内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
[知识素养目标]
1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,了解气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算,熟悉阿伏加德罗定律的应用,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
知识点一 气体体积与物质体积的影响因素
1.分析数据
在一定条件下,1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论?与同学讨论。
气体
0 ℃、101 kPa
时的体积/L
液体
20 ℃时的
体积/cm3
固体
20 ℃时的
体积/cm3
H2
22.4
H2O
18.0
Fe
7.12
O2
22.4
H2SO4
53.6
Al
10.0
结论:
(1)同温同压下,1 mol气体的体积__近似相等__,在标准状况下约为__22.4_L__。
(2)同温同压下,1 mol不同的固态物质或液态物质的体积__不相同(或差别较大)__。
2.物质体积的影响因素
1.在温度、压强一定的条件下,1 mol固态碘和1 mol 气态水所含的分子数相同吗?它们的体积相同吗?
提示:1 mol固体碘和1 mol气态水所含的分子数均为6.02×1023,二者所含分子数相同,但由于分子之间的距离不同,且不同分子的大小不同,所以1 mol固态碘和1 mol 气态水的体积不相同。
2.对一定量气体体积的探究。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃,101 kPa
22.4
O2
0 ℃,101 kPa
22.4
CO
0 ℃,101 kPa
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
0 ℃,202 kPa
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
NH3
273 ℃,202 kPa
22.4
(1)从上表分析得出结论:
①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积______________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
提示:(1)①22.4 L ②不一定 (2)①气体的粒子数目相同 ②粒子间的距离相同
1.决定气体体积的主要因素有( )
①气体的分子个数 ②气体分子的大小 ③气体分子间的平均距离 ④气体分子的相对分子质量
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析 由于气体粒子间距离较大,远大于粒子的直径,所以粒子大小可以忽略不计,故决定气体体积的因素主要为构成气体的粒子数和粒子间的距离,与气体的相对分子质量无关,B正确。
答案 B
2.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( )
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B.相同条件下,分子数相同的任何气体的体积基本相同
C.同温同压下,1 mol任何物质所占用的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
解析 根据阿伏加德罗定律,同温同压下,1 mol任何气体所占用的体积均相同,而1 mol固体或液体所占用的体积不相同,C错误,故选C。
答案 C
知识点二 气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
2.理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,非标准状况时不能使用。
(2)n=,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等),均不适用。
1.(1)标准状况下,某气体的密度为1.43 g·L-1,则该气体的摩尔质量约为________。
(2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为________。
提示:(1)32 g·mol-1 (2)17 g·mol-1
2.根据所学知识填写下列空白。
(1)在标准状况下,67.2 L CO2是________mol,质量为________g,含有________个CO2分子,其中含有________mol氧原子。
(2)在标准状况下,1.7 g氨气所占的体积约为___________