内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
[学习目标]
1.知道气体摩尔体积的含义,能够进行物质的量与物质的质量、标准状况下气体的体积之间的换算。
2.能利用物质的量及其相关的量定量地认识化学反应并能进行简单的计算。
知识点一 气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
(1)物质体积大小的影响因素
(2)粒子数目相同的物质的体积关系
2.气体摩尔体积
[思考探究]
1.标准状况下的气体摩尔体积Vm≈22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1时一定是标准状况下吗?
提示 不一定,同时改变温度和压强,气体摩尔体积Vm仍可能保持不变,如升高温度的同时增加压强。
2.标准状况下0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体的体积也是22.4 L吗?
提示 是,气体摩尔体积适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
3.在标准状况下:①6.72 L CH4;②3.01×1023个HCl分子;③13.6 g H2S;④0.2 mol NH3。体积由大到小的顺序是______________,质量由大到小的顺序是______________,氢原子数由大到小的顺序是____________。(填序号)
提示 ②>③>①>④ ②>③>①>④ ①>③>④>②
[归纳提升]
1.标准状况下气体体积的计算
计算关系
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;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
2.关于“Vm=22.4 L·mol-1”的理解和应用
(1)使用Vm=22.4 L·mol-1的“两看”
①一看:物质在标准状况下的凝聚状态,如标准状况下水不是气态,不能用Vm计算水的体积。
②二看:气体所处的状态是否是标准状况,如25 ℃、101 kPa下1 mol H2的体积不是22.4 L。
(2)对“22.4 L·mol-1”的理解
①非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol-1,也可能不是22.4 L·mol-1。
②1 mol气体的体积若为22.4 L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm为22.4 L·mol-1。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L。( )
(2)标准状况下,阿伏加德罗常数个水分子的体积约为22.4 L。( )
(3)1 mol某气体的体积若为22.4 L,该气体必定处于标准状况下。( )
(4)标准状况下,1 mol氢气和氮气的混合气体的体积约为22.4 L。( )
(5)标准状况下,1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L。( )
(6) 在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量为2 mol。( )
(7)标准状况下,11.2 L酒精含有氢原子数为3NA。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
(6)√ (7)×
2.如果a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A. L B. L
C. L D. L
解析 设该气体的摩尔质量为M,则=b,所以M= g·mol-1,c g该气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
答案 B
知识点二 阿伏加德罗定律
1.含义
同温同压下,相同体积的任何气体都含有__相同数目__的粒子。
2.适用范围
只适用于__气体__,可以是单一气体,也可以是混合气体。
[思考探究]
某化学学习小组进行气体体积与物质的量关系的实验探究。请你协助他们完成下列实验。
(1)实验观察
电解水的实验装置如下图所示:
由图可知:A试管中收集到的气体是____________,B试管中收集到的气体是____________,二者的体积之比是____________。
(2)计算推理
若有1.8 g水电解,产生氢气的质量为____________ g,物质的量为____________ mol;产生氧气的质量为__________ g,物质的量为__________ mol;二者物质的量之比为__________。
(3)相关结论
①同温、同压下,气体的物质的量之比等于____________之比。
②同温、同压下,1 mol的不同气体,其体积____________。
提示 (1)氢气 氧气 2∶1
(2)0.2 0.1 1.6 0.05 2∶1
(3)①体积 ②相同
[归纳提升]
1.阿伏加德罗定律
(1)定律内容:同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数。
(2)特别提示
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,