符号或化学式的特定组合。
应用气体摩尔体积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－1。
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－1。
③1 mol气体体积为22.4 L时不一定处于标准状况。
二、阿伏加德罗定律
在相同温度和压强下，相同体积的不同气体又有什么样的特点呢？
学点精讲
1．在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子，这就是阿伏加德罗定律。这是个很重要的气体定律，为了便于记忆，可以把这个定律用“三同定一同”这五个字来概括，每有三同，必有第四同。
2．阿伏加德罗定律的推论
条件 结　论
公式 语言叙述
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同 ＝ 温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比
n、p相同 ＝ 物质的量、压强相同的气体，其体积与温度成正比
条件 结　论
公式 语言叙述
n、T相同 ＝ 分子数相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比
T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量(或者摩尔质量，下同)成正比
T、p、V相同 ＝ 同温、同压下，体积相同的气体，其相对分子质量与质量成正比
T、p、m相同 ＝ 同温、同压下，等质量的气体，相对分子质量与其体积成反比
T、V、m相同 ＝ 同温、同体积下，等质量的气体，相对分子质量与其压强成反比
特别提醒：(1)使用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
(2)使用条件是同温、同压、同体积。
(3)相同数目的粒子(分子或原子)。
拓展·延伸　气体密度(ρ)和相对密度(D)：
1．标准状况：ρ＝m/V＝M g·mol－1/22.4 L·mol－1
2．非标准状况：ρ＝m/V
3．气体的相对密度：D＝ρA/ρB＝MA/MB，即气体的相对密度等于两种气体的摩尔质量之比。
1、下列说法正确的是( )
A．32 g O2占有的体积约为22.4 L
B．22.4 L N2含有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
2、下列说法正确的是( )
A．标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
B．0.5 mol H2所占的体积是11.2 L
C．标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
D．标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
3、下列说法中正确的是( )
A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B．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的物质的量约为2 mol
4、下列说法中正确的是(视22.4为准确数)( )
A．在0 ℃、1.01×105 Pa的条件下，某气体的体积为2.24×10－2m3，该气体的物质的量为1 mol
B．1 mol某气体的体积为22.4 L，该气体所处的状况必定为标准状况
C．在0 ℃的温度下，1 mol某气体的体积为22.4 L，该气体的压强为101 kPa
D．固态的二氧化碳又叫做干冰。含CO2 1 mol的干冰在标准状况下的体积必定小于22.4 L
5、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X重114 g，则该气体的相对分子质量可能是( )
A．28　　　B．44　　　C．32　　　D．60
参考答案
自主学习
1、决定物质体积的因素主要有：①粒子数多少；②粒子间的距离；③粒子本身大小。
2、在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体含有相同数目的粒子。
3、标准状况是指0 ℃和1.01×105Pa。
4、1 mol气体在标准状况下所占的体积约为22.4 L。
随堂检测
1、 解析：A、B都没有标注“标准状况”是错误的；C有“标准状况”条件，但在此条件下水不是气态，所以22.4 L水不是1 mol，也不是18 g；D项中22 g CO2物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2L HCl的物质的量也为0.5 mol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此D选项符合题意。
答案：D
2、解析：6.02×1023个分子的物质的量是1 mol，但此分子不一定是气体，故在标准状况下的体积不一定是22.4 L，A项错误；B项中未指明气体所处的状况，所以此气体体积不一定是11.2 L，B项错误；H2O在标准状况下不是气体，所以1 mol H2O的体积不是22.4 L，C项错误；N2和CO的摩尔质量都是28 g·mol－1，所以28 g N2和CO的混合气体的物质的量是1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L，D项正确。
答案：D
3、解析：A.没有明确温度和压强，无法比较、确定气体的体积。B.气体摩尔体积的单位是L·mol－1。C.在标准状况下水为固态，1 mol冰的体积远远小于22.4 L。D.该气体的物质的量约为1 mol，N的物质的量约为2 mol。
答案：D
4、解析：A项，2.24×10－2m3即22.4 L，在标准状况下，22.4 L气体的物质的量为1 mol。B项，温度、压强对气体体积的影响效果是相反的。C项，22.4 L、0 ℃、1 mol气体三个量决定了第四个量必为101 kPa。D项，干冰在标准状况下是气体，体积等于22.4 L。
答案：AC
5、解析：设瓶重为m，由 ＝ 得：
＝，解得m＝100 g，
然后由：＝　
得Mr(X)＝28 g·mol－1。或＝
Mr(x)＝28(g·mol－1)
答案：A