第1章 第3节 第2课时 气体摩尔体积(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记(鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版)
第2课时 气体摩尔体积
[核心素养发展目标] 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,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.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。
一、气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
2.决定气体体积大小的因素
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式 | 体积 | ||
0 ℃,101 kPa | 20 ℃,101 kPa | 0 ℃,202 kPa | |
H2 | 22.4 L | 24.0 L | 11.2 L |
O2 | 22.4 L | 24.0 L | 11.2 L |
CO2 | 22.3 L | 23.9 L | 11.2 L |
从上表分析得出结论:
(1)1 mol任何气体,在标准状况(0 ℃,101 kPa)下的体积都约为22.4 L。
(2)1 mol不同的气体,在不同的温度和压强下,体积可能(填“一定”“一定不”或“可能”)相等,所以气体的体积必须指明温度和压强。
决定气体体积大小的因素
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3.气体摩尔体积
思考
利用Vm=22.4 L·mol-1计算时,应注意什么?
提示 利用Vm=22.4 L·mol-1计算时,应注意两点:①是否为标准状况;②是否为气体。如苯、CCl4、乙醇、H2O在标准状况下不是气体,不能利用22.4 L·mol-1进行计算。
1.(2025·清华附中高一期末)下列物质在标准状况下体积最大的是( )
A.6.72 L CH4
B.1 mol H2O
C.12.8 g SO2
D.3.01×1023个HCl分子
答案 D
2.(1)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是 ,16 g O2所占体积约是 。
(2)标准状况下,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是 。
(3)标准状况下,11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数约为 。
答案 (1)1.5 mol 11.2 L (2)44.8 L
(3)6.02×1023
3.(1)标准状况下,0.5 mol H2占有的体积约为 L。
(2)标准状况下,44.8 L H2的质量约为 g。
(3)标准状况下,3.01×1023个氧气分子所占的体积约为 L。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为 个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为 L。
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答案 (1)11.2 (2)4 (3)11.2 (4)9.03×1023 (5)44.8
解析 (1)V=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(2)标准状况下,44.8 L H2的物质的量为=2 mol,m(H2)=2 mol×2 g·mol-1=4 g。(3)n(O2)=
=0.5 mol,V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(4)n(O2)=
=1.5 mol,N(O2)=1.5 mol×6.02×1023 mol-1=9.03×1023。(5)n(O2)=
=0.5 mol,n(N2)=
=1.5 mol,故标准状况下混合气体的体积为(0.5+1.5) mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。
4.(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 。
(3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则混合气体的平均摩尔质量约为 。
答案 (1)32 g·mol-1 (2)17 g·mol-1
(3)35 g·mol-1
解析 (1)标准状况下,气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1,代入数据求得M≈32 g·mol-1。(2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,该气体的物质的量为=0.03 mol,该气体的摩尔质量为
=17 g·mol-1。
(3)混合气体的=
=
≈35 g·mol-1。
二、阿伏加德罗定律及推论
1.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。
注意 ①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体。
②同温、同压、同体积和同分子数,四“同”共同存在,相互制约,称作“三同定一同”。
思考
在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是22.4 L,2 mol H2的体积是44.8 L,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。
(2)1 mol O2的质量是32 g,体积是22.4 L,ρ(O2)==
g·L-1(列式不化简,下同)。
1 mol H2的质量是2 g,体积是22.4 L,ρ(H2)==
g·L-1。
=
,由此可推知:
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