内容正文:
专题1 物质的分类及计量
第二单元 物质的化学计量
第2课时 气体摩尔体积
课程标准 核心素养
1.理解气体摩尔体积概念。
2.理解标准状况下的气体摩尔体积。
3.根据标准状况下的气体摩尔体积进行计算。 1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。
2.证据推理与模型认知:能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。
专题1 物质的分类及计量
高中化学 必修 第一册 S
栏目索引
基础落实 梳理必备知识
重难探究 提升关键能力
学以致用 发展科学素养
一、物质的聚集状态
1.物质体积的影响因素
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2.微粒数目相同的不同状态物质的体积
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二、气体摩尔体积
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三、阿伏加德罗定律
1.内容:同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。
2.适用范围:阿伏加德罗定律及其推论仅仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,对固体和液体不适用。
3.“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
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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)当温度和压强一定时,1 mol气体的体积均为22.4 L( )
(3)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L( )
(4)当温度和压强一定时,相同物质的量的气体的体积相同( )
×
√
×
×
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(5)1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L ( )
(6)标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L( )
(7)在标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L( )
(8)在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol( )
×
×
×
√
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探究 气体摩尔体积
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
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化学式 条件 1 mol气体体积/L
CO2 0 ℃,202 kPa 11.2
N2 273 ℃,202 kPa 22.4
NH3 273 ℃,202 kPa 22.4
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[问题设计]
(1)为什么不同气体,若分子数目相同,在相同的条件下体积相同?
提示:相同条件下分子间距几乎相同。
(2)为什么相同的气体,若分子数目相同,在相同的温度和不同的压强下体积不同?
提示:压强增大,分子间距减小,体积减小。
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1.标准状况下的气体摩尔体积
所以标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
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2.理解气体摩尔体积应注意的几个问题
(1)适用范围:气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。
(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)1 mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4 L,也可能不是22.4 L。
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3.阿伏加德罗定律的推论及应用
(1)同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
(2)同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。
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[例] 在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是 ( )
A.两种气体的压强相等
B.O2比O3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
D
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解析:
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[深度思考]
(1)题目中两种气体的分子数目之比为多少?为什么?
答案:3∶2 由于两种气体的质量相等,因此两者的分子数之比为N(O2)∶N(O3)=3∶2。
(2)若将“温度和密度相等”改为“温度和压强相等”,两种气体的氧原子数之比为多少?为什么?
答案:2∶3 同温同压,气体体积相同,分子个数相同,故O2与O3中氧原子数之比为2∶3。
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标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
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NA问题常见的陷阱
(1)使用22.4 L·mol-1注意是否是气体;是否是标准状况;不使用22.4 L·mol-1概念,不用分析是否是气体或标准状况。
(2)一定质量的O2和O3混合气体含有的原子数,看作是一定质量的氧原子。
(3)稀有气体单质是单原子分子。
(4)注意计算的微观粒子是分子还是原子。
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1.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A. 常温常压下,11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B.常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NA
C.标准状况下,22.4 L H2O所含分子数为NA
D.标准状况下,22.4 L H2所含原子数为NA
B
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解析:
常温常压(非标准状况)下11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol,所含原子数不是1.5NA,A错误;48 g O3的物质的量为1 mol,所含氧原子数为3NA,B正确;标准状况下H2O为非气态,不能应用气体摩尔体积计算其物质的量,C错误;标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 mol,所含氢原子数为2NA,D错误。
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2.一种气体的质量是14.2 g,标准状况下的体积为4.48 L,该气体的摩尔质量是 ( )
A.28.4 B.71
C.28.4 g·mol-1 D.71 g·mol-1
D
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解析:
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1.(2025·辽宁朝阳重点中学期中)下列说法正确的是 ( )
A.SO3的摩尔质量是80 g
B.2 mol OH-的质量是17 g
C.44 g CO2含有1 mol O2
D.6.02×1023个H2O的物质的量约为1 mol
D
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解析:
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2.在一定温度和压强下,1体积的A2气体和3体积的B2气体化合成2体积的C气体,则C的化学式为 ( )
A.AB3 B.AB
C.A3B D.A2D3
A
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解析:
T、p一定时,体积之比等于其物质的量之比,故化学方程式为A2+3B2===2C,可知C的化学式为AB3。
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3.四氧化二氮为重要的火箭推进剂之一,易分解为二氧化氮,二氧化氮为红棕色的气体。同温同压下,向两个密闭容器中分别充满等质量的NO2、N2O4气体。下列说法正确的是 ( )
A.NO2、N2O4的物质的量之比为2∶1
B.NO2、N2O4的体积之比为1∶2
C.NO2、N2O4的分子数目相等
D.NO2、N2O4的密度之比是2∶1
A
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解析:
因NO2和N2O4质量相等,故两气体物质的量之比为92∶46,即2∶1,A正确;同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即2∶1,B错误;同温同压下,气体的分子数目之比等于其物质的量之比,即2∶1,C错误;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即46∶92=1∶2,D错误。
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4.同温同压下,盛有氧气的A容器与盛有NH3的B容器中,所含的原子个数相等,则A容器与B容器的体积之比是 ( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.2∶3
B
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解析:
假设n(O2)=1 mol,则n(O)=2 mol,那么n(NH3)=0.5 mol,根据n1∶n2=V1∶V2,所以V(O2)∶V(NH3)=n(O2)∶n(NH3)=2∶1。
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5.(2024·广东广州三校期中)下列叙述正确的是 ( )
A.同温同压下,相同体积的气体,其分子数一定相等,原子数也一定相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷(CH4)气体和一氧化碳(CO)气体所含有的原子数一定相等
C.1 L CO气体一定比1 L O2的质量小
D.同温同压下的CO和N2,若它们体积相同,那么它们的质量也一定相等
D
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解析:
根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,但原子数不一定相等,A错误;等物质的量的甲烷(CH4)气体和一氧化碳(CO)气体所含有的分子数一定相等,原子数一定不相等,B错误;不知气体的温度、压强,无法得知CO和O2的物质的量,不能比较1 L CO和1 L O2的质量,C错误;根据阿伏加德罗定律,同温同压下,相同体积的CO气体和N2气体,CO和N2的物质的量相等,又因为两者的摩尔质量相等,故CO和N2的质量相等,D正确。
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6.物质的量是把宏观物质和微观粒子联系起来的纽带。下列说法正确的是 ( )
A.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
B.在标准状况下,等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2
C.等质量的甲烷和氧气的原子数之比为5∶1
D.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比为2∶1
C
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解析:
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7.回答下列问题。
(1)5.4 g H2O中含有________mol H。
(2)3.01×1024个OH-与________mol NH3的质量相同。
(3)15.6 g Na2X中含有0.4 mol Na+,则X的相对原子质量为________。
答案:(1)0.6 (2)5 (3)32
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8.同温同压下,同体积的N2和SO2分子数之比为________,物质的量之比为________,原子总数之比为________,摩尔质量之比为________,质量之比为________,密度之比为________。
答案:1∶1 1∶1 2∶3 7∶16 7∶16 7∶16
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