内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
学业水平目标 学科核心素养
1.了解气体摩尔体积的含义和应用
2.能运用气体摩尔体积进行简单计算
1.在微观与宏观转换中提升对气体摩尔体积概念的理解
2.通过分析、推理认识气体摩尔体积的构成要素及其相互关系
对应学生讲义P14
[知识梳理]
1.影响气体体积的因素
(1)影响因素
由于气体分子之间的平均距离比分子直径大得
多,因此粒子数目相同的情况下,气体体积的大小
主要取决于气体分子之间的距离.
(2)同温同压下1mol气体体积的关系
同温同压下,气体分子之间的平均距离近似相等,
所以1mol气体的体积基本相同.
(3)阿伏加德罗定律
①内容:
同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目
的分子.
②内容总结:“三同”定“一同”
2.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积
①概念:在一定的温度和压强下,单位物质的量的
气体所占的体积.
②符号:Vm.
③单位:Lmol-1或 m3mol-1.
④物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关
系:n=V/Vm.
(2)标准状况下气体的摩尔体积
①标准状况的含义:温度0℃、压强为101kPa.
②标准状况下气体的摩尔体积:22.4Lmol-1.
[预习质检]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L. (×)
(2)标准状况下,36g水的体积约为44.8L. (×)
(3)1mol任何气体所含分子数都相等,体积也都约为
22.4L. (×)
(4)在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含原
子数目相同. (×)
2.标准状况下,0.4molHCl气体的体积是 ( )
A.22.4L B.11.2L
C.4.48L D.8.96L
解析:D [V =0.4 mol×22.4 L mol-1 =
8.96L.]
3.下列叙述正确的是 ( )
A.影响气体体积的主要因素是气体分子的大小
B.1mol任何物质在标准状况下所占的体积都为
22.4L
C.只有在标准状况下,气体摩尔体积才约为22.4
Lmol-1
D.标准状况下,22.4L任何气体的物质的量都约
为1mol
答案:D
对应学生讲义P14
气体摩尔体积的理解与相关计算
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=VVm
.
②气体的密度ρ=
m
V =
m
nVm
=MVm
.
③气体的分子数N=nNA=
V
Vm
NA.
④气体的质量m=nM=VVm
M.
◉[典例剖析]
[例1] 下列说法正确的是 ( )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是
22.4L
②0.5molH2 所占体积为11.2L ③标准状况
下,1molH2O的体积为22.4L ④标准状况下,
28gCO与 N2 的混合气体的体积约为22.4L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4Lmol-1
⑥标准状况下,体积相同的气体所含的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.②④⑥ D.①④⑥
72
第一章 认识化学科学
[解析] B [①该物质在标准状况下不一定是气
体;②没有限定处于标准状况下,0.5molH2 所占
体积不一定为11.2L;③标准状况下,H2O 不是气
体;⑤各种气体的气体摩尔体积在标准状况下都约
为22.4Lmol-1.]
[易错警示] 计算中使用“22.4Lmol-1”的三注意
(1)使用“条件”:标准状况.
(2)使用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,
也可以是混合气体.水、乙醇、SO3、CCl4 等物质
在标准状况下不是气体.
(3)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L
mol-1.其他条件下的气体摩尔体积不一定不是
22.4Lmol-1.
◉[变式训练]
1.下列说法正确的是 ( )
A.32gO2 的体积为22.4L
B.22.4LN2 含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C.在标准状况下,22.4L水的物质的量为1mol
D.在0℃、1.01×105Pa下,22gCO2 和16gO2 混
合后的体积约为22.4L
解析:D [32gO2 的物质的量为1mol,但1mol
气体的体积不一定是22.4L,同样22.4L气体的
物质的量也不一定为1mol,即22.4LN2 不一定
含有阿伏加德罗常数个氮气分子,故 A、B均不正
确;在标准状况下,水为液态,22.4L水的物质的量
不是1mol,故C不正确;0℃、1.01×105Pa就是标准
状况下对应的温度和压强,在标准状况下,1mol任何
气体(包括混合气体)的体积都约为22.4L.]
阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
即“三同(T、p、V)”定“一同(N)”.
注意 同温、同压、同体积的气体所含分子数相同,
但不同气体分子中所含原子数目不一定相同.
2.阿伏加德罗定律的重要推论
相同
条件
结论
公式 语言叙述
T、p相同
n1
n2
=
V1
V2
在同温、同压时,气体的体积与物质
的量成正比
T、V 相同 p1p2
=
n1
n2
温度与体积相同的气体,压强与物
质的量成正比
T、p、m
相同
V1
V2
=
M2
M1
同温、同压下,相同质量的气体的体
积之比等于摩尔质量的反比
T、p相同 ρ1
ρ2
=
M1
M2
同温、同压下,气体的密度与其摩尔
质量(或相对分子质量)成正比
◉[典例剖析]
[例2] 下列叙述不正确的是 ( )
A.常温常压下,两种气体的密度之比等于摩尔质
量之比
B.在同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于
压强之比
C.在标准状况下,两种气体的体积之比等于摩尔质
量之比
D.在同温同压下,相同体积的两种气体的质量之
比等于摩尔质量之比
[解析] C [常温常压下,由ρ=
m
V =
M
Vm
可知,密
度与摩尔质量成正比,即气体的密度之比等于摩尔
质量之比,故 A 正确;由阿伏加德罗定律的推论可
知,同温同体积时,两种气体的物质的量之比等于
压强之比,故B正确;如质量相等,由mM =
V
Vm
可知,
气体的体积与摩尔质量成反比,如质量未知,则不
能比较体积和摩尔质量的关系,故 C错误;根据阿
伏加德罗定律,在同温同压下,相同体积的两种气
体含有的分子数相同,根据n= NNA
可知气体的物质
的量相等,再根据m=nM 可知,气体的质量之比等
于摩尔质量之比,故 D正确.]
[易错警示] (1)阿伏加德罗定律及推论主要使用于
任意气体,可以是单一气体,也可以是混合气体.
(2)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.
(3)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=mM =
N
NA
、ρ=
m
V
进行简单的推
导而得到.
◉[变式训练]
2.下列两种气体的分子数一定相等的是 ( )
A.质量相等、密度不等的 N2 和C2H4
B.等压等体积的 N2 和CO2
C.等温等体积的 O2 和 N2
D.不同体积等密度的CO和C2H4
解析:A [N2 和 C2H4 的摩尔质量相等,在质量相
等时二者的物质的量相等,即分子数相等,故 A 正
确;等压条件下,由于温度不一定相同,等体积的
N2 和CO2 的物质的量不一定相等,所以其分子数
不一定相等,故B错误;由于压强未知,等温等体积
的 O2 和 N2 物质的量不一定相等,所以其分子数
不一定相等,故 C错误;不同体积等密度的 CO 和
C2H4 质量不相等,CO 和 N2 的摩尔质量相等,则
两种气体物质的量不相等,分子数目一定不相等,
故 D错误.]
各物质的物理量在化学方程式中的关系
[问题探究] 已知参与反应的各物质的物理量之间
的比例关系如下:
aA+ bB cC+ dD
系数化: a ∶ b ∶ c ∶d
质量比: aMA∶ bMB∶ cMC∶dMD
物质的量比:a ∶ b ∶ c ∶d
82
化学(LK)必修第一册
(1)在相同条件下,若上述反应中参加反应的物质
均为气态,则反应的各气体体积之间有怎样的定量
关系?
(2)若上述反应中C为气体,则反应物 A 的质量与
反应物B的物质的量以及气体C在标准状况下的
体积有怎样的定量关系?
(3)已知下列反应中各物质的定量关系:
2H2(g)+ O2(g) 2H2O(l)
系数 2 1 2
物质的量 2mol 1mol 2mol
2mol× 1mol× 2mol×
质量 2gmol-1 32gmol-1 18gmol-1
标准状况 2mol× 1mol×
下气体体积22.4Lmol-122.4Lmol-1
计算标准状况下4.48L H2 与足量 O2 反应生成
H2O的质量.
[答案] (1)提示在同温同压下,参加反应的气体体
积之比等于化学方程式中各物质化学式之前的系数
之比,即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)=a∶b∶c∶d.
(2)提示
aA + bBcC(g) + dD
a×MAgbmol c×22.4L
m(A) n(B) V(C)
则比例关系:a
MAg
m(A) =
bmol
n(B)=
c×22.4L
V(C)
(3)提示 方法一:先把4.48L换算成物质的量为
0.2mol,再根据物质的量之比等于化学方程式中
化学式前的系数之比算出可生成0.2molH2O,最
后用公式m=n×M 算出 H2O的质量为3.6g.
方法二:找出直接关系.44.8L H2 生成 36g
H2O,则4.48LH2 生成3.6gH2O.
[深化拓展]
根据化学方程式的计算
物质的量应用于化学方程式的计算,其步骤可归
纳为“2个未知”和“2个式子”.即根据题意设未知
量,根据化学方程式列关系式,根据关系式列比例式,
根据比例式求未知数.
(1)设未知量:根据题意设出未知量.对于未知量的
设置,一要注意未知量的表示符号;二要注意未知
量不带单位.
(2)列关系式:根据化学方程式列关系式时,不同的物
质,可以用不同的单位,同一种物质只能用同一种
单位,即上下单位相同,左右单位对应.
(3)列比例式:根据关系式列比例式时,要注意比例式
等号两边物质的比例关系要相对应.
(4)求未知数:根据比例式求未知数,要注意挖掘题干
中对数字位数要求的隐含信息,主要体现为保留
小数点后几位或保留几位有效数字.
◉[典例剖析]
[例3] (1)将9.2g钠投入足量的水中,生成 NaOH
g,生成 H2 的体积在标准状况下为
.
(2)400mL某浓度的 NaOH 溶液恰好与5.6LCl2
(标准状况)完全反应,生成 NaClO 的物质的量为
.
[解析] (1)依据题意 →写出正确的化学方程式
→找出量的关系 →列比例求解
方法一:
2Na+2H2O2NaOH + H2↑
46g 80g 22.4L
9.2g m(NaOH) V(H2)
46g
9.2g=
80g
m(NaOH)⇒m
(NaOH)=9.2g×80g46g =
16g,
46g
9.2g =
22.4L
V(H2)
⇒ V (H2 )=
9.2g×22.4L
46g
=4.48L.
方法二:
n(Na)= 9.2g
23gmol-1
=0.4mol,
2Na+2H2O2NaOH + H2↑
2mol 2mol 1mol
0.4mol n(NaOH) n(H2)
n(NaOH)=0.4mol,n(H2)=0.2mol,
则m(NaOH)=n(NaOH)×M(NaOH)=0.4mol
×40gmol-1=16g,
V(H2)=n(H2)×Vm=0.2mol×22.4Lmol-1
=4.48L.
(2)n(Cl2)=
5.6L
22.4Lmol-1
=0.25mol.
2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O
1mol 1mol
0.25mol n(NaClO)
0.25 mol∶n(NaClO)=1∶1,则 n(NaClO)
=0.25mol.
[答案] (1)16 4.48L (2)0.25mol
◉[变式训练]
3.过氧化钠能与水发生反应,某同学欲用该反应制取
标准状况下的氧气1.12L.
(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量是多少?
(2)反应后生成 NaOH 的物质的量是多少?
解:设需要过氧化钠的质量为m,生成 NaOH 的物
质的量为n,则
2Na2O2+2H2O4NaOH + O2↑
2×78g 4mol 22.4L
m(Na2O2) n(NaOH) 1.12L
2×78g
m(Na2O2)
=22.4L1.12L
,m(Na2O2)=7.8g,
4mol
n(NaOH)=
22.4L
1.12L
,n(NaOH)=0.2mol.
答:(1)至少需要称取过氧化钠7.8g.
(2)反应后生成 NaOH 的物质的量为0.2mol.
92
第一章 认识化学科学
对应学生讲义P16
1.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都具有相同
体积
C.同温同压下,1mol任何物质所占有的体积均
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:C [从微观角度来说,物质的体积由粒子数
目、粒子大小和粒子间距决定,A 正确;分子数相同
的气体的物质的量相同,相同条件下体积也相同,B
正确;C项结论只适用于气态物质,C错误;等质量
的 H2,压 强 越 小、温 度 越 高,气 体 体 积 越 大,D
正确.]
2.下列说法正确的是 ( )
A.22.4L任何气体的物质的量均为1mol
B.0.2molH2 和0.8molCO2 组成的混合气体在
标准状况下的体积约为22.4L
C.标 准 状 况 下,1 mol 任 何 物 质 的 体 积 必 定
是22.4L
D.22.4LCO2 和18gH2O所含的分子数相等
解析:B [没有指明标准状况,A 错误;气体摩尔体
积既适用于单一气体,也可以是混合气体,只要符
合物质的量为1mol,且为标准状况下,体积就约为
22.4L,B正确;标准状况下,1mol任何气体的体
积 必 定 是 22.4 L,C 错 误;18gH2O是1 mol
H2O,但22.4LCO2 不一定是1mol,因为其他条
件不确定,D错误.]
3.在标准状况下,aL气体 X2 和bL气体 Y2 恰好完
全反应生成cL气体Z,若2a=6b=3c,则Z的化学
式为 ( )
A.XY2 B.X2Y
C.X3Y D.XY3
解析:C [在同温同压时,由
V1
V2
=
n1
n2
知,反应的化
学方程式为3X2+Y2 2XmYn,得m=3,n=1.]
4.下列各组中,两种气体的分子数一定相等的是
( )
A.温度相同,体积相同的 O2 和 N2
B.温度相等,压强相等的CO和 N2
C.压强相同,质量相同的 O2 和 O3
D.体积相同,密度相等的CO和 N2
解析:D [根据 N=nNA 知,分子数与物质的量成
正比,所以只要二者物质的量相等其分子数就一定
相等.A.压 强 情 况 未 知,分 子 数 不 一 定 相 等,错
误;B.体积未知,分子数不一定相等,错误;C.质量
相同的 O3 和 O2,二者摩尔质量不等,分子数不等,
错误;D.体积相同,密度相等的 CO 和 N2,其质量
相等,二者摩尔质量相等,所以其物质的量相等,分
子数相等,正确.]
5.(1)9.03×1023个CH4 中,含 mol碳原子,
mol氢原子, mol质子,
mol电子.与 个 NH3 含有相同数目的氢
原子.
(2)与17gNH3 所含有分子数相同的氧气的体积
(标准状况)是 L.
(3)某3.65g气体在标准状况下的体积是2.24L,
则其摩尔质量是 .
(4)标准状况下9.03×1023个 CH4 所占的体积为
.
解析:(1)n(CH4)=
N
NA
= 9.03×10
23
6.02×1023 mol-1
=1.5
mol.所以含有1.5mol碳原子,6mol氢原子;由
于每个CH4 分子中含有10个质子和10个电子,
所以含质子、电子的物质的量均为15mol.2mol
NH3 中含有6molH,2molNH3 的分子个数为
2NA,即1.204×1024.(2)17gNH3 的物质的量为
17g
17gmol-1
=1mol,故与17gNH3 所含有分子数
目相同的O2 为1mol,标准状况下体积为22.4L.
(3)该3.65g气体的物质的量为 2.24L22.4Lmol-1
=
0.1mol,故该气体的摩尔质量为 3.65g0.1mol=36.5g
mol-1.(4)9.03×1023个CH4 所占的体积(标准
状况下):1.5mol×22.4Lmol-1=33.6L.
答案:(1)1.5 6 15 15 1.204×1024(或2NA)
(2)22.4 (3)36.5gmol-1 (4)33.6L
[课堂小结]
对应课时作业P9
1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是 ( )
A.一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占
的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L
D.标准状况下,1molO2 的体积是22.4Lmol-1
03
化学(LK)必修第一册
解析:A [一定温度和压强下,单位物质的量的气
体所占的体积就是气体摩尔体积,A 正确;标准状
况下的气体摩尔体积约为22.4Lmol-1,1mol
O2 的体积是22.4L,B、C、D错误.]
2.设NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确
的是 ( )
A.在 常 温 常 压 下,11.2 L Cl2 含 有 的 分 子 数
为0.5NA
B.在 常 温 常 压 下,25.5g NH3 所 含 的 原 子 数
为6NA
C.标准状况下,11.2L水所含的分子数为0.5NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含
的原子数相同
解析:B [0.5molCl2 所含的分子数是0.5NA,但
在常温常 压 下 11.2LCl2 的 物 质 的 量 不 是 0.5
mol,A 项错,根据n=mM
,n(NH3)=
25.5g
17gmol-1
=1.5mol,1molNH3 含4mol原子,1.5molNH3
所含的原子数为6NA,B项对;水在标准状况下不
是气体,C项错;在同温同压下,相同体积的任何气
体单质都含有相同数目的分子,但不同气体单质的
分子 所 含 的 原 子 数 不 一 定 相 同,如 He(氦)、
Ne(氖)分子都含1个原子,H2、O2 分子都含2个原
子,O3(臭氧)分子含3个原子,D项错.]
3.在同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是
17∶14.若乙气体是CO,则甲气体可能是 ( )
A.H2S B.HCl
C.NH3 D.Cl2
解析:A [同温同压下,同体积的甲乙两种气体物
质的量相同,质量比是17∶14,根据m=nM 可知,
甲与乙 的 摩 尔 质 量 之 比 为 17∶14,若 乙 气 体 是
CO,则 M(甲)∶28gmol-1=17∶14,故 M(甲)
=34gmol-1,各选项中只有 H2S符合.]
4.下列各组物质中,所含分子数一定相同的是 ( )
A.1gH2 和8gO2
B.0.1molHCl和2.24LHe
C.150℃、1.01×105Pa时,18LH2O和18LCO2
D.常温常压下,28gCO和6.02×1022个CO分子
解析:C [根据 N=nNA 知,若 N 相同,则n相
同.A 项1gH2为0.5mol,8gO2 为0.25mol,故
分子数不相同,不正确;B项2.24LHe在标准状
况下为 2.24L
22.4Lmol-1
=0.1mol,但此处未指明是
标准状况,因此 B 不正确;C 项温度相同,压强相
同,体积相同,分子数一定相同;D项中28gCO 的
物质的量为1mol,而6.02×1022个 CO 的物质的
量为0.1mol,因此 D不正确.]
5.同温同压下,等质量的SO2 气体和SO3 气体相比
较,下列叙述中正确的是 ( )
A.密度之比为4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1
D.原子数之比为3∶4
解析:A [由n=mM =
V
Vm
可知,ρ=
m
V =
M
Vm
,在相同
条件下气体的相对分子质量之比等于其密度之比,所
以两种气体的密度之比为64∶80=4∶5,A正确;设
气体的质量均为mg,则n(SO2)=
m
64mol
,n(SO3)=
m
80mol
,所以二者的物质的量之比为m
64∶
m
80=80∶
64=5∶4,B错误;根据V=nVm 可知,同温同压下,气
体的体积之比等于物质的量之比,所以两种气体的体积
之比为5∶4,C错误;根据分子组成可知,两种气体的原
子数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16,D错误.]
6.同温同压下,甲、乙两容器分别盛有甲烷(CH4)和
氧气(O2),已知它们所含原子数相同,由甲、乙两容
器的体积比为 ( )
A.2∶5 B.5∶2
C.2∶1 D.1∶1
解析:A [因CH4 和 O2 分子中原子个数比为5∶2,
若二者所含原子数相同,则二者物质的量之比为2∶5,
则在同温同压下,甲、乙两容器的体积之比为2∶5.]
7.已知mgA和ngB所含分子数相同,则下列说法
不正确的是 ( )
A.标准状况下,同体积的气体 A、B的摩尔质量之比
为m∶n
B.25 ℃ 下,同 质 量 的 气 体 A、B 的 分 子 数 之 比
为n∶m
C.同温同压下,气体 A、B的密度之比为n∶m
D.相同状况下,同质量的气体 A、B的体积之比为
n∶m
解析:C [mgA 和ngB所含分子数相同,则物质
的量相等,MA∶MB=m∶n.标准状况下,同体积
的气体 A、B 的 物 质 的 量 相 等,摩 尔 质 量 之 比 为
m∶n,A 项正确;同质量的气体 A、B的物质的量之
比
nA
nB
=
MB
MA
=nm
,即分子数之比为n∶m,相同状况
下,体积之比等于物质的量之比为n∶m,B、D 项正
确;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之
比为m∶n,C项错误.]
8.(双选)如图两瓶体积相等的气体,在同温、同压下
瓶内气体的关系一定正确的是 ( )
A.原子数相等 B.物质的量相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
解析:AB [由同温、同压可得Vm 相同,再由公式
n=VVm
可得两瓶内分子的物质的量相同,又都是双
原子分子,所以原子的物质的量相同,由个数之比
等于物质的量之比可得两瓶中所含原子数相同,
A、B项正确;两瓶内分子的物质的量相等,由 m=
nM,M 不一定相等,故m 不一定相等,同时由 M=
m
n
也可得M 不一定相等,C、D错误.]
9.在同温、同压下,相同质量的气体X和Y,已知此时
Y的体积大于X的体积,则它们的相对分子质量关
系是 ( )
A.MX>MY B.MX<MY
C.MX=MY D.无法确定
解析:A [同温同压下,气体摩尔体积相同,此时
Y的体积 大 于 X 的 体 积,则n(Y)>n(X),又 知
m(X)=m(Y),则MX∶MY=
m
n(X)∶
m
n(Y)=n
(Y)
∶n(X)>1,所以MX>MY.]
10.(双选)在标准状况下有:①6.72LCH4 ②3.01
×1023个 HCl分子 ③13.6gH2S ④0.2mol
NH3.下列对这四种气体的描述正确的是 ( )
A.体积:③>②>①>④
B.密度:②>③>④>①
13
第一章 认识化学科学
C.质量:②>①>③>④
D.氢原子个数:①>③>④>②
解析:BD [先把题中提供的量都分别转化为各
物质的物质的量,然后再比较它们的体积、密度等.
标准状况下6.72LCH4 的物质的量为0.3mol,
3.01×1023个 HCl分子的物质的量为0.5mol,
13.6gH2S的物质的量为0.4mol,然后进行比较
即可得出结论.]
11.对一定量气体体积的探究.
已知1mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式 条件 1mol气体体积/L
H2
O2
CO
0℃,101kPa
22.4
22.4
22.4
H2
CO2
0℃,202kPa
11.2
11.2
N2
NH3
273℃,202kPa
22.4
22.4
(1)从上表分析得出的结论:
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,1mol任何气体的体积
几乎相等,原因是① ,
② .
(3)应用:在标准状况下,4gO2 的体积为多少升?
(写出计算过程)
解析:(1)从表中的数据可以看出:1mol任何气体
在标准状况下,体积都约为22.4L;1mol不同气
体,在不同条件下,体积不一定相同.
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平
均距离几乎相同且1mol气体的分子数目也相同,所
以在相同条件下,1mol任何气体的体积几乎相等.
(3)4gO2 的物质的量n(O2)=
4g
32gmol-1
=
0.125mol.在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 0.125 mol
×22.4Lmol-1=2.8L.
答案:(1)①22.4L ②不一定
(2)①气体分子数目相等 ②相同条件下,气体分
子间的平均距离几乎相等
(3)V(O2)=n×22.4Lmol-1=
m
M ×22.4L
mol-1= 4g
32gmol-1
×22.4Lmol-1=2.8L.
12.Ⅰ.设NA 代表阿伏加德罗常数的值,完成下列
填空:
(1)1 mol CH4 含 原 子 个 数 为 ;
34gH2O2 所 含 分 子 数 目 和 原 子 数 目 分 别
为 .
(2)标准状况下,0.5NA 个CO分子所占有的体积
为 L.
(3)标准状况下,33.6LH2 和CH4 的混合气体所
含的分子数目为 .
Ⅱ.某双原子 分 子 构 成 的 气 体,其 摩 尔 质 量 为
Mgmol-1,该气体的质量为mg,阿伏加德罗常
数为NA,则:
(4)该气体在标准状况下的体积为 L.
(5)该气体在标准状况下的密度为 gL-1.
(6)该气体所含的原子总数为 个.
(7)该气体的一个分子的质量为 g.
解析:Ⅰ.(1)每个 CH4 分子中含1个 C 原子和
4个 H原子,所以1molCH4 含原子数目为5NA.
每个 H2O2 分子中含2个 H 原子和2个 O 原子,
m(H2O2)=34g,即n(H2O2)=
34g
34gmol-1
=
1mol,故含分子数为 NA,含原子数为4NA.
(2)标准状况下,CO为气体,0.5NA 个CO分子物
质的量为0.5mol,所占体积为11.2L.
(3)标准状况下:Vm=22.4Lmol-1,则
N分子 =VVm
NA=
33.6L
22.4Lmol-1
NA=1.5NA.
Ⅱ.(4)气体的物质的量为n= mg
Mgmol-1
=mM mol
,
在标准状况下,Vm=22.4Lmol-1,V=nVm=
m
M
mol22.4Lmol-1=22.4mM L
;(5)标准状况下,ρ=
M
Vm
= Mg
mol-1
22.4Lmol-1
= M22.4g
L-1;(6)气体中含有
原子数为m
M mol×2×NA=
2mNA
M
;(7)一个分子的质
量为 m
m
M
NA
g=MNA g
.
答案:Ⅰ.(1)5NA NA、4NA (2)11.2 (3)1.5NA
Ⅱ.(4)22.4mM
(5)M22.4
(6)
2mNA
M
(7)MNA
13.一定量的液态化合物XY2 在一定量O2 中恰好完全
反应:XY2(l)+3O2(g)
点燃
XO2(g)+2YO2(g),冷却
后在标准状况下,测得生成物的体积为672mL,
密度为2.56gL-1.求:
(1)反应前 O2 的体积为 .
(2)化合物XY2 的摩尔质量是 .
(3)在XY2 分子中,X、Y两元素质量之比为3∶16,
则X、Y两元素分别是 .
解析:(1)由题中的化学方程式 XY2(l)+3O2(g)
点燃
XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是反应前后
气体分子数不变的反应,即反应前后气体体积相
同.因反应物中的 XY2 为液态,故反应前 O2 的
体积为672mL.
(2)n(O2)=
672×10-3L
22.4L/mol=0.03mol
.因 XY2 与
O2 恰好完全反应,则它们的物质的量之比为1∶3
(由化学方程式知),故 XY2 的物质的量为0.01
mol.又因反应后的气体体积为672mL,密度为
2.56gL-1,则反应后气体总质量为 m=ρV=
2.56gL-1×672×10-3 L≈1.72g.根据质量
守恒定律有 m(XY2)=1.72g-m(O2)=1.72g
-0.03mol×32gmol-1=0.76g,M(XY2)=
0.76g
0.01mol=76g
mol-1.
(3)由题意知
M(X)+2M(Y)=76gmol-1
M(X)
2M(Y)=
3
16{
,
解得 M(X)=12gmol
-1
M(Y)=32gmol-1{ ,
所以 X为碳元素,Y为硫元素.
答案:(1)672mL (2)76gmol-1
(3)碳元素、硫元素
23
化学(LK)必修第一册