内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
[对应学生用书P13]
在化学实验中,固体药品一般称其质量,液体和气体一般量其体积。固体和液体的体积受温度、压强等影响很小,而气体的体积受温度、压强等影响很大,那么在相同的温度和压强下,相同物质的量的不同气体的体积之间有什么关系呢?或者说在相同的温度和压强下,1 mol不同气体的体积相等吗?
[尝试探究]
1.为什么1 mol固体、液体物质体积不等?固体、液体的体积由什么因素决定?
提示:1 mol固体、液体物质,粒子数目相等。粒子间隔很小,粒子的大小不同,所以1 mol固体、液体物质的体积不同。固体、液体的体积主要由粒子本身的大小决定。
2.为什么在相同条件下,1 mol气体物质的体积基本相等?气体体积由什么因素决定?
提示:三个因素中,粒子数相同,粒子大小不同,粒子之间的距离相同,间隔大且基本等同。
气体体积主要由粒子之间的距离决定。
1.了解气体摩尔体积的含义。[来源:Z&xx&k.Com]
2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。
3.理解阿伏伽德罗定律及其推论。
[对应学生用书P14]
一、决定物质体积大小的因素
2.阿伏伽德罗定律
同温同压下,相同体积的任何气体都含有 相同数目 的粒子。
二、气体摩尔体积
1.定义:单位 物质的量 的气体所占有的 体积 。符号: Vm ,单位: L/mol (或 L·mol-1 )和m3/mol(或m3·mol-1)。
2.计算公式:Vm= 。
3.影响气体摩尔体积的因素
(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 温度 和 压强 。
(2)标准状况下(即 0_℃和101_kPa ),气体摩尔体积为 22.4_L·mol-1 。
[深度思考]
1.当1 mol气体的体积为22.4 L时,能否说明该气体一定处于标准状况下?
提示:不能。标准状况下,1 mol气体的体积均约为22.4 L,但1 mol气体的体积为22.4 L时,并不一定说明该气体处于标准状况下,比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体),也能使1 mol气体的体积变为22.4 L。
2.气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体?
提示: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,但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L。
[要点一] 气体摩尔体积, 1.适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.4 mol H2与0.6 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。
2.标准状况下的气体摩尔体积
(1)定义诠释
(2)计算(后者为标准状况)
①气体的物质的量n= mol= mol;
②气体的分子数N=n·NA=NA;
③气体的质量m=n·M=·M g;
④气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g/mol;
即计算时仍以“n”为桥梁,n=== mol(标准状况)进行m、N、V之间的相互换算。
[典例1] 下列说法正确的是( )
A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L
B.1 mol氢气所占的体积一定是22.4 L
C.标准状况下,6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L
D.标准状况下,28 g N2与CO的混合气体,体积为22.4 L
[思路点拨] 使用22.4 L/mol的注意事项
(1)条件:必须为标准状况,因此使用时,一定看清气体所处的状况。
(2)状态:必须为气体,如三氧化硫、水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体,不能使用22.4 L/mol。
(3)数值:22.4 L/mol是近似值。
[解析] D [A项中的水、C项中的Cu均不是气体,而气体摩尔体积只适用于气体;B项未指明温度、压强;D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol,则其体积V=n·Vm=·Vm=×22.4 L/mol=22.4 L,正确。]
[方法技巧] 与气体摩尔体积有关的计算公式
(1)气体的物质的量:n=。
(2)气体的摩尔质量:M===ρ·=Vm·ρ。
(3)气体的分子数:N=n·NA=·NA。
(4)气体的质量:m=n·M=·M。
1.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各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1
⑤标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③ B.⑤
C.③④ D.②③
解析:B [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;④气体