内容正文:
1.3.2 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
考点精讲
考点1:气体摩尔体积
1.使用气体摩尔体积的“112”
2.气体摩尔体积的应用
(1)已知标准状况下混合或单一气体的密度[ρ(混或单一)],则(混或单一)=22.4 L·mol-1·ρ(混或单一)
(2)已知同温、同压下混合气体的密度是一种简单气体A的密度的D倍(混合气体对气体A的相对密度为D),则(混)=D×M(A)。
(3)已知混合物中各组分的摩尔质量和其物质的量分数(n1%、n2%……)则:(混)=M1×n1%+M2·n2%+……
3.有关气体的物质的量与气体体积、粒子个数、质量和摩尔质量之间的计算:
①气体的物质的量n=
②气体的摩尔质量M=Vmρ
③气体的分子数N=n·NA=NA
④气体的质量m=n·M=M
【典例1】(2020·湖南株洲高一检测)在标准状况下,向一质量为100g的密闭容器中充满CO2后,质量为166g,相同条件下,向相同容器中充满未知气体,称其质量为142g,则该气体可能为( )。
A.O2 B.CH4 C.CO D.H2
【解析】选C。标况下,气体摩尔体积相等,所以相同体积的容器中所含气体的物质的量相同。充入二氧化碳后,n(CO2)==1.5mol,所以相同条件下所充入该气体的物质的量是1.5mol,其摩尔质量==28g/mol,这几种气体中只有CO的摩尔质量是28g/mol。
【举一反三】
(1)该容器的体积为多少?
提示:该容器的体积即为标准状况下,充满CO2后的体积:V=1.5mol×22.4L/mol=33.6L。
(2)在标准状况下,该容器中充满NO2后的质量为多少?
提示:容器中充满NO2的物质的量为1.5mol,其质量为:m(NO2)=1.5mol×46L/mol=69g,所以充满NO2的容器的质量为:m(容器)=100g+69g=169g。
【易错提醒】使用气体摩尔体积易错点:
(1)当使用22.4L·mol-1时,一定是在标准状况下的气体。
(2)气体可以是单一气体也可以是混合气体。
(3)标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,非标准状况下气体摩尔体积也可能为22.4 L·mol-1。
【针对训练】
1.(2019·济南高一检测)如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为( )。
A.22.0L·mol-1 B.22.4L·mol-1 C.22.8L·mol-1 D.23.2L·mol-1
【解析】选C。27.2gH2S的物质的量为0.8mol,则0.8mol×Vm=18.24L,解得Vm=22.8L·mol-1。
2.体积比为1∶2∶3的N2、O2和CO2的混合气体100g,在标准状况下体积为( )。
A.60L B.30L C.11.2L D.112L
【解析】选A。体积之比等于物质的量之比,设氮气的物质的量为xmol,则氧气、二氧化碳的物质的量分别为2xmol、3xmol,所以:xmol×28g·mol-1+2xmol×32g·mol-1+3xmol×44g·mol-1=100g。解得,x=mol,所以标准状况下,混合气体的体积为(mol+2×mol+3×mol)×22.4L·mol-1=60L。
3.(2020·枣庄高一上期中检测)
(1)在标准状况下,0.01mol某气体的质量是0.44g,则该气体的密度为_______g·L-1。(保留两位小数)
(2)在25℃、101kPa的条件下,同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为___________。
(3)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25℃下,X中充入agA气体,Y中充入agCH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为_______。
【解析】(1)0.01mol气体的体积是0.224L,ρ==≈1.96g·L-1。(2)T、p相同时,体积之比等于物质的量之比,同质量的CH4和A气体摩尔质量与物质的量成反比,即:M(A)∶16=15∶8,M(A)=30g·mol-1。(3)T、V相同时,压强之比等于物质的量之比,是4∶11,则∶=4∶11,M(A)=44g·mol-1。
【答案】(1)1.96(2)30g·mol-1(3)44g·mol-1
考点2:阿伏加德罗定律
1.内容总结:“三同”定“一同”
2.适用范围:任何气体,既适用于单一成分的气体(如N2),又适用于混合气体(如N2和O2的混合气体)。
阿伏加德罗定律的两个核心与四个常用推论
3.四个常用推论
(1)同温、同压:气体的体积与物质的量成正比;
(2)同温、同压:气体的密度与摩尔质