内容正文:
第5讲 气体摩尔体积 物质的量浓度
【学习目标】
1.了解阿伏加德罗定律的内容。
2.了解气体摩尔体积的概念及单位。
3.了解气体摩尔体积和标准状况下气体摩尔体积的关系。
4.了解物质的量浓度的概念。
5.学会利用物质的量浓度进行简单的计算。
【基础知识梳理】
一、决定物质体积大小的因素
1.从微观角度分析物质体积大小的影响因素
填写下表(打“√”或“×”)
粒子的数目
粒子的大小
粒子间的距离
固体体积
√
√
×
液体体积
√
√
×
气体体积
√
×
√
结论:粒子的数目和粒子的大小决定固体或液体的体积,粒子的数目和粒子间的距离决定气体的体积。
2.粒子数目相同时物质的体积关系
同温同压下,不同的固体或液体,由于粒子的大小不同,因此体积不同;不同的气体,由于粒子间的距离几乎相同,因此体积大致相同。
【例1】有关物质的体积的说法不正确的是( )
A.固体和液体的体积主要是由物质的微粒数目和微粒的大小决定的
B.气体的体积与温度和压强有关
C.当温度和压强一定时,任何具有相同微粒数的物质都具有相同的体积
D.当温度和压强一定时,1mol气体的体积大致相等
答案:C
解析:温度和压强一定时,任何具有相同微粒数的气体具有相同的体积,故C选项错误。
二、阿伏加德罗定律
1.阿伏加德罗定律的内容
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,也可以说,在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.适用范围
阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体。
三、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-1(或L/mol)和m3·mol-1(或m3/mol)。
2.计算公式:Vm=。
3.影响气体摩尔体积的因素
气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。
4.标准状况下的气体摩尔体积
在标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L,即标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,其中,标准状况是指温度为0℃(273K)、压强为1.01×105Pa 。
标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
判断正误
(1)1molH2O在标准状况下的的体积约为22.4L。( )
(2)标准状况下,1mol空气的体积约为22.4L。( )
(3)1molO2的体积为22.4L,则气体一定处于标况下。( )
(4)常温常压下,11.2LO2所含原子数为NA。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
【例2】填空
(1)标准状况下,0.5molN2的体积约为_______,1.5molO2的体积约为_______。
(2)标准状况下,33.6LN2的物质的量为_______,8.96LCO2气体的物质的量为________。
(3)标准状况下,2gH2的体积约为_______,11.2LCH4的质量为_______。
答案:(1)11.2L 33.6L (2)1.5mol 0.4mol (3)22.4L 8g
三、物质的量浓度
1.含义
溶质(用字母B表示)的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量的物理量。符号为cB,常用单位为mol·L-1。
2.表达式
cB=。如1 L溶液中含有1 mol溶质,溶质的物质的量浓度就是1 mol·L-1。
其中,公式中的V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
【例3】下列有关物质的量浓度的说法正确的是( )
A.将5.85gNaCl溶解在1L水中,可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液
B.将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份,每一份中溶质的物质的量浓度相等
C.将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份,每一份中溶质的物质的量相等
D.向50mL0.2mol·L-1的NaCl溶液中加入50mL水,可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液
答案:B
解析:A.5.85gNaCl为0.1mol,而0.1mol·L-1的NaCl溶液的含义是每1L溶液中含有NaCl0.1mol,5.85gNaCl溶液在1L水中,溶液的体积未知,无法计算,错误;B.将一种溶液分为两份,不管溶液的体积如何,溶液的浓度总是不变,正确;C.将溶液分为两份后,溶质的物质的量浓度不变,溶质的物质的量n=cV,由于两份溶液的体积不等,故溶质的物质的量不相等,错误;D.50mL溶液与50mL水混合后,溶液的体积不是100mL,错误。故选B。
四、与物质的量浓度有关的计算
1.与物质的量浓度有关的计算
根据物质的量浓度的定义,可以求解溶质的物质的量浓度(c)、溶质的物质的量(n)和溶液的