2.3.2气体摩尔体积 、物质的量浓度 课件 -2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

？ 第三节　物质的量 第2课时　气体摩尔体积　物质的量浓度 ？ 探究任务1 正确理解气体摩尔体积 问题引领 根据生活经验,我们知道:①50个乒乓球和100个乒乓球分别紧密堆积,后者所占空间大;②50个乒乓球和50个篮球分别紧密堆积,后者所占空间大;③50个乒乓球紧密堆积,50个乒乓球松散堆放,后者所占空间大。 ？ 科学研究发现:构成物质的粒子间的距离如图所示(平面图)。 ？ 1.根据材料分析,物质体积大小的影响因素有哪些? 2.根据材料分析,当构成物质的粒子数目相同时,固体、液体、气体的体积分别主要由什么因素决定? 提示:影响物质体积大小的因素有粒子的数目、粒子的大小、粒子间的距离。 提示:当构成物质的粒子数目相同时,固体、液体的体积主要由粒子的大小决定;气体的体积主要由粒子间的距离决定。 ？ 一、气体摩尔体积 1.影响物质体积大小的因素。 ？ 结论: (1)在相同条件下,粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不相同; (2)在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体的体积都相同。 规律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。 ？ 2.气体摩尔体积。 (1)单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号为 Vm ,常用单位为 L·mol-1 。 (3) 影响因素:温度和压强。例如,标准状况(0℃和101 kPa)下,Vm=22.4 L·mol-1,而通常状况(25 ℃和101 kPa)下,Vm=24.5 L·mol-1。 阿伏伽德罗定律: 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子 理想气体状态方程（PV=nRT） 推论1（同温同压）： V₁/V₂ = n₁/n₂ V₁/V₂ = N₁/N₂ 推论2（同温同体积）： P₁/P₂ = n₁/n₂ 推论3（同温同压）： ρ₁/ρ₂ = M₁/M₂ 推论4（同温同压同体积）： m₁/m₂ = M₁/M₂ ？ 【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)标准状况下,任何气体的摩尔体积都约是22.4 L。(　　) (2)1 mol O2所占的体积一定是22.4 L。(　　) (3)标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L。(　　) (4)通常状况下,5.6 L N2和O2的混合气体的物质的量小于0.25 mol。(　　) (5)1 mol O2的体积是22.4 L,O2可能不处于标准状况。(　　) × × × √ √ ？ 2.标准状况下,2 mol H2O和2 mol CO相比较,其所含分子数　　　　(填“相等”或“不相等”,下同),所含原子数　　　　,所占体积　　　　,质量　　　　。 相等 不相等 不相等 不相等 ？ 二、物质的量浓度 ？ (6)将20 g NaOH溶于1 L水中,即得1 mol·L-1 NaOH溶液。(　　) (7)从1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出20 mL溶液,其浓度仍为1 mol·L-1。(　　) (8)1 mol·L-1 CaCl2溶液中,Cl-的浓度为0.5 mol·L-1。(　　) × √ × 【效果自测】 ？ 3.(1)某同学体检的血液化验单中,葡萄糖为5.0 mmol·L-1,表示该体检指标的物理量是　 。 (2)1 mol·L-1 H2SO4溶液的含义是　　　　　　　　　。 (3)实验室中需要配制2 mol·L-1的NaCl溶液250 mL,用托盘天平称取的NaCl质量是　　　　。 物质的量浓度 指1 L H2SO4溶液中含有1 mol H2SO4 29.3 g ？ 归纳提升 1.适用范围。 气体摩尔体积仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。如0.1 mol H2与0.2 mol O2的混合气体在标准状况下的体积为6.72 L。 2.标准状况下的气体摩尔体积。 (1)气体摩尔体积受温度和压强影响。温度越高,压强越小,气体摩尔体积越大。标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,其含义是:在0 ℃和101 kPa的条件下,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L。 ？ (2)计算的一般模式:如图,先根据标准状况下气体的体积计算出气体的物质的量,然后再进一步计算气体的摩尔质量、分子数、质量、溶质的物质的量浓度等。 ？ (3)在做判断题时,若题目给出了体积,需要使用Vm=22.4 L·mol-1,要做到“两看”:一看是不是标准状况,二看该物质在标准状况下是不是气体。若非标准状况,或标准状况下该物质不是气体则一般不用22.4 L·mol-1进行求解。 例如:陈述“标准状况下,22.4 L水的物质的量为1 mol”是错误的,因为标准状况下水不是气体,这里不能使用Vm=22.4 L·mol-1。 ？ 再如:陈述“通常状况下,5.6 L N2的物质的量小于0.25 mol”是正确的,这里尽管给出的不是标准状况,但是可用标准状况下的体积作比较。转换成标准状况下,N2的体积小于5.6 L,用Vm=22.4 L·mol-1计算出的物质的量小于0.25 mol。 ？ 典型例题 【例题1】 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 N2含有的分子数是0.5NA B.标准状况下,18 g水所占的体积约是22.4 L C.32 g O2在标准状况下的体积约是22.4 L D.在同温、同压下,相同体积的任何气体所含的原子数相等 C ？ 【变式训练1】 下列说法中正确的是(　　) A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积相同,都约为22.4 L B.标准状况下,CH4的气体摩尔体积约为22.4 L C.标准状况下,18 g H2O和58.5 g NaCl所占的体积相同 D.标准状况下,22.4 L N2和N2O的混合气体中所含的氮原子的物质的量为2 mol D ？ 探究任务2 关于物质的量浓度的简单计算 问题引领 下面是某位教师体检化验单中的部分结果: ？ ？ 报告单中“单位”一栏写着“mmol·L-1”或“μmol·L-1”,这些单位都是物质的量浓度的单位。 ？ 1.血糖一项的检查结果“5.42 mmol·L-1”表示什么含义? 2.与质量分数相比,使用物质的量浓度具有哪些优点? 提示:5.42 mmol·L-1表示1 L血液中含有5.42 mmol血糖。 提示:在科学实验和生产中,量取液体的体积比称其质量更方便,根据物质的量浓度能快速确定溶质的物质的量。 ？ 归纳提升 1.已知一定体积的溶液中溶质的量,计算物质的量浓度。 (1)已知溶质的质量。先根据溶质的摩尔质量求出溶质的物质的量,进而求出溶质的物质的量浓度。 ？ (2)已知溶液中某种粒子的数目。先求出该粒子的物质的量,进而求出该粒子的物质的量浓度。若要求溶质的物质的量浓度,要根据溶质的组成具体计算。例如:0.5 L CaCl2溶液中含有6.02×1023个Cl-,则n(Cl-)=1 mol,c(Cl-)=2 mol·L-1,根据CaCl2~2Cl-,所以c(CaCl2)=1 mol·L-1。 ？ 2.标准状况下,一定体积的气体溶于水形成的溶液中,计算溶质的物质的量浓度。 (1)若已知溶液的体积。可根据标准状况下的气体摩尔体积计算出溶质的物质的量,进而求出溶质的物质的量浓度。 ？ (2)若已知溶液的密度。则要先分别求出溶质的物质的量和溶液的体积。溶液的体积可由溶液的质量和溶液的密度求出。 ？ 3.溶液的稀释与混合。 守恒定律:同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合前后溶质的物质的量和质量都保持不变。 c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)。 将浓溶液与水混合(即将浓溶液稀释)可看作是上述情况的一种特例:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)。 ？ 4.物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度之间的相互求算。 (1)物质的量浓度与溶质的质量分数的相互求算。 (2)物质的量浓度与溶解度的相互求算(饱和溶液)。 物质的量浓度(mol·L-1) ？ (3)溶质的质量分数与溶解度的相互求算(饱和溶液)。 ？ 典型例题 【例题2】 将19.0 g MgCl2溶于水配制成100 mL溶液。 (1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为　　　,溶液中Cl-的物质的量浓度为　　　。 (2)配制0.2 mol·L-1的MgCl2溶液250 mL,用量筒需量取该溶液的体积为　　　　。 25.0 mL 4 mol·L-1 2 mol·L-1　 ？ (3)向(2)中溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl-的物质的量浓度为0.6 mol·L-1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为　　　　　　,通入HCl气体的体积(标准状况)为　　　　。 1.12 L 0.2 mol·L-1 ？ (3)根据电荷守恒定律,c(Cl-)=c(H+)+2c(Mg2+),c(H+)=0.6 mol·L-1-2×0.2 mol·L-1=0.2 mol·L-1,通入HCl的物质的量n(HCl)=n(H+)=0.2 mol·L-1×0.250 L=0.05 mol, 标准状况下V(HCl)=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。 ？ (1)若遇到组成稍复杂的物质时,要根据物质的组成关系或电荷守恒进行求解。如例题中利用组成关系MgCl2~2Cl-进行计算。 (2)应用稀释守恒定律c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)时,溶液体积V的单位不必换算为L,只要V(浓)和V(稀)单位相同即可。 (3)在列电荷守恒定律的关系式时,不要遗漏离子所带电荷数,如例题中的Mg2+。 ？ 【变式训练2】 在0.2 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合溶液中,部分离子浓度如图所示。回答下列问题。 (1)该混合液中,NaCl的物质的量为 　　　　 mol,溶质MgCl2的质量为 　　　　 g。 (2)该混合液中CaCl2的物质的量为　 mol,将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为　　　 mol·L-1。 0.2 9.5 0.1 0.1 ？ 解析:(1)n(NaCl)=1.0 mol·L-1×0.2 L=0.2 mol,n(MgCl2)=0.5 mol·L-1×0.2 L=0.1 mol,m(MgCl2)=0.1 mol×95 g·mol-1=9.5 g。 (2)根据电荷守恒,c(Cl-)=c(Na+)+2c(Mg2+)+2c(Ca2+), 3.0 mol·L-1=1.0 mol·L-1+2×0.5 mol·L-1+2×c(Ca2+), c(Ca2+)=0.5 mol·L-1, n(Ca2+)=0.5 mol·L-1×0.2 L=0.1 mol。 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $