结论:
※压强不变,升高温度→
气体体积增大
温度不变,增大压强→
气体体积减小
※
不同温度、压强下,1mol气体的体积会改变,
而1mol固体或液体的体积基本不变;
※
同温同压下,1mol不同气体的体积相同,
而1mol固体或液体的体积各不相同;
问题与讨论:
①影响物质体积的因素有哪些?
②如何解释——
同温同压下1
mol不同气体体积相同?
而1
mol固体或液体的体积各不相同?
③教室内有两瓶相同体积的气体(H2和
O2
)
,你可以推出什么结论?
影响物质体积大小的微观因素
粒子的大小
粒子间的平均距离
【例1】
判断下列说法是否正确
【例2】
常温常压(25℃和101
kPa)下,测出某男生的肺活量为3600
mL,计算他呼出的气体中大约包含多少个气体分子 (已知该状况下1mol气体体积约为24.5L)
【例3】
下列说法正确的是(
)
(注:NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.在常温常压下,11.2L氮气含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,1mol氮气含有的原子数为NA
C.32g氧气所含的原子数为2NA
D.相同质量的磷酸和硫酸所含的原子数目相同
【例4】
在同温同压下,下列与气体体积大小有关的因素是(
)
A.气体的种类
B.气体的分子数
C.分子本身的大小
D.分子间的平均距离
【例5】
两个体积相同的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2和O2,在同温、同压下,两容器内的气体一定具有相同的(
)
A.原子总数
B.质子总数
C.分子总数
D.质量
【例6】
2gH2的体积为(
)
A.22.4L
B.11.2L
C.44.8L
D.不确定
【例7】
在标准状况下,2.2
g
CO2的体积是多少?
【例8】
在标准状况下,测得1.92
g某气体的体积为672
mL。计算此气体的相对分子质量?
课后作业
【例1】
判断下列说法的正误
通常状况下,H2的摩尔体积为22.4mol/L。
标准状况下,H2O的摩尔体积为22.4mol/L。
物质的量相同的H2与O2,体积也相同。
相同条件下,1g
H2与14g
CO的体积相同。
【例2】
标准状况下,5.6L某气体的质量为11g,其摩尔质量是,相对分子质量是
【例3】
标准状况下,33.6L的O2的物质的量为多少?质量是多少?
【例4】
22g
CO2在标准状况下的体积是多少?
答案
解析:
错。标况下。
错。标况下水为液体。
错。影响气体体积的因素除了分子数,还要考虑温度、压强的影响。没说同温同压不可比。
正确。
【例2】44g/mol,44
解析:已知V和m求M(隐含知道Vm=22.4L/mol),先利用V和Vm求n,再求出M。
【例3】1.5mol,66g
【例4】11.2L
化学计量在实验中的应用㈡(共19张PPT)
第二节
化学计量在实验中的应用
2017.9.12
N
n
m
÷NA
×M
×NA
÷M
质量
物质的量
粒子数目
V
体积
?
2:1
同温同压下,1
mol
H2和1
mol
O2的体积相同
⑵假设电解了1.8
g水(H2O),试计算所得H2
和O2的物质的量之比是多少?
⑴根据初中实验,电解水产生的H2
和
O2体积比约为多少?
结论:
质量
物质的量
H2
和O2的物质的量之比
H2
O2
0.1
mol
0.05
mol
2:1
0.2
g
1.6
g
物质
摩尔质量(g/mol)
密度(g/cm3)
(20℃)
体积
(1mol)
Fe
56
7.86
Al
27
2.70
Pb
207
11.3
H2O
18
0.998
H2SO4
98
1.83
7.1cm3
10.0cm3
18.3cm3
18.0cm3
53.6cm3
固
体
液体
一摩尔体积不相同
计算1mol下列各物质的体积
气态物质
摩尔质量(g/mol)
密度(g/L)
(0
℃、101kpa
)
体积
(1mol)
H2
2.016
0.0899
O2
32.00
1.429
22.42L
22.39L
讨论:从微观角度分析,影响物质体积的内在因素主要有哪些?
⑴
粒子数目
⑵
粒子(半径)大小
⑶
粒子间的平均距离
1mol固体或液体物质的体积主要决定于什么因素?
构成固、液体的粒子本身的大小
在相同条件下,1mol不同固、液体物质的体积为什么不同?
不同粒子其体积大小不一样
固体,液体微粒模型
1mol气体的体积主要决定于什么,相同条件下1mol气体体积基本相等说明了什么?
一定量气体的体积决定于气体分子间的平均距离
同一条件下,气体分子间平均距离几乎相等
气体微粒模型
二、气体摩尔体积
1、定义:
单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。
2、表示方法及单位:
常用Vm表示
(Vm=
);单位:L/mol
或
m3/mol。
4、在标准状况下(0℃,101kPa),任何气体的摩尔体积均约
为22.4L/mol,因此可认为22.4L/mol是特定条件下的气体摩尔体积
。
3、在相同的温度和压强下,不同气体的摩尔体积是相同的。
(注意:1摩尔任何气体,可以是单一纯净的气体,也可以是
混合气体,因为气体体积与分子种类无关。)
气体分子间平均距离与哪些因素有关?
升高温度,气体分子间平均距离增大,气体体积增大。
压强增大,气体分子间平均距离减小,气体体积减小。
气体分子间平均距离与分子种类基本无关。
练习:
1.判断下列说法是否正确?为什么?
(1)标况下,气体的摩尔体积为22.4L
(2)标况下,1mol任何气体的体积都约是22.4L
(3)1mol
CO2的体积约为22.4L
(4)1mol
H2O在标况下的体积约为22.4L
×
×
×
√
跟气体摩尔体积有关的计算
标准状况下:
【例题1】在标准状况下,2.2克CO2气体的体积是多少
?
n=
v
vm
Vm=22.4(L/mol)
解:根据n=m/M=
=0.05(mol)
根据V=nVm=0.05(mol)x
22.4(L/mol)
=1.12(L)
答:在标准状况下,2.2克CO2气体的体积是1.12L。
44(g/mol)
2.2(g)
课堂总结
注:在标准状况下(0℃、101KPa)时,任何气体的摩尔体积(Vm)约为22.4L/mol。
N
n
m
÷NA
×M
×NA
÷M
质量
物质的量
粒子数目
V
体积
÷Vm
×Vm
2.填写下列空白:
(1)标准状况下,0.5mol
H2占有的体积是_________L。
(2)标准状况下,2mol
O2占有的体积是_________L。
(3)标准状况下,4.48L
CO2的物质的量是_________mol。
(4)标准状况下,33.6L
H2的物质的量是_________mol。
(5)标准状况下,16g
O2的体积是_________L。
(6)标准状况下,11.2L
N2中含的N2分子数是___________个。
11.2
44.8
0.2
1.5
11.2
3.01×1023
五、气体相对分子质量(Mr)的计算方法
1、已知标准状况下的气体密度ρ
M=22.4 ρ
2、已知非标准状况下T、P、ρ
3、已知两种气体的相对密度D
Mr(A)=D Mr(B)
4、混合气体的平均相对分子质量
M(平)=ΣMA A=m总/n总
( 表示该气体的体积分数)
4、某气体A对氧气的相对密度为0.5,求①A的相对分子质量是多少?②A气体对空气的相对密度是多少?(同温同压下)
5、某混合气体含2摩尔氧气和8摩尔氮气,求该混合气体的平均相对分子质量。
3、在标准状况下,测得1.92g某气体的体积为672
mL。计算此气体的相对分子质量。
再见第一章
从实验学化学
第二节
化学计量在实验中的应用
第2课时
气体摩尔体积
1.下列说法中正确的是( )
A.1
mol任何物质的体积都为22.4
L
B.1
mol任何气体的体积为22.4
L
C.标准状况下22.4
L任何气体的物质的量为1
mol
D.不在标准状况下1
mol气体体积一定不为22.4
L
答案:C
2.同温同压下,两种气体的体积不同,其主要原因是( )
A.气体的分子大小不同
B.气体分子间的平均距离不同
C.气体的物质的量不同
D.气体的性质不同
答案:C
3.已知阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。在两个容积相同的容器中,一个盛有HCl气体,另一个盛有H2和Cl2的混合气体。在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的( )
A.分子的大小
B.原子总数
C.质量
D.密度
答案:B
4.下列叙述正确的是( )
A.标准状况下任何气体的气体摩尔体积都是22.4
L
B.1
mol
气体的体积若是22.4
L,它必定处于标准状况
C.两种气体的物质的量之比等于其原子个数比
D.标准状况下,1
mol
H2和O2的混合气体的体积是22.4
L
解析:A项错误,正确的说法是:标准状况下任何气体的气体摩尔体积都约是22.4
L·mol-1;B项错误,1
mol气体在其他状况下的体积也可能是22.4
L;C项错误,应为两种气体的物质的量之比等于其分子个数之比。
答案:D
5.(1)现有34
g某气体,摩尔质量为17
g·mol-1,则:
①该气体为________mol。
②该气体所含分子数为________NA。
③该气体在标准状况下的体积为________L。
(2)________
g
H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4
L
CO2中的氧原子数目相同。
解析:
(1)该气体的物质的量为34
g/(17
g·mol-1)=2
mol,分子数为2NA,在标准状况下的体积为22.4
L·mol-1×2
mol=44.8
L。(2)标准状况下22.4
L
CO2是1
mol,氧原子的物质的量是2
mol,故水是2
mol,即36
g。
答案:(1)①2 ②2 ③44.8 (2)36
(时间:40分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题8分,共48分)
1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( )
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4
L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4
L
D.相同物质的量的气体摩尔体积也相同
答案:A
2.下列说法正确的是( )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4
L
②0.5
mol
H2
所占体积为11.2
L
③标准状况下,1
mol
H2O的体积为22.4
L
④标准状况下,28
g
CO与N2的混合气体的体积约为22.4
L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4
L·mol-1
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤
B.④⑥
C.③④⑥
D.①④⑥
解析:①物质不一定是气态;②不一定在标准状况下;③水在标准状况下不是气态;⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。
答案:B
3.依照阿伏加德罗定律,下列叙述正确的是( )
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.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比
D.同温同体积下两种气体的物质的量之比等于相对分子质量之比
解析:由阿伏加德罗定律得:同温同压下两种气体的物质的量之比等于体积之比,也等于分子数之比,两种气体的密度之比等于摩尔质量之比;同温同体积时,两种气体产生的压强之比等于物质的量之比,所以只有C项正确。
答案:C
4.标准状况下,m
g
A
气体与n
g
B
气体分子数相等,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,同体积的气体A和气体B的质量比为m∶n
B.25
℃时,1
kg气体A与1
kg气体B的分子数之比为n∶m
C.同温同压下,气体A与气体B的密度之比为m∶n
D.标准状况下,等质量的A与B的体积比为m∶n
解析:在标准状况下,气体A与B的分子数相等,则n(A)=n(B)。=,=。相同条件下,气体体积相等,则气体的物质的量相等,则质量比为m∶n,A对;等质量的A、B的物质的量之比为摩尔质量的反比,即n∶m,B对;同温同压下,=,=,C对;标准状况下,等质量的A与B的体积比为===,D错。
答案:D
5.同温、同压下,盛有氧气的A容器与盛有氨气的B容器中,所含的原子个数相等,则A与B的体积比是( )
A.1∶1
B.2∶1
C.1∶2
D.2∶3
解析:假设n(O2)=1
mol,n(O)=2
mol,那么n(NH3)=0.5
mol,根据n1∶n2=V1∶V2,所以V(A)∶V(B)=n(O2)∶n(NH3)=2∶1。
答案:B
6.由CO2、CO、H2组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同,则该混合气体中CO2、H2、CO的体积比可为( )
A.29∶8∶13
B.22∶1∶14
C.13∶8∶29
D.13∶16∶57
解析:同温同压下,混合气体的密度与N2的相同,说明M
(混合气体)=28
g·mol-1;三种混合气体中CO的相对分子质量为28,即CO2与H2的混合气体平均相对分子质量为28,即有:=28,即n(CO2)∶n(H2)=13∶8。
答案:C
二、非选择题(包括3个小题,共52分)
7.(22分)Ⅰ.(12分)(1)等质量的C2H4与C3H6所含的分子数之比为________,原子数之比为________,H原子数之比为________。
(2)等质量的O2与O3所含原子数之比为________。
(3)等质量的NO2与N2O4所含的原子数之比为________,氮原子数之比为________。
Ⅱ.(10分)现有A、B两种气体,它们的相对分子质量分别为MA、MB:
(1)当两种气体质量相同时,标准状况下A和B的体积比为________,密度比为________,所含分子个数比为________。
(2)当两种气体(同温、同压)的体积相同时,A与B的质量比为________。
(3)保持温度不变,分别把等质量的A、B充入同一容器,产生的压强之比为________。
解析:Ⅰ.(1)假设都为1
g,然后进行计算。技巧:二者都可看为(CH2)x,质量相同时,说明含有的“CH2”相同;(2)、(3)分别看成Ox,(NO2)x。
Ⅱ.根据阿伏加德罗定律计算推断。
答案:Ⅰ.(1)3∶2 1∶1 1∶1 (2)1∶1 (3)1∶1 1∶1 Ⅱ.(1)MB∶MA MA∶MB MB∶MA (2)MA∶MB (3)MB∶MA
8.(16分)同温、同压下,若A容器中充满O2,B容器中充满O3。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是________。
(2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是________。
(3)若两容器的体积比为3∶2,则O2和O3物质的量之比为__________,质量之比为__________,密度之比为________。
解析:(1)根据阿伏加德罗定律:同温同压同体积的气体具有相同的分子数,故A容器和B容器的容积比是1∶1。(2)原子总数相等,则分子总数之比为3∶2,物质的量之比为3∶2,故两容器容积比是3∶2。(3)两容器的体积比为3∶2,则两气体的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×32)∶(2×48)=1∶1,密度之比为(1÷3)∶(1÷2)=2∶3。
答案:(1)1∶1 (2)3∶2 (3)3∶2 1∶1 2∶3
9.(14分)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:
Ⅰ.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;
Ⅱ.连接好实验装置,检查装置的气密性;
Ⅲ.加热,开始反应,直到不再有气体产生为止;
Ⅳ.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;
Ⅴ.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,通过焐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)==0.012
5
mol,O2的摩尔体积为≈22.38
L·mol-1。
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,用手将试管底部焐热,若观察到广口瓶中长导管内液面上升,松开手后,过一会儿长导管内的液面下降,则证明该装置不漏气 (2)②①③ 偏小 (3)0.012
5 22.38
L·mol-1第2课时 气体摩尔体积
【学习目标】
1.知道决定气体体积的主要因素,能叙述阿伏加德罗定律的内容。
2.知道气体摩尔体积的含义,记住标准状况下的气体摩尔体积。
3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。
【新知导学】
一、决定物质体积大小的因素
1.在温度和压强一定时,决定物质体积大小的主要因素:__________、__________、____________。
2.根据表格中的数据完成下列填空:
状态
物质
密度
1
mol该物质的质量
1
mol该物质的体积
结论
固态
Fe
7.86
g·cm-3(20
℃)
g
7.12
cm3
Al
2.70
g·cm-3(20
℃)
27
g
cm3
液态
H2O
0.998
g·cm-3(20
℃)
18
g
cm3
H2SO4
1.83
g·cm-3(20℃)
g
53.55
cm3
气态
O2
1.429
g·L-1(0
℃、101
kPa)(标准状况)
g
22.39
L
H2
0.089
9
g·L-1(0
℃、101
kPa)(标准状况)
2.016
g
L
3.分析出现上述结论的原因。
(1)在温度和压强一定时,任何1
mol固态物质或液态物质所含微粒数目________。微粒之间的距离________,但____________不同,所以1
mol固态物质或液态物质的体积往往是________的。
(2)对气态物质来说:通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍,因此,当微粒数相同时,气态物质体积的大小则主要取决于______________________________________
____________________________________________________。
(3)在温度和压强一定时,微粒间的距离____________,因此,在相同温度和压强下,任何具有相同微粒数的气体都具有________________________。
【归纳总结】
1.物质体积大小的影响因素
2.粒子数目相同物质的体积关系
【活学活用】
1.下列四种因素:①温度和压强 ②所含微粒数 ③微粒本身大小 ④微粒间的距离,其中对气态物质体积有显著影响的是( )
A.②③④
B.②④
C.①③④
D.①②④
2.同温同压下,若两种气体所占体积不同,其主要原因是( )
A.气体分子的大小不同
B.气体分子间平均距离不同
C.气体的物质的量不同
D.气体的摩尔质量不同
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积是________________________________,符号是Vm,表达式:Vm=________。
常用的单位是________。标准状况下,气体摩尔体积约为________。
2.对于气体摩尔体积的理解,应注意以下几点:
(1)气体摩尔体积的适用范围是____________。在____________下,1
mol
________所占的体积约是22.4
L。
(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下,单位物质的量的气体压强越小,气体体积________;相同压强下,单位物质的量的气体温度越高,气体体积________。
(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于_________________。如0.3
mol
H2与0.7
mol
O2的混合气在标准状况下的体积约为________。
(4)1
mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4
L,也可能不是22.4
L。
3.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。
【归纳总结】
1.标准状况下的气体摩尔体积
2.计算公式
n===(标准状况)
【活学活用】
3.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.只有在标准状况下,气体摩尔体积才约为22.4
L·mol-1
D.标准状况下,22.4
L任何气体的物质的量都是1
mol
4.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
三、阿伏加德罗定律
1.实验探究气体的体积与物质的量的关系
(1)下图为电解水的实验装置。图中A试管中收集到的气体是________,B试管中收集到的气体是__________,二者的体积之比是________。
(2)物质的量比与气体体积比的关系
若有1.8
g
H2O电解,产生H2的质量为________
g,物质的量为________
mol;产生O2的质量为________
g,物质的量为________
mol;二者物质的量之比为________。
(3)实验结论
①在同温同压下,气体的物质的量之比等于__________之比。
②在同温同压下,1
mol的不同气体,其体积________。
2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)标准状况下,1
mol任何气体的体积都约是22.4
L( )
(2)同温同压下,1
mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同( )
(3)同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子数( )
(4)标准状况下,16
g氧气与2
g氢气的体积比是1∶2( )
【归纳总结】
阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律:_________________________________________________。
(2)相同条件下的气体,同体积时,分子数________;反之,分子数相同时,体积也________;气体的体积之比等于________________________之比。
(3)同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
(4)同温同体积时,气体的压强之比等于其物质的量之比。
【活学活用】
5.下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1
L一氧化碳气体一定比1
L氧气的质量小
D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
6.如图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
【学习小结】
1.阿伏加德罗定律可适用于任何气体(纯净的或是互不反应的混合气体),但不适用于液体或固体。
2.同温、同压、同体积、同分子数称为“四同”,四“同”共同存在,相互制约,只要有三个“同”成立,第四个“同”就必定成立,在实际应用中往往是知道三“同”而求导另一“同”。
3.标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例,与m、N、V之间的换算关系是
n===。
【达标检测】
1.下列有关气体体积叙述正确的是( )
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1
mol任何气体所占的体积约为22.4
L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
2.下列说法正确的是( )
A.20
℃、1.01×105
Pa时,同体积的O2和CO2含有相同数目的分子数
B.1
mol气态物质,当体积为22.4
L时,该气体一定处于标准状况
C.2
mol任何气体体积都约为44.8
L
D.同温同压下,相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同
3.标准状况下,若11.2
L氧气含有n个氧原子,则阿伏加德罗常数的数值可表示为
( )
A.4n
B.3n
C.2n
D.n
4.现有m
g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M
g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________
mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为________
L。
(4)该气体在标准状况下的密度为________
g·L-1。
(5)该气体一个分子的质量为________
g。
5.同温同压下,同体积的氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为________;同质量的氨气和硫化氢气体的体积比为________,其中含有的氢的原子个数比为________;若二者氢原子数相等,它们的体积比为________。
答案精析
新知导学
一、
1.微粒的数目 微粒的大小 微粒间的距离
2.(从左到右,从上到下)56 10 18.04 98 相同条件下1
mol固体、液体的体积差别较大 32 22.42 相同条件下,1
mol气体的体积近似相等,在标准状况下约为22.4
L
3.(1)相同 很小 微粒的大小 不同 (2)气体微粒间的距离 (3)近似相等 大致相同的体积
归纳总结
1.大小 相等 2.不同 相同
活学活用
1.D [气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍,故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。]
2.C
二、
1.单位物质的量的气体所占的体积 L·mol-1
22.4
L·mol-1
2.(1)气态物质 标准状况 气体 (2)越大 越大
(3)混合气体 22.4
L
活学活用
3.D
4.B [A项,常温、常压下11.2
L
CO2的物质的量不是0.5
mol,因此所含原子数不是1.5NA;B项,n(O3)==1
mol,含氧原子数为3NA;C项,标准状况下H2O为液态,不能应用22.4
L·mol-1;D项,n(H2)==1
mol,含氢原子数为2NA。]
三、
1.(1)H2 O2 2∶1 (2)0.2 0.1 1.6 0.05 2∶1
(3)①体积 ②相同
2.(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
归纳总结
(1)相同温度相同压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(分子) (2)相同 相同 分子数(或物质的量)
活学活用
5.B 6.A
达标检测
1.B 2.A
3.D [根据恒等式=可知NA=
=n
mol-1。]
4.(1) (2) (3) (4) (5)
5.1∶2
2∶1
3∶1 2∶3
解析 根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的气体物质的量相同。
故氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为17∶34=1∶2;同质量的氨气和硫化氢的物质的量之比为∶=2∶1,氢的原子个数比为(2×3)∶(1×2)=3∶1;二者氢原子数相等时,物质的量之比等于∶=2∶3,故体积之比为2∶3。课时作业4 气体摩尔体积
一、选择题
1.常温常压下,气体体积的大小取决于( )
A.分子半径 B.分子质量
C.分子总数
D.分子间的平均距离
【解析】 在一定温度和压强下,气体的体积大小是由气体的分子总数决定的。
【答案】 C
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
H2O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是22.4
L
【答案】 D
3.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质量大小决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.一定的温度和压强下,各种气体的物质的量决定它们的体积
【解析】 A中一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小主要由构成气体的分子数决定;B中一定温度和压强下,气态物质质量的大小不能确定其分子数的多少,无法确定气体体积的大小;C中不同的气体,状态不同时,体积不同,分子数可能相同;当温度和压强相同时,相同物质的量的气体所占的体积相同,D正确。
【答案】 D
4.当温度和压强一定时,决定气体体积大小的主要因素是( )
A.分子直径的大小
B.分子间距离的大小
C.分子间引力的大小
D.分子数目的多少
【答案】 D
5.已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积,下列物理量中尚不能全部计算出其近似值的是( )
A.固体物质分子的大小和质量
B.液体物质分子的大小和质量
C.气体物质分子的大小和质量
D.气体物质分子的质量
【解析】 联系气、液、固三种状态的物质中微粒聚集的方式进行分析,从微观角度理解影响气体、固体、液体物质的摩尔体积的因素。固体和液体物质中,分子间距离较小,分子间堆积较紧密,所以根据阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积三个物理量就可以计算出分子大小和分子质量的近似值。对于气体物质来说,由于气体分子间距离比分子本身的体积要大得多,根据阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积三个物理量只能计算出分子质量的近似值。
【答案】 C
6.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0.5NA
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约为22.4
L;B项,64
g
SO2的物质的量为1
mol,原子数为3NA,与气体所处状态无关,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
7.如果a
g某气体中含有的分子数为b,则c
g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.L
B.L
C.L
D.L
【解析】 设该气体的摩尔质量为M,则=b,所以M=
g·mol-1。c
g该气体在标准状况下的体积为×22.4
L·mol-1=L。
【答案】 C
8.在标准状况下,由0.5
g
H2、11
g
CO2和4
g
O2组成的混合气体,其体积约为( )
A.8.4
L
B.11.2
L
C.14.0
L
D.16.8
L
【答案】 C
9.同温同压下,等质量的O2和CO2相比较,下列叙述正确的是( )
A.质子数之比为1?:1
B.密度比为11?:8
C.物质的量之比为8?:11
D.原子个数比1?:1
【解析】 A项,质子数之比为?:=1?:1,正确;B项,同温、同压下,密度之比等于摩尔质量之比,即:32?:44=8?:11,错误;C项,物质的量之比为?:=11?:8,错误;D项,原子个数之比为?:=11?:12,错误。
【答案】 A
10.在一定条件下,1体积气体A2和3体积气体B2完全反应生成了2体积气体X(体积在相同条件下测定),则X的化学式是( )
A.AB2
B.A2B3
C.AB3
D.AB2
【解析】 由阿伏加德罗定律可知,气体的体积比等于物质的量之比,n(A2)?:n(B2)?:n(X)=1?:3?:2。根据反应前后原子守恒可知X的化学式为AB3。
【答案】 C
11.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【解析】 两容器的温度和压强均相同,且气体质量相等,而甲的密度大于乙的密度,由ρ=可知V甲M乙,D错误。
【答案】 B
二、非选择题
12.(1)同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________,物质的量之比为____________,原子总数之比为____________,质量之比为________,密度之比为________________________________________________________________________。
(2)在标准状况下,4
g
H2、11.2
L
O2、1
mol
H2O中,所含分子数最多的是__________,含原子数最多的是________,质量最大的是________,体积最小的是____________。
【解析】 (1)同温同压下,同体积CH4、CO2的物质的量相同,分子数相等,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即5?:3;物质的量相等时,质量之比等于摩尔质量之比,即4?:11;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即4?:11。(2)3种物质的物质的量分别为n(H2)==2
mol,n(O2)==0.5
mol,n(H2O)=1
mol。物质的量越大,所含分子数越多,故所含分子数最多的是H2;所含原子数分别为2
mol×2=4
mol,0.5
mol×2=1
mol,1
mol×3=3
mol,故所含原子数最多的是H2;质量分别是2
mol×2
g·mol-1=4
g,0.5
mol×32
g·mol-1=16
g,1
mol×18
g·mol-1=18
g,故质量最大的是H2O;体积分别为V(H2)=22.4
L·mol-1×2
mol=44.8
L,V(O2)=11.2
L,而水在标准状况下为液态,其体积只有18
mL,故体积最小的是H2O。
【答案】 (1)1?:1 1?:1 5?:3 4?:11 4?:11 (2)H2 H2 H2O H2O
13.(1)在标准状况下,22
g
CO2的体积是________L,与________
g
N2含有相同的分子数。
(2)等物质的量的CO和CO2其质量之比是________,分子数之比是________。
【解析】 (1)22
g
CO2的物质的量为=0.5
mol,标准状况下的体积为0.5
mol×22.4
L·mol-1=11.2
L。相同分子数的N2的质量为0.5
mol×28
g·mol-1=14
g。
(2)相等物质的量时,质量之比等于摩尔质量之比,m(CO)?:m(CO2)=28?:44=7?:11,N(CO)?:N(CO2)=1?:1。
【答案】 (1)11.2 14 (2)7?:11 1?:1
14.同温同压下,同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为________;同质量的氨气和硫化氢气体体积比为________,其中含有的氢原子数目比为________;若二者氢原子数相等,则它们的体积比为________。
【解析】 同温同压下,同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的物质的量相等,故质量比为17?:34=1?:2;同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为?:=2?:1,氢原子数目之比为(2×3)?:(1×2)=3?:1,二者氢原子数相等时,物质的量之比为?:=2?:3,故同温同压下体积之比为2?:3。
【答案】 1?:2 2?:1 3?:1 2?:3
15.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
22.4
CO
22.4
H2
0℃,202
kPa
11.2
CO2
11.2
N2
273℃,202
kPa
22.4
NH3
22.4
(1)从上表分析得出的结论:
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。
(2)理论依据:相同条件下,1
mol任何气体的体积几乎相等,原因是①________,②________。
(3)应用:在标准状况下,4
g
O2的体积为多少升?(写出计算过程)
【解析】 (1)从表中的数据可以看出:1
mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4
L;1
mol不同气体,在不同条件下,体积不一定相同。
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同且1
mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1
mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4
g
O2的物质的量n(O2)==0.125
mol。在标准状况下的体积为0.125
mol×22.4
L·mol-1=2.8
L。
【答案】 (1)①22.4
L ②不一定
(2)①气体分子数目相等 ②相同条件下,气体分子间的平均距离几乎相等
(3)V(O2)=n×22.4
L·mol-1=×22.4
L·mol-1=×22.4
L·mol-1=2.8
L。