1.2 第2课时 气体摩尔体积 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.2 第2课时 气体摩尔体积 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 79.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-10 12:12:08 | ||
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文档简介
1.2 第2课时 气体摩尔体积
【学习目标】
1.从微观角度认识影响气体体积的主要因素,掌握气体摩尔体积的含义,掌握物质的量、物质的粒子数、物质的质量、气体体积之间的换算。
2.通过分析物质体积大小的影响因素,加强对宏观与微观的联系,培养对抽象问题的分析、归纳、推理和总结的能力。
【合作探究】
【学习情境】
10个乒乓球与20个乒乓球都采用紧密堆积,谁的体积大 10个乒乓球与10个篮球都采用紧密堆积,谁的体积大 同样10个乒乓球,一组每个球之间保留5cm的距离,另一组每个球之间保留10cm的距离,哪一组的体积大
任务1 探究影响物质体积的因素
【新知生成】
一、物质的聚集状态与微观结构
物质的 聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质
固态 微粒排列 , 微粒间隙 在固定的位置上 有固定的形状,几乎不能被压缩
液态 微粒排列 , 微粒间隙 可以 没有固定的形状,不易被压缩
气态 微粒间距 可以
二、影响物质体积的因素
1.在温度和压强一定时,物质体积与物质所含微粒的数目、微粒的 、微粒之间的 有关。
2.1mol固态物质或液态物质的体积往往是 的。
3.当温度和压强一定时,任何具有相同微粒数目的气体都具有大致 的体积。
【答案】一、紧密 很小 振动 较紧密 较小 自由移动 较大 自由移动 没有固定的形状,容易被压缩
二、1.大小 距离 2.不同 3.相同
【核心突破】
典例1 计算下表中1mol不同物质的体积。(固体、液体密度均为293K时的测定值,气体密度为101kPa、273K时的测定值)
物质 摩尔质量/(g·mol-1) 密度 1mol物质的体积
Al 26.98 2.70g·cm-3
Fe 55.85 7.86g·cm-3
H2O 18.02 0.998g·cm-3
C2H5OH 46.07 0.789g·cm-3
H2 2.016 0.0899g·L-1
O2 32.00 1.429g·L-1
CO2 28.01 1.25g·L-1
【答案】9.99cm3 7.1cm3 18.1cm3 58.4cm3 22.4L 22.4L 22.4L
归纳总结
训练1 下列说法正确的是 ( )。
A.1mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B.1mol气体的体积主要由微粒的大小决定
C.1mol 氧气的体积约为22.4L
D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大,固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小
【答案】D
【解析】1mol固体或液体的体积主要由微粒的大小决定,A项错误;1mol气体的体积主要由微粒间距离决定,B项错误;没有限定温度和压强,1mol氧气的体积无法确定,C项错误;温度、压强影响微粒间距,气体微粒间距受温度、压强影响大,固体或液体微粒间距受温度、压强影响小,D项正确。
训练2 同温同压下,下列关于氢气和氧气的叙述中,正确的是( )。
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等
②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的
③氢分子与氧分子大小相同
④氢分子和氧分子本身的大小对气体体积的影响可以忽略不计
A.①②③ B.①②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】同温同压下,1 mol气体的体积大致相等,则等体积的氢气和氧气所含的分子数相等,①正确;气体分子间的距离主要受温度和压强的影响,同温同压下氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的,②正确;氢原子和氧原子大小不同,故氢分子与氧分子大小也是不相同的,③错误;对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径,故氢分子和氧分子本身的大小对气体体积的影响可以忽略不计,④正确。
任务2 认识“ 气体摩尔体积”
【新知生成】
一、气体摩尔体积
1.概念:单位物质的量的气体所占的 ,符号为 。
2.常用单位: 。
3.应用:气体的体积(V)= ×气体摩尔体积(Vm)
二、标准状况下的气体体积
1.标准状况是指温度为 K、压强为 kPa的状况。
2.标准状况下,气体摩尔体积约为 L·mol-1。
3.标准状况下,气体的体积(V)≈物质的量(n)× 。
【答案】一、1.体积 Vm 2.L·mol-1或m3·mol-1
3.物质的量(n)
二、1.273 101 2.22.4 3.22.4L·mol-1
【核心突破】
典例2 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
①标准状况下,6.02×1023个气体分子所占的体积约为22.4 L。
②0.5 mol N2的体积约为11.2 L。
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L。
④常温常压下,28 g CO与N2的混合气体所含原子数为2NA。
⑤任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1。
⑥标准状况下,体积相同的两种气体的分子数一定相同。
A.①③⑤ B.④⑥ C.③④⑥ D.①④⑥
【答案】D
【解析】6.02×1023个气体分子的物质的量为1 mol,标准状况下的体积约是22.4 L,①正确;氮气不一定处于标准状况下,故0.5 mol N2的体积不一定为11.2 L,②错误;标准状况下,水不是气体,1 mol H2O的质量为18 g,其体积远小于22.4 L,③错误;CO与N2的摩尔质量都是28 g·mol-1,28 g CO与N2的混合气体的物质的量为1 mol,且均为双原子分子,故混合气体所含原子数为2NA,④正确;气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1,与温度、压强有关,⑤错误;相同条件下,气体的体积相等,则气体的物质的量相等,含有的分子数目相同,⑥正确。
典例3 设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g 该气体在标准状况下的体积V(L)是( )。
A. L B. L C. L D. L
【答案】D
【解析】a g双原子分子的物质的量为 mol,双原子分子的摩尔质量为 = g·mol-1,故b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
归纳总结
1.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,如标准状况下0.2mol H2与0.8mol N2组成的混合气体的体积约为22.4L。
2.使用“22.4L·mol-1”时的注意事项:①条件:标准状况;②物质状态必须为气态;③测量的物理量必须为体积。
训练3 下列说法中正确的是( )。
A.在标准状况下,1mol C2H5OH的体积约为22.4L
B.1mol H2所占的体积约为22.4L
C.在标准状况下,28g CO和N2的混合物的体积约为22.4L
D.在标准状况下,NA个分子所占的体积约为22.4L(NA为阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
训练4 草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体内。下列有关判断不正确的是 ( )。
A.草酸的摩尔质量是90g·mol-1
B.1mol草酸中约含有6.02×1023个分子
C.45g草酸中约含有1.204×1024个氧原子
D.1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】D
课堂小结
【随堂检测】
1.下列说法中正确的是( )。
A.一定条件下,N2的摩尔体积可能为 11.2L·mol-1
B.在标准状况下,1mol N2的体积为 22.4L·mol-1
C.当1mol N2的体积为22.4L时,N2一定处于标准状况下
D.在标准状况下,乙醇的摩尔体积为 22.4L·mol-1
【答案】A
【解析】气体的体积与温度和压强有关,一定条件下,N2的摩尔体积可能为11.2L·mol-1,A项正确;体积的单位是L,B项错误;气体的体积与温度和压强两个因素有关,1mol N2的体积为22.4L时不一定处于标准状况下,C项错误;在标准状况下乙醇不是气体,D项错误。
2.下列各组物质中,分子数相同的是( )。
A.2 L SO2和2 L CO2
B.9 g水和标准状况下11.2 L CO2
C.标准状况下1 mol氧气和22.4 L水
D.0.1 mol氢气和2.24 L氯化氢气体
【答案】B
【解析】没有指明气体所处的状态,无法比较,A项不符合题意;9 g水即0.5 mol H2O,标准状况下11.2 L CO2即0.5 mol CO2,二者的分子数相同,B项符合题意;标准状况下,水不是气体,22.4 L水的物质的量不是1 mol,C项不符合题意;没有说明HCl气体所处的状态,无法比较,D项不符合题意。
3.下列说法正确的是( )。
A.同温同压下,两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
B.同温同压下,两种气体的物质的量之比等于密度之比
C.同温同压下,质量相同的两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
【答案】D
【解析】同温同压下,两种气体的体积之比等于其物质的量之比,A项错误;同温同压下,两种气体的物质的量之比等于其体积之比,也等于其分子数之比,B项错误;同温同压下,质量相同的两种气体的体积与其摩尔质量成反比,C项错误;同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于其压强之比,D项正确。
4.(1)等物质的量的C2H4(乙烯)和C3H6(丙烯)两种气体中:
①所含的分子数目之比为 ;
②相同条件下体积之比为 ;
③所含的原子数目之比为 ;
④相同条件下的密度之比为 。
(2)等质量的C2H4和C3H6中:
①所含的分子数目之比为 ;
②相同条件下体积之比为 ;
③所含的原子数目之比为 ;
④相同温度和体积时,压强之比为 。
【答案】(1)①1∶1 ②1∶1 ③2∶3 ④2∶3 (2)①3∶2 ②3∶2 ③1∶1 ④3∶2
2
【学习目标】
1.从微观角度认识影响气体体积的主要因素,掌握气体摩尔体积的含义,掌握物质的量、物质的粒子数、物质的质量、气体体积之间的换算。
2.通过分析物质体积大小的影响因素,加强对宏观与微观的联系,培养对抽象问题的分析、归纳、推理和总结的能力。
【合作探究】
【学习情境】
10个乒乓球与20个乒乓球都采用紧密堆积,谁的体积大 10个乒乓球与10个篮球都采用紧密堆积,谁的体积大 同样10个乒乓球,一组每个球之间保留5cm的距离,另一组每个球之间保留10cm的距离,哪一组的体积大
任务1 探究影响物质体积的因素
【新知生成】
一、物质的聚集状态与微观结构
物质的 聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质
固态 微粒排列 , 微粒间隙 在固定的位置上 有固定的形状,几乎不能被压缩
液态 微粒排列 , 微粒间隙 可以 没有固定的形状,不易被压缩
气态 微粒间距 可以
二、影响物质体积的因素
1.在温度和压强一定时,物质体积与物质所含微粒的数目、微粒的 、微粒之间的 有关。
2.1mol固态物质或液态物质的体积往往是 的。
3.当温度和压强一定时,任何具有相同微粒数目的气体都具有大致 的体积。
【答案】一、紧密 很小 振动 较紧密 较小 自由移动 较大 自由移动 没有固定的形状,容易被压缩
二、1.大小 距离 2.不同 3.相同
【核心突破】
典例1 计算下表中1mol不同物质的体积。(固体、液体密度均为293K时的测定值,气体密度为101kPa、273K时的测定值)
物质 摩尔质量/(g·mol-1) 密度 1mol物质的体积
Al 26.98 2.70g·cm-3
Fe 55.85 7.86g·cm-3
H2O 18.02 0.998g·cm-3
C2H5OH 46.07 0.789g·cm-3
H2 2.016 0.0899g·L-1
O2 32.00 1.429g·L-1
CO2 28.01 1.25g·L-1
【答案】9.99cm3 7.1cm3 18.1cm3 58.4cm3 22.4L 22.4L 22.4L
归纳总结
训练1 下列说法正确的是 ( )。
A.1mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B.1mol气体的体积主要由微粒的大小决定
C.1mol 氧气的体积约为22.4L
D.气体微粒间的距离受温度、压强影响大,固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小
【答案】D
【解析】1mol固体或液体的体积主要由微粒的大小决定,A项错误;1mol气体的体积主要由微粒间距离决定,B项错误;没有限定温度和压强,1mol氧气的体积无法确定,C项错误;温度、压强影响微粒间距,气体微粒间距受温度、压强影响大,固体或液体微粒间距受温度、压强影响小,D项正确。
训练2 同温同压下,下列关于氢气和氧气的叙述中,正确的是( )。
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等
②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的
③氢分子与氧分子大小相同
④氢分子和氧分子本身的大小对气体体积的影响可以忽略不计
A.①②③ B.①②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】同温同压下,1 mol气体的体积大致相等,则等体积的氢气和氧气所含的分子数相等,①正确;气体分子间的距离主要受温度和压强的影响,同温同压下氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的,②正确;氢原子和氧原子大小不同,故氢分子与氧分子大小也是不相同的,③错误;对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径,故氢分子和氧分子本身的大小对气体体积的影响可以忽略不计,④正确。
任务2 认识“ 气体摩尔体积”
【新知生成】
一、气体摩尔体积
1.概念:单位物质的量的气体所占的 ,符号为 。
2.常用单位: 。
3.应用:气体的体积(V)= ×气体摩尔体积(Vm)
二、标准状况下的气体体积
1.标准状况是指温度为 K、压强为 kPa的状况。
2.标准状况下,气体摩尔体积约为 L·mol-1。
3.标准状况下,气体的体积(V)≈物质的量(n)× 。
【答案】一、1.体积 Vm 2.L·mol-1或m3·mol-1
3.物质的量(n)
二、1.273 101 2.22.4 3.22.4L·mol-1
【核心突破】
典例2 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
①标准状况下,6.02×1023个气体分子所占的体积约为22.4 L。
②0.5 mol N2的体积约为11.2 L。
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L。
④常温常压下,28 g CO与N2的混合气体所含原子数为2NA。
⑤任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1。
⑥标准状况下,体积相同的两种气体的分子数一定相同。
A.①③⑤ B.④⑥ C.③④⑥ D.①④⑥
【答案】D
【解析】6.02×1023个气体分子的物质的量为1 mol,标准状况下的体积约是22.4 L,①正确;氮气不一定处于标准状况下,故0.5 mol N2的体积不一定为11.2 L,②错误;标准状况下,水不是气体,1 mol H2O的质量为18 g,其体积远小于22.4 L,③错误;CO与N2的摩尔质量都是28 g·mol-1,28 g CO与N2的混合气体的物质的量为1 mol,且均为双原子分子,故混合气体所含原子数为2NA,④正确;气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1,与温度、压强有关,⑤错误;相同条件下,气体的体积相等,则气体的物质的量相等,含有的分子数目相同,⑥正确。
典例3 设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g 该气体在标准状况下的体积V(L)是( )。
A. L B. L C. L D. L
【答案】D
【解析】a g双原子分子的物质的量为 mol,双原子分子的摩尔质量为 = g·mol-1,故b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
归纳总结
1.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,如标准状况下0.2mol H2与0.8mol N2组成的混合气体的体积约为22.4L。
2.使用“22.4L·mol-1”时的注意事项:①条件:标准状况;②物质状态必须为气态;③测量的物理量必须为体积。
训练3 下列说法中正确的是( )。
A.在标准状况下,1mol C2H5OH的体积约为22.4L
B.1mol H2所占的体积约为22.4L
C.在标准状况下,28g CO和N2的混合物的体积约为22.4L
D.在标准状况下,NA个分子所占的体积约为22.4L(NA为阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
训练4 草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体内。下列有关判断不正确的是 ( )。
A.草酸的摩尔质量是90g·mol-1
B.1mol草酸中约含有6.02×1023个分子
C.45g草酸中约含有1.204×1024个氧原子
D.1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】D
课堂小结
【随堂检测】
1.下列说法中正确的是( )。
A.一定条件下,N2的摩尔体积可能为 11.2L·mol-1
B.在标准状况下,1mol N2的体积为 22.4L·mol-1
C.当1mol N2的体积为22.4L时,N2一定处于标准状况下
D.在标准状况下,乙醇的摩尔体积为 22.4L·mol-1
【答案】A
【解析】气体的体积与温度和压强有关,一定条件下,N2的摩尔体积可能为11.2L·mol-1,A项正确;体积的单位是L,B项错误;气体的体积与温度和压强两个因素有关,1mol N2的体积为22.4L时不一定处于标准状况下,C项错误;在标准状况下乙醇不是气体,D项错误。
2.下列各组物质中,分子数相同的是( )。
A.2 L SO2和2 L CO2
B.9 g水和标准状况下11.2 L CO2
C.标准状况下1 mol氧气和22.4 L水
D.0.1 mol氢气和2.24 L氯化氢气体
【答案】B
【解析】没有指明气体所处的状态,无法比较,A项不符合题意;9 g水即0.5 mol H2O,标准状况下11.2 L CO2即0.5 mol CO2,二者的分子数相同,B项符合题意;标准状况下,水不是气体,22.4 L水的物质的量不是1 mol,C项不符合题意;没有说明HCl气体所处的状态,无法比较,D项不符合题意。
3.下列说法正确的是( )。
A.同温同压下,两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
B.同温同压下,两种气体的物质的量之比等于密度之比
C.同温同压下,质量相同的两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
【答案】D
【解析】同温同压下,两种气体的体积之比等于其物质的量之比,A项错误;同温同压下,两种气体的物质的量之比等于其体积之比,也等于其分子数之比,B项错误;同温同压下,质量相同的两种气体的体积与其摩尔质量成反比,C项错误;同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于其压强之比,D项正确。
4.(1)等物质的量的C2H4(乙烯)和C3H6(丙烯)两种气体中:
①所含的分子数目之比为 ;
②相同条件下体积之比为 ;
③所含的原子数目之比为 ;
④相同条件下的密度之比为 。
(2)等质量的C2H4和C3H6中:
①所含的分子数目之比为 ;
②相同条件下体积之比为 ;
③所含的原子数目之比为 ;
④相同温度和体积时,压强之比为 。
【答案】(1)①1∶1 ②1∶1 ③2∶3 ④2∶3 (2)①3∶2 ②3∶2 ③1∶1 ④3∶2
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