第三节 物质的量 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较大。同温同压下,1 mol气体的体积近似相等。 (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_____。 提示 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)物质体积的影响因素 结论:在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。 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 。 答案 (1)32.03 g·mol-1 (2)17 g·mol-1 (3)34.9 g·mol-1 (4)28 g·mol-1 解析 (1)气体的摩尔质量M=Vm·ρ,代入数据求得M≈32.03 g·mol-1。 (2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,该气体的物质的量为=0.03 mol,摩尔质量为=17 g·mol-1。(3)混合气体的==≈34.9 g·mol-1。 (4)=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。 标准状况下(0 ℃,101 kPa),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;混合气体的平均摩尔质量==22.4ρ混 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。 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 ( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× 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 ... ...
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