内容正文:
专题六 物质的量
第2讲 气体摩尔体积
知识点一 气体摩尔体积
【初中知识回顾】
你还记得电解水实验吗?水在通电条件下,电极上有气泡产生,正极上产生的是 ,负极上产生能燃烧的 ,二者体积比为 ;化学方程式为 。
[思考1]根据电解水的化学方程式,计算电解18g水时产生的氢气和氧气的物质的量之比是多少?
2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
质量: 18g
物质的量: mol mol mol
即:n(H2):n(O2)= ,而二者的体积比V(H2):V(O2)= ,因此,在同温同压下,H2和O2的体积比等于其 之比,也可以理解为在相同的温度和压强下,1molH2和1molO2的体积相同。这是为什么呢?
【新课知识梳理】
1.影响物质体积大小的主要因素
我们知道,物质体积的大小主要取决于构成这种物质的 、 和
这三个因素。
结论:
(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积 。
(2)在同温同压条件下,粒子数相同的任何气体的体积都 。
[注意] 决定气体体积大小的因素是分子的数目和分子之间的距离。
2.气体摩尔体积
(1)概念:单位物质的量的气体所占的体积,符号为 。
(2)单位: 或L/mol。
(3)表达式:气体摩尔体积=,即Vm= 。
(4)标准状况下,气体摩尔体积约为 L·mol-1。
[思考2]标准状况下,1 mol任何物质的体积都约是22.4 L吗?
[思考3]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?
[思考4]气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体?
[思考5]标准状况下,气体的摩尔体积是22.4L·mol-1,而在25℃和101kPa的条件下,Vm=24.5L·mol-1,气体摩尔体积增大的原因是什么?
[思考6]标准状况下,44.8L H2的质量是多少?
[练习1]判断下列说法是否正确。
(1)在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L。 ( )
(2)1 mol氢气所占的体积一定是22.4 L。 ( )
(3)标准状况下,6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L。 ( )
(4)标准状况下,28 g N2与CO的混合气体,体积为22.4 L。 ( )
(5)22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子。 ( )(6)标准状况下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子。 ( )
(7)常温常压下,22.4LH2的物质的量小于1mol。 ( )
(8)决定气体摩尔体积的主要因素是分子的大小。 ( )
[练习2]标准状况下,下列物质所占体积最大的是( )
A.196 g H2SO4 B.1 mol CO2
C.44.8 L HCl D.6 g H2
[练习3]标准状况下,等体积的NH3和CH4两种气体,下列有关说法错误的是( )
A.所含分子数目相同
B.所含氢原子物质的量之比为3∶4
C.质量之比为16∶17
D.密度之比为17∶16
[练习4]448mL某气体在标准状况下的质量为1.28g,该气体的摩尔质量约为( )
A.32g•mol﹣1 B.32 C.64g•mol﹣1 D.64
[题后总结]
1.气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)。
(2)物质在标准状况下为气体,若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol-1进行计算。
(3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。
2.标准状况下,气体摩尔体积的相关计算
①气体的物质的量n=。
②气体的密度ρ===。
③气体的分子数N=n·NA=·NA。
④气体的质量m=n·M=·M。
2.
(1)含义:在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有的粒子。
(2)适用范围:只适用于气体,可以是单一气体也可以是混合气体。
[思考7]相同体积的任何气体,是不是都含有相同数目的分子?
[思考8]温度和压强相同时,气体分子间的距离是否相等?
[思考9]结合阿伏加德罗定律讨论同温同压同体积的O2和O3的分子数相同吗?原子数目相同吗?
[思考10]相同温度下,向相同容积的密闭容器中分别充入1 mol H2和2 mol O2,容器中气体的压强比是多少?
[练习5]标准状况下,两个容积相等的贮气瓶,一个装有O2,另一个装有CH4,则两瓶气体具有相同的( )