2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积 学案 （含答案）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第二章 第三节 第2课时 气体摩尔体积 学案 （含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 350.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-06 17:29:11 | ||
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文档简介
第2课时 气体摩尔体积
[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。
一、气体摩尔体积
1．决定物质体积大小的因素
(1)物质的体积与聚集状态的关系
思考1 在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
结论：同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别________。
同温同压下，1 mol气体的体积_________________________________________________。
(2)气体体积与温度、压强的关系
思考2 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
Ⅰ.从上表分析得出结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积____(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
Ⅱ.理论依据：相同温度和压强下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是①_________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________。
(3)物质体积的影响因素
结论：在相同的________和________下，粒子数相同的任何气体都具有______________。
2．气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积
(2)标准状况下的气体摩尔体积
特别提醒 ①n＝，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
思考3 完成下列问题。
(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为_________________。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。
(3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的平均摩尔质量约为______________。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为______________。
标准状况下，气体摩尔体积的有关计算
(1)气体的物质的量n＝ mol；
(2)气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；
(3)气体的分子数N＝n·NA＝·NA；
(4)气体的质量m＝n·M＝·M g；
(5)混合气体的平均摩尔质量＝＝22.4ρ混 g·mol－1。
1．判断正误
(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定( )
(2)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA( )
(3)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol－1( )
(4)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况( )
2．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是____，16 g O2所占体积约是________。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是___________________。
(3)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是________。
二、阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律的内容
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。
特别提醒 ①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；②同温、同压、同体积、同分子数，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
思考 在同温同压(以0 ℃，101 kPa即标准状况为例)下，完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是________，2 mol H2的体积是________，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其________之比。
(2)1 mol O2的质量是________，体积是____，ρ(O2)＝＝________________ g·L－1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是______，体积是________，ρ(H2)＝＝________ g·L－1。由此可推知：
①同温同压下，气体的密度之比等于其________________之比。
②在标准状况下，气体的密度为______ g·L－1。
阿伏加德罗定律的推论：
语言叙述 公式
同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 ＝
1．判断正误
(1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者( )
(4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同( )
(5)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍( )
2．质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是( )
A．分子个数之比为17∶16
B．同温同压下两种气体的体积之比为17∶16
C．氢原子个数之比为17∶12
D．原子个数之比为17∶16
1．下列关于决定物质体积的因素，说法错误的是( )
A．物质的体积取决于微粒数目、微粒大小和微粒间距
B．同温同压下，相同体积的任何气体具有相同数目的分子
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
2．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
3．(2022·云南曲靖市马龙区第一中学高一月考)在下列示意图中，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(其质量忽略不计)，其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
4．同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的：
(1)物质的量之比为 ________ 。
(2)分子数之比为___________。
(3)原子数之比为 __________。
(4)质量之比为____________。
(5)摩尔质量之比为_________。
(6)密度之比为_____________。
第2课时 气体摩尔体积
一、
1．思考1 较大 近似相等
思考2 Ⅰ.①22.4 L ②不一定 Ⅱ.①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同 ③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略
(3)大小 数目 距离 相等 温度 压强 相同的体积
2．(1)单位物质的量的气体 Vm L·mol－1 m3·mol－1 Vm＝ 温度 压强
思考3 (1)32.03 g·mol－1 (2)17 g·mol－1 (3)34.9 g·mol－1 (4)28 g·mol－1
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)×
2．(1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)NA
二、
思考 (1)22.4 L 44.8 L 物质的量 (2)32 g 22.4 L 2 g 22.4 L ①摩尔质量 ②
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．D [质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为∶＝17∶16。分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16，故A正确；同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，为17∶16，故B正确；氢原子个数之比为(×4)∶(×3)＝17∶12，故C正确；原子个数之比为(×5)∶(×4)＝85∶64，故D错误。]
随堂演练 知识落实
1．C 2.C
3．A [H2的摩尔质量为2 g·mol－1，He的摩尔质量为4 g·mol－1。根据n＝，等质量的氢气和氦气的物质的量和摩尔质量成反比，所以物质的量之比为4∶2＝2∶1，根据n＝，物质的量和粒子个数成正比，所以氢气和氦气的分子个数比为2∶1。根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积和物质的量成正比，所以V(H2)∶V(He)＝2∶1。氢气是双原子分子，氦气是单原子分子。]
4．(1)1∶2 (2)1∶2 (3)3∶4 (4)11∶14 (5)11∶7
(6)11∶7
[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。
一、气体摩尔体积
1．决定物质体积大小的因素
(1)物质的体积与聚集状态的关系
思考1 在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积/cm3 固体 20 ℃时的体积/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
结论：同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别________。
同温同压下，1 mol气体的体积_________________________________________________。
(2)气体体积与温度、压强的关系
思考2 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
Ⅰ.从上表分析得出结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积____(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
Ⅱ.理论依据：相同温度和压强下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是①_________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________。
(3)物质体积的影响因素
结论：在相同的________和________下，粒子数相同的任何气体都具有______________。
2．气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积
(2)标准状况下的气体摩尔体积
特别提醒 ①n＝，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
思考3 完成下列问题。
(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为_________________。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。
(3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的平均摩尔质量约为______________。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的平均摩尔质量为______________。
标准状况下，气体摩尔体积的有关计算
(1)气体的物质的量n＝ mol；
(2)气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；
(3)气体的分子数N＝n·NA＝·NA；
(4)气体的质量m＝n·M＝·M g；
(5)混合气体的平均摩尔质量＝＝22.4ρ混 g·mol－1。
1．判断正误
(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定( )
(2)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA( )
(3)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol－1( )
(4)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况( )
2．(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是____，16 g O2所占体积约是________。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是___________________。
(3)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是________。
二、阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律的内容
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。
特别提醒 ①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；②同温、同压、同体积、同分子数，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。
2．阿伏加德罗定律的推论
思考 在同温同压(以0 ℃，101 kPa即标准状况为例)下，完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是________，2 mol H2的体积是________，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其________之比。
(2)1 mol O2的质量是________，体积是____，ρ(O2)＝＝________________ g·L－1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是______，体积是________，ρ(H2)＝＝________ g·L－1。由此可推知：
①同温同压下，气体的密度之比等于其________________之比。
②在标准状况下，气体的密度为______ g·L－1。
阿伏加德罗定律的推论：
语言叙述 公式
同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 ＝＝
同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比 ＝
1．判断正误
(1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等( )
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子( )
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者( )
(4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同( )
(5)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍( )
2．质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是( )
A．分子个数之比为17∶16
B．同温同压下两种气体的体积之比为17∶16
C．氢原子个数之比为17∶12
D．原子个数之比为17∶16
1．下列关于决定物质体积的因素，说法错误的是( )
A．物质的体积取决于微粒数目、微粒大小和微粒间距
B．同温同压下，相同体积的任何气体具有相同数目的分子
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
2．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
3．(2022·云南曲靖市马龙区第一中学高一月考)在下列示意图中，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(其质量忽略不计)，其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
4．同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的：
(1)物质的量之比为 ________ 。
(2)分子数之比为___________。
(3)原子数之比为 __________。
(4)质量之比为____________。
(5)摩尔质量之比为_________。
(6)密度之比为_____________。
第2课时 气体摩尔体积
一、
1．思考1 较大 近似相等
思考2 Ⅰ.①22.4 L ②不一定 Ⅱ.①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同 ③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略
(3)大小 数目 距离 相等 温度 压强 相同的体积
2．(1)单位物质的量的气体 Vm L·mol－1 m3·mol－1 Vm＝ 温度 压强
思考3 (1)32.03 g·mol－1 (2)17 g·mol－1 (3)34.9 g·mol－1 (4)28 g·mol－1
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)×
2．(1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L (3)NA
二、
思考 (1)22.4 L 44.8 L 物质的量 (2)32 g 22.4 L 2 g 22.4 L ①摩尔质量 ②
应用体验
1．(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．D [质量相同的CH4和NH3的物质的量之比为∶＝17∶16。分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16，故A正确；同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，为17∶16，故B正确；氢原子个数之比为(×4)∶(×3)＝17∶12，故C正确；原子个数之比为(×5)∶(×4)＝85∶64，故D错误。]
随堂演练 知识落实
1．C 2.C
3．A [H2的摩尔质量为2 g·mol－1，He的摩尔质量为4 g·mol－1。根据n＝，等质量的氢气和氦气的物质的量和摩尔质量成反比，所以物质的量之比为4∶2＝2∶1，根据n＝，物质的量和粒子个数成正比，所以氢气和氦气的分子个数比为2∶1。根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积和物质的量成正比，所以V(H2)∶V(He)＝2∶1。氢气是双原子分子，氦气是单原子分子。]
4．(1)1∶2 (2)1∶2 (3)3∶4 (4)11∶14 (5)11∶7
(6)11∶7