2.3.2 气体摩尔体积(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019）

第2课时　气体摩尔体积 目标导航 [知识导图] [课程标准] 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，知道气体摩尔体积的含义。 2.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立n、m、Vm之间的计算模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用。 （见学生用书P55） 知识点1　决定物质体积大小的因素 1.决定物质体积大小的因素 2.1 mol物质的体积 知识点2　气体摩尔体积 1.概念 2.影响因素 气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的　⑪温度　和　⑫压强　。 知识点3　阿伏加德罗定律 1.阿伏加德罗定律 相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。 2.推论 相同条件下的气体，同体积时，分子数　⑬相同　；反之，分子数相同时，体积也　⑭相同　；气体的体积比等于分子数比（或物质的量比）。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。（　×　） （2）同温同压下，1 mol气体的体积均为22.4 L。（　×　） （3）0.5 mol H2的体积约是11.2 L。（　×　） （4）标准状况下，1 mol 任何气体的体积都约为22.4 L。（　√　） （5）两种气体分子的分子数相同，体积也相同。（　×　） （6）同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。（　√　） 名师提醒 （1）气体摩尔体积只适用于气体。 （2）气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积，在非标准状况下，不一定为22.4 L·mol－1。 （见学生用书P56） 探究点1　阿伏加德罗定律及推论 1.相同体积的两个容器，一个盛放氧气，一个盛放氢气，在同温、同压下，两容器中气体分子的数目有何关系？ 答案　同温同压下，同体积的不同气体具有相同的分子数。 1.阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言叙述 三 正 比 T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比 T、V相同 ＝ 同温、同体积下，气体的压强与物质的量成正比 T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 二 反 比 T、p相同 ＝ 同温、同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量（或相对分子质量）成反比 T、V相同 ＝ 同温、同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量（或相对分子质量）成反比 一 连 比 T、p相同 ＝ ＝ 同温、同压下，同体积的任何气体的质量之比等于它们的密度之比，也等于它们的摩尔质量（或相对分子质量）之比 特别提示： （1）阿伏加德罗定律的适用范围是气体，可概括为三“同”定一“同”，即在同温、同压、同体积的条件下，才有分子数相等这一结论，但所含原子数不一定相等。 （2）阿伏加德罗定律及其所有推论不必死记硬背，用时可以通过理想气体状态方程pV＝nRT（式中R为常数）以及n＝＝、ρ＝进行简单的推导而得到。 例如：同温同压下，两种气体的密度之比等于其摩尔质量（或相对分子质量）之比，可以推导如下： ①pV1＝n1RT＝RT ②pV2＝n2RT＝RT 由式①和②可得＝， 所以＝＝。 气体的体积与温度、压强有关。缺少温度和压强，气体体积无法与物质的量换算。 【例题1】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是（　　） A.两种气体的物质的量相等 B. O2比O3的质量小 C.两种气体的分子数目相等 D.两种气体的氧原子数目相等 思维导引：相同体积的密闭容器中，气体密度相等，由m＝ρV可得，两容器内气体质量相等。 答案　D 解析　由题意知O2与O3的质量相等，所以其物质的量之比与其摩尔质量成反比，即n（O2）∶n（O3）＝M（O3）∶M（O2）＝3∶2，A、B项错误；两种气体的分子数目N（O2）∶N（O3）＝n（O2）∶n（O3）＝3∶2，C项错误；两种气体的氧原子数目N（O2）∶N（O3）＝[n（O2）×2]∶[n（O3）×3]＝6∶6，相等，D项正确。 【变式1】我国科学家最近开发了超分子自装体，高效分离CO2和CH4。下列说法错误的是（　　） A.同温同压下，同体积的CO2和CH4含原子数相等 B.同温同压下，等物质的量的CO2、CH4所占体积相等 C.同温同压下，CO2的密度大于CH4 D.常温常压下，等物质的量的CO2、CH4质量之比为11∶4 答案　A 解析　同温同压下，相同体积的气体物质的量相等，则CO2、CH4的原子数之比为3∶5，A项错误；同温同压下，气体摩尔体积相同，则等物质的量的CO2、CH4所占体积相等，B项正确；CO2的摩尔质量大于CH4的摩尔质量，则同温同压下，CO2的密度大于CH4，C项正确；常温常压下，等物质的量的CO2、CH4质量之比等于摩尔质量之比，为44 g/mol∶16 g/mol＝11∶4，D项正确。 探究点2　气体摩尔体积及相关计算 2.标准状况下气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时一定是标准状况下吗？ 答案　不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积Vm可能保持不变。如：升高温度的同时增加压强。 1.使用22.4 L/mol时的注意事项 2.适用范围 气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体。如标准状况下0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体的体积约为22.4 L，但要特别注意混合气体中气体之间应以不发生化学反应为前提。 3.计算应用（标准状况） （1）气体的物质的量n＝ （2）气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝ρ×22.4 L/mol（ρ：g/L） （3）气体的分子数N＝n·NA＝·NA （4）气体的质量m＝n·M＝·M 【例题2】下列说法正确的是（　　） A.2 g H2所占有的体积是22.4 L B.11.2 L O2的质量是16 g C.标准状况下，22.4 L H2O含有6.02×1023个H2O分子 D.常温常压下32 g O2与标准状况下22.4 L N2含有相同的分子数 思维导引：只有气体才满足在标准状况下，物质的量为1 mol时，体积为22.4 L。 答案　D 解析　A、B项中均未指明温度、压强，则无法依据标准状况下的气体摩尔体积（22.4 L·mol－1）进行换算，错误；标准状况下H2O不是气体，C项错误；常温常压下，32 g O2的物质的量为＝1 mol，标准状况下 22.4 L N2的物质的量为＝1 mol，二者含有相同的分子数，D项正确。 【变式2】下列说法正确的是（　　） A.若1 mol甲烷的体积为22.4 L，则一定是标准状况下 B.在0 ℃、101 kPa下，1 mol空气的体积为22.4 L C.在标准状况下，1 mol C2H5OH的体积为22.4 L D.1 mol O2的质量只有在标准状况下才约是32 g 答案　B 解析　非标准状况下1 mol气体也可能是22.4 L，A项错误；标准状况下，1 mol混合气体的体积也是22.4 L，B项正确；标准状况下，C2H5OH不是气体，C项错误；1 mol物质的质量与状态和外界条件无关，D项错误。 归纳总结 辨“两状”，突破气体与状况陷阱 学科网（北京）股份有限公司 $$