魯科版化學必修1 第一章 認識化學科學 第3節(jié) 化學中常用的物理量——物質的量 第2課時

精品資料 第第 2 2 課時課時 氣體摩爾體積氣體摩爾體積 1 1了解氣體摩爾體積的概念。了解氣體摩爾體積的概念。 2 2理解物質的量、氣體摩爾體積和氣體體積之間的關系。理解物質的量、氣體摩爾體積和氣體體積之間的關系。 3 3了解影響氣體體積的因素。了解影響氣體體積的因素。 4 4理解理解阿伏加德羅定律的內容及其推論。阿伏加德羅定律的內容及其推論。 知知 識識 清清 單單 一、氣體摩爾體積一、氣體摩爾體積 1 1 定義： 單位定義： 單位物質的量物質的量的氣體所占有的的氣體所占有的體積體積。 符號。 符號V Vm m， 單位單位 LmolLmol1 1( (或或 L/mol)L/mol)和和 m m3 3 molmol1 1( (或或 m m3 3/mol)/mol)。 2 2計算公式：計算公式：V Vm mV Vn n。 3 3影響氣體摩爾體積的因素。影響氣體摩爾體積的因素。 (1)(1)氣體摩爾體積的數值取決于氣體所處的氣體摩爾體積的數值取決于氣體所處的溫度溫度和和壓強壓強。 (2)(2)標準狀況下標準狀況下( (即即 0 0_ _和和 101101_ _kPakPa) )，氣體摩爾體積約為氣體摩爾體積約為 22.422.4_ _L Lmolmol1 1。 1 1在標準狀況下在標準狀況下，氣體體積為氣體體積為 22.4 L22.4 L，在非標準狀況下在非標準狀況下，1 mol1 mol 氣體體積一定不是氣體體積一定不是 22.4 22.4 L L 嗎？嗎？ 答案：不一定答案：不一定，因為影響氣體體積的因素是溫度、壓強兩個條件因為影響氣體體積的因素是溫度、壓強兩個條件，非標準狀況下非標準狀況下 1 mol1 mol氣體的體積也可能是氣體的體積也可能是 22.4 L22.4 L。 二、阿伏加德羅定律二、阿伏加德羅定律 1 1影響物質體積的因素。影響物質體積的因素。 2 2在相同狀況下在相同狀況下，1 mol1 mol 不同固體或不同液體的體積為什么不同？不同固體或不同液體的體積為什么不同？ 對于固體和液體來說對于固體和液體來說，它們之間的微粒間距很小它們之間的微粒間距很小，所以它們的體積主要取決于微粒的大所以它們的體積主要取決于微粒的大小。由于不同物質微粒大小不同小。由于不同物質微粒大小不同，所以所以 1 mol1 mol 這些物質的體積大小也會不同。這些物質的體積大小也會不同。 2 2阿伏加德羅定律。阿伏加德羅定律。 同溫同壓下同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同體積的任何氣體含有相同數目相同數目的分子數。的分子數。 活活 學學 活活 用用 1 1在指定的條件下在指定的條件下，下列各物質的體積由大到小的順序是下列各物質的體積由大到小的順序是(D)(D) 1 mol CO1 mol CO2 2氣體氣體( (常溫常壓常溫常壓) ) 1.5 mol O1.5 mol O2 2( (常溫常壓常溫常壓) ) 56 g56 g 鐵塊鐵塊( (常溫常壓常溫常壓) ) 120 120 ，常壓下常壓下，5 mol5 mol 水蒸氣水蒸氣 A A B B C C D D 解析：同溫同壓下的氣體解析：同溫同壓下的氣體，微粒數目越多微粒數目越多，所占體積越大。微粒數目相同時所占體積越大。微粒數目相同時，V V固體固體V V氣氣體體。 2 2標準狀況下標準狀況下，33.6 L Cl33.6 L Cl2 2的物質的量是的物質的量是 1.51.5molmol，0.5 mol O0.5 mol O2 2所占體積是所占體積是 11.211.2 升；升；標準狀況下標準狀況下，含有含有 1 mol Cl1 mol Cl2 2和和 1.5 mol O1.5 mol O2 2的混合氣體所占體積是的混合氣體所占體積是 5656 升。升。 解析：解析：標準狀況下標準狀況下，n nV V（ClCl2 2）V Vm m33.6 L33.6 L22.4 L22.4 Lmolmol1 11.5 mol1.5 mol，V V(O(O2 2) )n nV Vm m0.5 0.5 mol22.4 Lmolmol22.4 Lmol1 111.2 L11.2 L 同溫同壓下的混合氣體體積等于各成分氣體體積之和同溫同壓下的混合氣體體積等于各成分氣體體積之和，所以所以V V( (混混) )V V(Cl(Cl2 2) )V V(O(O2 2) )1 1 mol22.4 Lmolmol22.4 Lmol1 11.5 mol22.4 Lmol1.5 mol22.4 Lmol1 156 L56 L 3 3同溫同壓下同溫同壓下，相等體積的相等體積的 H H2 2和和 O O2 2所含分所含分子數比為子數比為 1111，原子數比為原子數比為 1 11 1，物質的量物質的量比為比為 1 11 1，質量比為質量比為 1 11616。 水水 平平 測測 試試 1 1下列敘述正下列敘述正確的是確的是(B)(B) A A一定溫度、壓強下一定溫度、壓強下，氣體體積由其分子的大小決定氣體體積由其分子的大小決定 B B一定溫度、壓強下一定溫度、壓強下，氣體體積由氣體的物質的量的多少決定氣體體積由氣體的物質的量的多少決定 C C氣體摩爾體積是指氣體摩爾體積是指 1 mol1 mol 任何氣體所占的體積為任何氣體所占的體積為 22.4 L22.4 L D D不同的氣體不同的氣體，若體積相等若體積相等，則它們所含的分子數一定相等則它們所含的分子數一定相等 解析：在一定溫度和壓強下解析：在一定溫度和壓強下，氣體體積由氣體的物質的氣體體積由氣體的物質的量多少決定量多少決定，A A 錯錯，B B 正確。氣體正確。氣體摩爾體積是描述在一定溫度和壓強下單位物質的量的氣體所占的體積摩爾體積是描述在一定溫度和壓強下單位物質的量的氣體所占的體積，而在標準狀況下而在標準狀況下V Vm m22.4 Lmol22.4 Lmol1 1，故故 C C 錯。不同的氣體錯。不同的氣體，只有在同溫同壓下只有在同溫同壓下，同體積才等分子數同體積才等分子數，故故 D D 錯。錯。 2 2倫敦奧運會火倫敦奧運會火炬燃燒的燃料主要成分是氣體丙烷炬燃燒的燃料主要成分是氣體丙烷( (分子式為分子式為 C C3 3H H8 8) )。下列關于丙烷的說。下列關于丙烷的說法中正確的是法中正確的是(D)(D) A A1 mol C1 mol C3 3H H8 8的氣體體積為的氣體體積為 22.4 L22.4 L B B常溫常壓下常溫常壓下，11.2 L C11.2 L C3 3H H8 8的物質的的物質的量為量為 0.5 mol0.5 mol C C5 5 L CL C3 3H H8 8和和 5 L CO5 L CO2 2的質量相等的質量相等 D D丙烷在標準狀況下的密度為丙烷在標準狀況下的密度為 1.96 gL1.96 gL1 1 解析：解析：A A 項缺條件；項缺條件；B B 項缺常溫常壓下項缺常溫常壓下V Vm m，無法計算；無法計算；C C 項缺條件項缺條件，無法比較其物質的量；無法比較其物質的量；D D 項由項由M MV Vm m 得得標標M MV Vm m44 g44 gmolmol1 122.4 L22.4 Lmolmol1 11.1.96 gL96 gL1 1。 3 3用用N NA A表示阿伏加德羅常數的值表示阿伏加德羅常數的值，下列說法中正確的是下列說法中正確的是(D)(D) A A1 mol N1 mol N2 2所含有的原子數為所含有的原子數為N NA A B B標準狀況下標準狀況下，22.4 L22.4 L 氦氣含有氦氣含有 2 2N NA A個原子個原子 C C標準狀況下標準狀況下，22.4 L22.4 L 氯化氫所含的原子數為氯化氫所含的原子數為N NA A D D24 g O24 g O2 2分子和分子和 24 g O24 g O3 3分子所含的氧原子數目相等分子所含的氧原子數目相等 解析：解析：1 mol N1 mol N2 2含有含有 2 mol N2 mol N，即含即含 2 2N NA A個個 N N 原子原子，故故 A A 項錯誤；標準狀況下項錯誤；標準狀況下，22.4 L He22.4 L He為為 1 mol1 mol，HeHe 為單原子分子為單原子分子，1 mol He1 mol He 含有含有N NA A個原子個原子，故故 B B 項錯誤；項錯誤；n n(HCl)(HCl)22.4 L22.4 L22.4 L22.4 Lmolmol1 11 mol1 mol，n n( (原子原子) )2 2n n(HCl)(HCl)2 mol2 mol，即含即含 2 2N NA A個原子個原子，故故 C C 項錯誤；項錯誤；24 g O24 g O2 2和和 24 g O24 g O3 3所含所含n n(O)(O)24 g24 g16 g16 gmolmol1 11.5 mol1.5 mol，均含均含 1.51.5N NA A個個 O O 原子原子，故故 D D 項正確。項正確。 4 4COCO2 2和和 N N2 2的混合氣體對氫氣的相對密度為的混合氣體對氫氣的相對密度為 2020，則該混合氣體的平均摩爾質量為則該混合氣體的平均摩爾質量為(D)(D) A A20 g20 gmolmol1 1 B B30 g30 gmolmol1 1 C C15 g15 gmolmol1 1 D D40 g40 gmolmol1 1 解析：根據解析：根據M MM M（H H2 2）（H H2 2）2020，得得M M2020M M(H(H2 2) )20202 g2 gmolmol1 140 gmol40 gmol1 1。 5 5下列說法中正確的是下列說法中正確的是(B)(B) A A標準狀況下標準狀況下，33.33.6 L H6 L H2 2O O 含有含有 9.03109.03102323個個 H H2 2O O 分子分子 B B常溫常壓下常溫常壓下，2 g2 g 氫氣含有的原子數為氫氣含有的原子數為 1.204101.204102424 個個 C C同溫同壓下同溫同壓下，相同體積的任何氣體所含的原子數相等相同體積的任何氣體所含的原子數相等 D D22.4 L22.4 L 氣體所含分子數一定大于氣體所含分子數一定大于 11.2 L11.2 L 氣體所含分子數氣體所含分子數 6 6下列說法正確的是下列說法正確的是(D)(D) A A32 g O32 g O2 2占有的體積約為占有的體積約為 22.4 L22.4 L B B22.4 L N22.4 L N2 2含阿伏加德含阿伏加德羅常數個氮分子羅常數個氮分子 C C在標準狀況下，在標準狀況下，22.4 L22.4 L 水的質量約為水的質量約為 18 g18 g D D22 g22 g 二氧化碳與標準狀況下二氧化碳與標準狀況下 11.2 L HCl11.2 L HCl 含有相同的分子數含有相同的分子數 7 7在標準狀況下在標準狀況下，5.6 L5.6 L 氫氣、氫氣、33 g33 g 二氧化碳和二氧化碳和 0.5 mol0.5 mol 氯氣。氯氣。 (1)(1)其中物質的量最大的是其中物質的量最大的是_，質量最小的是質量最小的是_； (2)(2)物質所含分子數目最多的是物質所含分子數目最多的是_，所含原子數目最多的是所含原子數目最多的是_； (3)(3)物質所占體積最大的是物質所占體積最大的是_，這三種氣體的體積比為這三種氣體的體積比為_。 解析：解析：H H2 2：n n(H(H2 2) )5.6 L5.6 L22.4 L22.4 Lmolmol1 10.25 mol0.25 mol， m m(H(H2 2) )0.25 mol2 gmol0.25 mol2 gmol1 10.5 g0.5 g， 含分子數含分子數 0.250.25N NA A，原子，原子數數 0.50.5N NA A。 C CO O2 2：n n(CO(CO2 2) )33 g33 g44 g44 gmolmol1 10.75 mol0.75 mol， V V(CO(CO2 2) )0.75 mol22.4 Lmol0.75 mol22.4 Lmol1 116.8 L16.8 L， N N(CO(CO2 2) )0.750.75N NA A，N N( (原子原子) )30.7530.75N NA A2.252.25N NA A。 ClCl2 2：V(ClV(Cl2 2) )0.5 mol22.4 Lmol0.5 mol22.4 Lmol1 111.2 L11.2 L， N N(Cl(Cl2 2) )0.50.5N NA A，N N( (原原子子) )N NA A， m m(Cl(Cl2 2) )0.5 mol71 gmol0.5 mol71 gmol1 135.5 g35.5 g。 答案：答案：(1)CO(1)CO2 2 H H2 2 (2)CO(2)CO2 2 COCO2 2 (3)CO(3)CO2 2 V V(H(H2 2)V V(CO(CO2 2)V V(Cl(Cl2 2) )132132 8 8某雙原子分子構成的氣體某雙原子分子構成的氣體，其摩爾質量為其摩爾質量為M M g gmolmol1 1，該氣體的質量為該氣體的質量為m m g g，阿伏加阿伏加德羅常數為德羅常數為N NA A，則：則： (1)(1)該氣體在標準狀況該氣體在標準狀況下的體積為下的體積為_L L； (2)(2)該氣體在標準狀況下的密度為該氣體在標準狀況下的密度為_g gL L1 1； (3)(3)該氣體所含的原子總數為該氣體所含的原子總數為_個；個； (4)(4)該氣體的一個分子的質量為該氣體的一個分子的質量為_g g。 解析：氣體的物質的量為解析：氣體的物質的量為n nm m g gM M g gmolmol1 1m mM M molmol，在標準狀況下在標準狀況下，V Vm m22.4 Lmol22.4 Lmol1 1，V Vn nV Vm mm mM M molmol22.4 L22.4 Lmolmol1 122.422.4m mM M L L；標準狀況下；標準狀況下，M MV Vm mM M g gmolmol1 122.4 L22.4 Lmolmol1 1M M22.4 22.4 g gL L1 1；氣體中含有原子數為；氣體中含有原子數為m mM M molmol2 2N NA A2 2mNmNA AM M；一個分子的質量為：；一個分子的質量為：m m g gm mM MN NA AM MN NA A g g。 答案：答案：(1)(1)22.422.4m mM M (2)(2)M M22.422.4 (3)(3)2 2mNmNA AM M (4)(4)M MN NA A 素素 能能 提提 高高 9 9下列條件下下列條件下，兩瓶氣體所含原子數一定相等的是兩瓶氣體所含原子數一定相等的是(A)(A) A A同質量、不同密度的同質量、不同密度的 N N2 2和和 COCO B B同溫度、同體積的同溫度、同體積的 H H2 2和和 N N2 2 C C同體積、同密度的同體積、同密度的 C C2 2H H4 4和和 C C2 2H H6 6 D D同壓強、同體積的同壓強、同體積的 N N2 2O O 和和 COCO2 2 解析：解析：A A 項項 N N2 2和和 COCO 摩爾質量相同摩爾質量相同，質量相同時質量相同時，物質的量相同物質的量相同，分子數相同分子數相同，所含原子所含原子數也相同；數也相同；B B 項同溫、同體積而壓強不同時項同溫、同體積而壓強不同時，H H2 2和和 N N2 2的物質的量不同的物質的量不同，原子數也不同；原子數也不同；C C 項同項同體積、同密度時兩種氣體的質量相同體積、同密度時兩種氣體的質量相同，但摩爾質量不同但摩爾質量不同，分子數不同分子數不同，原子數也不同；原子數也不同；D D 項當項當同壓、同體積時同壓、同體積時，其溫度和物質的量不一定相同其溫度和物質的量不一定相同，則原子個數不一定相同。則原子個數不一定相同。 1010(1)(1)在標準狀況下在標準狀況下，COCO 和和 COCO2 2混合氣體的質量為混合氣體的質量為 36 g36 g，體積為體積為 22.4 L22.4 L，則則 COCO 所占的所占的體積為體積為_L L，質量為質量為_g g，COCO2 2的分子數的分子數為為_個。個。 (2)(2)在一定溫度和壓強下在一定溫度和壓強下， 1 1 體積體積 X X2 2(g)(g)和和 3 3 體積體積 Y Y2 2(g)(g)化合生成化合生成 2 2 體積的一種氣態(tài)化合物體積的一種氣態(tài)化合物，則該化合物的分子式為則該化合物的分子式為_。 A AXYXY3 3 B BXY CXY CX X3 3Y DY DX X2 2Y Y3 3 解析：解析：(1)(1) n n（COCO） n n（COCO2 2）1 12828n n（COCO）4444n n（COCO2 2）3636 解得：解得：n n(CO)(CO)n n(CO(CO2 2) )0.5 mol0.5 mol。 V V(CO)(CO)0.5 mol22.4 Lmol0.5 mol22.4 Lmol1 111.2 L11.2 L。 m m(CO)(CO)0.5 mol28 gmol0.5 mol28 gmol1 114 g14 g。 N N(CO(CO2 2) )0.50.5N NA A。 (2)(2)等溫等壓時等溫等壓時，氣體體積之比等于其物質的量之比氣體體積之比等于其物質的量之比，也等于其分子數目之比。反應方程也等于其分子數目之比。反應方程式可表示為式可表示為 X X2 2(g)(g)3Y3Y2 2(g)(g)= =2X2Xa aY Yb b(g)(g)。由原子守恒可知。由原子守恒可知a a1 1，b b3 3，即產物化學式為即產物化學式為 XYXY3 3。 答案：答案：(1)11.2(1)11.2 1414 0.50.5N NA A (2)A(2)A