第2课时气体摩尔体积[学习目标定位] 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。
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有:微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。
2.根据表格中的数据完成下列填空:(1)在温度和压强一定时,任何1 固态物质或液态物质所含微粒数目相同。
微粒之间的距离很小,但微粒的大小不同,所以1 固态物质或液态物质的体积往往是不同的。
(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气体微粒间的距离。
(3)温度和压强会较大程度地影响气体体积,当压强一定时,升高温度则微粒之间的距离变大,气体体积增大。
反之,体积缩小(即通常所说的热胀冷缩);当温度一定时增大压强,微粒之间的距离减小,气体体积缩小。
(4)在温度和压强一定时,微粒间的距离近似相等,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大致相同的体积。
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1.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答案C二气体摩尔体积1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号是,常用的单位是L·-1。
标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·-1。
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气态物质。
在标准状况下,1 气体所占的体积约是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,气体体积越大;相同压强下,单位物质的量的气体温度越高,气体体积越大。
(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体。
如0.3 H2与0.7 O2的混合气在标准状况下的体积约为22.4 L。
(4)1 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。
2.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=;②气体的摩尔质量M=·ρ=22.4ρg·-1;③气体的分子数N=n·=·;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)2.下列叙述正确的是( )A.1 任何气体的体积都为22.4 LB.1 任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 LC.标准状况下,1 水所占的体积是22.4 LD.标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量都是1答案D解析A中没有指明该物质所处的状况,即温度、压强,错误;B中没有指明该物质的状态,错误;C中水在标准状况下不是气体,错误;D中是对气体摩尔体积概念的应用,正确。
3.设代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )A.在常温常压下,11.2 L 2含有的分子数为 0.5B.在常温常压下,1 氦气含有的原子数为C.32 g氧气含原子数为个O2的质量只有在标准状况下才是32 g答案B解析在A中,标准状况下,11.2 L 2含有的分子数为0.5,而题中为常温常压,故A错误;B中氦气为单原子分子,1 氦气含有原子数目为,B正确;C中O2的摩尔质量为32 g·-1,且O2为双原子分子,所以32 g O2含原子数为×2=2,C错误;个O2的质量为32 g,与状态无关,与外界条件无关,D错误。
理解感悟在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中,常考查标准状况下的气体摩尔体积,常见问题如下:(1)忽视外界条件是标准状况,如常温常压下,1 H2的体积不是22.4 L。
(2)忽视研究对象是气体,如标准状况下H2O、酒精、3等不是气体。
(3)将1 气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单位为L,后者单位为L·-1。
三阿伏加德罗定律1.判断下列说法的正误,正确的划“√”,错误的划“×”(1)标准状况下,1 任何气体的体积都约是22.4 L(√)(2)同温同压下,1 (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(√) 2.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H2,B试管中收集到的气体是O2,二者的体积比是2∶1。
(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0.2 g,物质的量为0.1 ;产生O2的质量为1.6 g,物质的量为0.05 ;二者物质的量之比为2∶1。
(3)实验结论①在同温同压下,气体的物质的量比等于体积比。
②在同温同压下,1 的不同气体,其体积相同。
归纳总结阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律: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)相同条件下的气体,同体积时,分子数相同;反之,分子数相同时,体积也相同;气体的体积比等于分子数比(或物质的量比)。
4.下列说法不正确的有( )个氧分子与个氢分子的质量比等于16∶1B.标准状况下,22.4 L以任意比混合的氢气和一氧化碳混合物所含原子数为2C.标准状况下,0.5个H2O分子所占体积约为11.2 LD.16 g O2和O3的混合物中共含有个氧原子答案C解析分子数相同时,质量比等于相对分子质量比,(O2)∶(H2)=32∶2=16∶1,A项对;阿伏加德罗定律也适用于混合气体,B项中含1 分子,所以H2与共含2 原子,对;C项中H2O不是气体,错;D项,O2、O3都是由氧原子组成的,质量相同时,必含相同的原子数,16 g O是1 氧原子,所以D项对。
5.两个体积相同的密闭容器,一个盛有氯化氢,另一个盛有H2和2的混合气体,在同温同压下,两个容器内的气体一定具有相同的( )①质量②密度③分子总数④原子总数A.①②B.②④C.③④D.①③答案C解析同温同压下两个容器体积相同,则所含的分子数相同,又因、H2、2都是双原子分子,故原子总数也相同,质量、密度不一定相同。
6.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是( )A.两种气体的物质的量相等2比O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等答案D解析由题意知O2与O3的质量相等,所以其物质的量之比等于其摩尔质量的反比。
即:n(O2)∶n(O3)=M(O3)∶M(O2)=3∶2,A不对;B项二者的质量相等,B不对;C项两种气体的分子数目N(O2)∶N(O3)=n(O2)∶n(O3)=3∶2,C 不对;D项两种气体的氧原子数目为N(O2)∶N(O3)=[n(O2)×2]∶[n(O3)×3]=6∶6相等,故D对。
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===。
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 任何气体所占的体积约为22.4 LD.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等答案B解析气体的体积在温度、压强一定时,体积与其物质的量成正比;当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离,而不是分子本身体积的大小,所以A、D错误,B正确;非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4 L·-1,C错误。
2.下列说法正确的是( )A.1 任何气体的体积都约是22.4 LB.20 ℃、1.01×105时,同体积的O2和2含有相同数目的分子数C.1 气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况D.2 任何气体体积都约为44.8 L答案B解析A中缺少标准状况的条件;B中根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子数,故B正确;C中,1 气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4 L;D中缺少标准状况条件。
3.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等答案C解析依据阿伏加德罗定律:在同温同压下的两种气体体积相同,分子数相同,而和N2分子所含电子数相同,C项正确;同温同压同体积条件下密度之比等于摩尔质量之比,12C18O的摩尔质量为30 g·-1,14N2的摩尔质量为28 g·-1,A项错误;1个12C18O分子中所含中子数为16,1个14N2分子中所含中子数为14,B项错误;12C18O和14Nn=,m相同、M不同,n不2分子中所含质子数相同,同,故等质量的两种气体所具有的质子数不同,D项错误。
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·-1。
若阿伏加德罗常数用表示,则:(1)该气体的物质的量为。
(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。
答案(1) (2) (3) (4)(5)解析(1)由n=可求。
(2)由物质的量可求得该气体的分子数,进一步可求得原子数。
(3)由V=可求得该气体在标准状况下的体积。
(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度,也可以由M=·ρ求得密度。
(5)由摩尔质量为M g·-1,知每一个分子的质量为 g。
5.相同条件下,同质量的X、Y两种气体,相对分子质量分别为A、B;则:(1)X与Y的体积比为,分子个数比为,密度比为。
(2)相同条件下的X、Y两种气体体积相同,则X与Y的质量比为,物质的量比为。
(3)标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96 L,其质量为7.60 g,则混合气体平均相对分子质量为;混合气体中甲烷的体积为;一氧化碳的质量为。
答案(1)B∶A B∶A A∶B(2)A∶B1∶1(3)19 g·-1 6.72 L 2.8 g解析(1)二者的摩尔质量之比为A∶B,等质量时物质的量之比为B∶A,由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为B∶A,密度之比为A∶B。