内容正文:
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
1.从微观角度分析温度、压强、粒子间距等因素对不同状态物质体积的影响规律。
2.掌握气体摩尔体积的概念、单位与定义式,明确标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1的适用条件。
3.理解阿伏加德罗定律"三同定一同"的核心逻辑,能运用简单推论解决气体相关的比例计算。
重点:气体摩尔体积的概念与标准状况下的限定条件;运用公式完成气体体积与物质的量的换算;阿伏加德罗定律的基础应用。
难点:灵活区分"标准状况""非标准状况"场景下气体摩尔体积的判断;阿伏加德罗定律推论在混合气体计算中的运用。
1.决定物质体积大小的三个因素是粒子数目、粒子大小和粒子间距。
2.固体、液体中微粒间的距离很小,可以忽略,所以1 mol固体或液体的体积主要取决于粒子数目和粒子大小;1 mol固体或液体体积不同的主要原因是粒子大小不同。
3.气体粒子间的距离远远大于粒子本身的直径,所以1 mol气体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距;粒子间距受温度和压强影响。
4.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,定义式为Vm=V/n,单位是L/mol。
5.标准状况(0 ℃、101 kPa)下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1;气体体积、物质的量与气体摩尔体积的关系为V=n·Vm。
6.阿伏加德罗定律: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分子。
7.阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比;密度之比等于摩尔质量之比。同温同体积下,压强之比等于物质的量之比。
(一)影响物质体积大小的因素
【想一想】1 mol物质的质量有规律可循,那么1 mol物质的体积有规律可循吗?观察1 mol Fe、Al、H2O、H2SO4、H2、O2、CO2的体积数据,你能得出什么结论?
【结论】相同条件下,等物质的量的固体或液体体积不同,但气体的体积几乎相同。不同的固体或液体粒子大小不同,所以1 mol固、液体体积不同;温度和压强相同时,气体分子间的距离几乎相等,所以1 mol气体体积几乎相同。
【想一想】决定物质体积大小的三个因素是什么?固体、液体的体积主要取决于什么?气体的体积主要取决于什么?
【结论】决定物质体积的三个因素是粒子数目、粒子大小、粒子间距。固体和液体中微粒间距很小、可忽略,体积主要取决于粒子数目和粒子大小;气体粒子间距离远大于粒子本身直径,体积主要取决于粒子数目和粒子间距。
【想一想】影响气体粒子之间距离的主要因素是什么?温度、压强如何影响气体体积?
【结论】影响气体粒子间距离的主要因素是温度和压强。温度升高,粒子间距增大,气体体积增大;压强增大,粒子间距减小,气体体积减小。在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
(二)气体摩尔体积
【想一想】气体摩尔体积的定义、符号、定义式和单位分别是什么?它受什么因素影响?
【结论】气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm,定义式Vm=V/n,单位L/mol。它受温度和压强影响,给定温度、压强下是常数。
【想一想】标准状况下气体摩尔体积是多少?使用22.4 L·mol-1时要注意哪两个限定条件?
【结论】标准状况(0 ℃、101 kPa)下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。使用时要看所处条件(必须为标准状况)和物质状态(必须为气态),标准状况下水、酒精、CCl4、HF、SO3等不是气体。
【想一想】物质的量n、体积V和气体摩尔体积Vm之间有什么关系?
【结论】V=n·Vm,或n=V/Vm。
(三)阿伏加德罗定律及其推论
【想一想】同温同压下,相同体积的氧气和氢气所含分子数目有何关系?由此归纳阿伏加德罗定律。
【结论】同温同压下Vm相同、V相同,则n相同,分子数相同。阿伏加德罗定律: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分子。
【想一想】理想气体状态方程 PV=nRT 中,各符号分别表示什么?"三同定一同"是什么意思?
【结论】P为压强、V为体积、n为物质的量、T为热力学温度、R为常数。在P、V、n、T四个变量中,只要有"三同",必有第"四同"。
【想一想】由 PV=nRT 能推出阿伏加德罗定律的哪些推论?
【结论】①同温同压下,V1/V2=n1/n2=N1/N2;②同温同压下,ρ1/ρ2=M1/M2;③同温同体积下,p1/p2=n1/n2=N1/N2。
1.判断:
①22.4 L气体所含的分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数
②常温常压下,11.2 L N2所含的原子数为NA
③常温常压下,0.5 mol N2所含的原子数为NA
④常温常压下,14 g N2所含的原子数为NA
⑤标准状况下,0.1 mol H2O所占的体积约为2.24 L
⑥标准状况下,1 mol N2和Cl2的混合气体的体积约为22.4 L
【答案】①× ②× ③√ ④√ ⑤× ⑥√
【解析】①22.4 L和11.2 L气体均未指明温度、压强,分子数无法比较,错误;②常温常压不是标准状况,11.2 L N2不是0.5 mol,所含原子数不是NA,错误;③0.5 mol N2含1 mol N原子,即NA个原子,正确;④14 g N2为0.5 mol,含1 mol N原子,即NA个原子,正确;⑤标准状况下水不是气体,0.1 mol H2O是液体,体积不是2.24 L,错误;⑥标准状况下1 mol混合气体体积约22.4 L,正确。
2.下列各组物质中,分子数不相同的是
A.同温同压下2 L SO2和2 L CO2
B.标准状况下1 mol氧气和22.4 L乙醇
C.9 g水和标准状况下11.2 L CO2
D.0.2 mol氯气和7.3 g氯化氢气体
【答案】B
【解析】A项,同温同压下同体积的气体分子数相同;B项,乙醇在标准状况下是液体,22.4 L乙醇不是1 mol,与1 mol氧气分子数不同;C项,9 g水为0.5 mol,标准状况下11.2 L CO2为0.5 mol,分子数相同;D项,0.2 mol氯气,7.3 g HCl为0.2 mol,分子数相同。故选B。
3.两个容积相同的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g C气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y的压强之比是4∶11,则C的摩尔质量为 。
【答案】44 g·mol-1
【解析】同温同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比,即n(C)∶n(CH4)=4∶11。设C的摩尔质量为M,则(a/M)∶(a/16)=4∶11,解得M=44 g·mol-1。
4.同温同压下,等质量的SO2和CO2相比较,下列叙述正确的是
A.密度之比为16∶11
B.密度之比为11∶16
C.体积之比为1∶1
D.体积之比为16∶11
【答案】A
【解析】同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,ρ(SO2)∶ρ(CO2)=64∶44=16∶11,A正确、B错误;等质量时,体积之比等于物质的量之比,即V(SO2)∶V(CO2)=(m/64)∶(m/44)=11∶16,C、D错误。故选A。
5.如图有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.密度相等
C.质量相等
D.摩尔质量相等
【答案】A
【解析】同温同压下,体积相等的两瓶气体所含分子数相等。图中两瓶气体均为双原子分子,分子数相等则原子数相等,A正确;由于两瓶气体种类不同(摩尔质量不同),其密度、质量、摩尔质量均不相等,B、C、D错误。故选A。
6.完成下列问题。
(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 (取整数)。
(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 (保留一位小数)。
(4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为 。
【答案】(1)32 g·mol-1 (2)17 g·mol-1 (3)34.9 g·mol-1 (4)28 g·mol-1
【解析】(1)M=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.43 g·L-1≈32 g·mol-1;(2)n=0.672 L÷22.4 L·mol-1=0.03 mol,M=0.51 g÷0.03 mol=17 g·mol-1;(3)n=39.2 L÷22.4 L·mol-1=1.75 mol,M=61 g÷1.75 mol≈34.9 g·mol-1;(4)M=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。
一、影响物质体积大小的因素
内容:物质体积的大小由粒子数目、粒子大小、粒子间距三个因素共同决定。
固液与气体的关键区别:固体、液体中微粒间的距离很小,可以忽略,所以1 mol固体或液体的体积主要取决于粒子数目和粒子大小;1 mol固体或液体体积不同的主要原因是粒子大小不同。气体粒子间的距离远远大于粒子本身的直径,粒子大小可以忽略,所以1 mol气体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距(分子间的平均距离)。
温度、压强的作用:影响气体粒子间距离的主要因素是温度和压强——温度升高,粒子间距增大,气体体积增大;压强增大,粒子间距减小,气体体积减小。
结论:在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这解释了为什么同温同压下1 mol气体的体积几乎相同,而固、液体的体积各不相同。
二、气体摩尔体积
内容:气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm,定义式Vm=V/n,单位L/mol(或L·mol-1)、m3/mol。它受温度和压强影响,给定温度、压强下是常数。
标准状况下的数值:标准状况(0 ℃、101 kPa)下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。公式:V=n·Vm,n=V/Vm。
两个限定条件(判断口诀):一看"是不是气体"——气体摩尔体积只适用于气体,标准状况下水、酒精、CCl4、HF、SO3、苯、Br2等不是气体;二看"是不是标准状况"——非标准状况下不能随意用22.4 L·mol-1(如25 ℃、101 kPa下约为24.5 L·mol-1)。
典型实例:标准状况下1 mol H2为22.4 L、2 mol为44.8 L、3 mol为67.2 L;标准状况下某气体密度为ρ,则其摩尔质量M=22.4ρ(g·mol-1)。
易错点:22.4 L/mol不一定是标准状况(0 ℃、202 kPa时H2为11.2 L/mol,273 ℃、202 kPa时N2又是22.4 L/mol);"标准状况下任何物质的体积都是22.4 L"是错的,只对气体成立。
三、阿伏加德罗定律及其推论
内容:阿伏加德罗定律——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分子。
数学基础:理想气体状态方程 PV=nRT(P为压强、V为体积、n为物质的量、T为热力学温度、R为常数)。"三同定一同"——P、V、n、T四个变量中,只要有"三同",必有第"四同"。
三条推论:①同温同压下(T、P一定),气体的体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比:V1/V2=n1/n2=N1/N2;②同温同压下(T、P一定),气体的密度之比等于摩尔质量之比:ρ1/ρ2=M1/M2;③同温同体积下(T、V一定),气体的压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比:p1/p2=n1/n2=N1/N2。
典型实例:同温同压下1体积CO2与2体积CO比较,物质的量之比1∶2、分子数之比1∶2、原子数之比3∶4、质量之比11∶14、密度之比11∶7。
本节易错点提醒
1."标准状况下1 mol任何物质的体积都是22.4 L"是错的,只对气体成立;标准状况下水、SO3、CCl4、HF、苯等不是气体。
2."22.4 L/mol一定对应标准状况"是错的:0 ℃、202 kPa下H2为11.2 L/mol,273 ℃、202 kPa下N2又是22.4 L/mol,22.4 L/mol不一定是标况。
3.气体摩尔体积随温度、压强改变,不是固定值;非标准状况(如25 ℃、101 kPa约24.5 L/mol)不能随意用22.4 L/mol。
4.用阿伏加德罗定律推论时先分清"同温同压"还是"同温同体积":同温同压看体积比、密度比,同温同体积看压强比。
5.同温同压下密度之比等于摩尔质量之比;等质量时体积之比等于摩尔质量的反比(即物质的量之比),这两条不要搞混。
考点01 影响物质体积的因素
1.下列有关物质体积的说法正确的是( )
A.1 mol任何物质的体积都约为22.4 L
B.固体、液体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距
C.气体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距
D.粒子大小对气体体积的影响大于粒子间距
【答案】C
【解析】A项,标准状况下1 mol"气体"体积才约22.4 L,固体、液体不适用,错误;B项,固体、液体微粒间距很小,体积主要取决于粒子数目和粒子大小,错误;C项,气体粒子间距远大于粒子直径,体积主要取决于粒子数目和粒子间距,正确;D项,气体粒子大小可忽略,粒子间距的影响远大于粒子大小,错误。故选C。
2.下列因素中,对气体体积大小影响最大的是( )
A.粒子数目
B.粒子大小
C.粒子间距
D.粒子的形状
【答案】C
【解析】气体粒子间距离远大于粒子本身直径,粒子大小可以忽略,气体体积主要取决于粒子数目和粒子间距,而粒子间距受温度、压强影响,是决定气体体积大小的关键因素。故选C。
考点02 气体摩尔体积
1.下列说法正确的是( )
A.标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L
B.气体摩尔体积的单位是g/mol
C.标准状况下,1 mol O2的体积约为22.4 L
D.1 mol H2O在标准状况下的体积约为22.4 L
【答案】C
【解析】A项,标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol,单位错误;B项,气体摩尔体积的单位是L/mol,不是g/mol,错误;C项,标准状况下1 mol O2(气体)体积约22.4 L,正确;D项,标准状况下H2O是液体,不是22.4 L,错误。故选C。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L H2O所含分子数为0.5NA
B.标准状况下,22.4 L N2所含原子数为2NA
C.常温常压下,22.4 L CO2所含分子数为NA
D.标准状况下,0.1 mol SO3的体积约为2.24 L
【答案】B
【解析】A项,标准状况下水是液体,11.2 L H2O不是0.5 mol,错误;B项,标准状况下22.4 L N2为1 mol,含2 mol原子即2NA个,正确;C项,常温常压不是标准状况,22.4 L CO2不是1 mol,错误;D项,标准状况下SO3是固体(熔点16.8 ℃),不是气体,错误。故选B。
考点03 阿伏加德罗定律及其推论
1.同温同压下,下列气体密度最大的是( )
A.H2
B.O2
C.CO2
D.N2
【答案】C
【解析】同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,摩尔质量越大密度越大。M(H2)=2、M(O2)=32、M(CO2)=44、M(N2)=28,CO2的摩尔质量最大,密度最大。故选C。
2.同温同压下,等体积的O2和O3所含氧原子数之比为( )
A.1∶1
B.2∶3
C.1∶2
D.3∶2
【答案】B
【解析】同温同压下,等体积的气体分子数相同,设O2和O3分子数均为n,则氧原子数之比为(2n)∶(3n)=2∶3。故选B。
考点04 气体体积、物质的量、密度的换算
1.标准状况下,11.2 L CO2的质量是( )
A.11 g
B.22 g
C.44 g
D.5.6 g
【答案】B
【解析】标准状况下n(CO2)=11.2 L÷22.4 L·mol-1=0.5 mol,m=nM=0.5 mol×44 g·mol-1=22 g。故选B。
2.标准状况下,某气体的密度为1.964 g·L-1,则该气体的摩尔质量是( )
A.22 g/mol
B.44 g/mol
C.32 g/mol
D.28 g/mol
【答案】B
【解析】标准状况下M=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.964 g·L-1≈44 g/mol。故选B。
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第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
1.从微观角度分析温度、压强、粒子间距等因素对不同状态物质体积的影响规律。
2.掌握气体摩尔体积的概念、单位与定义式,明确标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1的适用条件。
3.理解阿伏加德罗定律"三同定一同"的核心逻辑,能运用简单推论解决气体相关的比例计算。
重点:气体摩尔体积的概念与标准状况下的限定条件;运用公式完成气体体积与物质的量的换算;阿伏加德罗定律的基础应用。
难点:灵活区分"标准状况""非标准状况"场景下气体摩尔体积的判断;阿伏加德罗定律推论在混合气体计算中的运用。
1.决定物质体积大小的三个因素是 、 和 。
2.固体、液体中微粒间的距离很小,可以忽略,所以1 mol固体或液体的体积主要取决于 和 ;1 mol固体或液体体积不同的主要原因是 不同。
3.气体粒子间的距离远远大于粒子本身的直径,所以1 mol气体的体积主要取决于 和 ;粒子间距受 和 影响。
4.气体摩尔体积是 ,符号为 ,定义式为 ,单位是 。
5.标准状况( 、 )下,气体摩尔体积约为 ;气体体积、物质的量与气体摩尔体积的关系为 。
6.阿伏加德罗定律:在相同的 和 下,相同 的任何气体都含有相同数目的 。
7.阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,气体的体积之比等于 之比,等于 之比;密度之比等于 之比。同温同体积下,压强之比等于 之比。
(一)影响物质体积大小的因素
【想一想】1 mol物质的质量有规律可循,那么1 mol物质的体积有规律可循吗?观察1 mol Fe、Al、H2O、H2SO4、H2、O2、CO2的体积数据,你能得出什么结论?
【结论】相同条件下,等物质的量的固体或液体体积 ,但气体的体积几乎 。不同的固体或液体粒子 不同,所以1 mol固、液体体积不同;温度和压强相同时,气体分子间的距离几乎 ,所以1 mol气体体积几乎相同。
【想一想】决定物质体积大小的三个因素是什么?固体、液体的体积主要取决于什么?气体的体积主要取决于什么?
【结论】决定物质体积的三个因素是 、 、 。固体和液体中微粒间距很小、可忽略,体积主要取决于 和 ;气体粒子间距离远大于粒子本身直径,体积主要取决于 和 。
【想一想】影响气体粒子之间距离的主要因素是什么?温度、压强如何影响气体体积?
【结论】影响气体粒子间距离的主要因素是 和 。温度升高,粒子间距增大,气体体积 ;压强增大,粒子间距减小,气体体积 。在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有 。
(二)气体摩尔体积
【想一想】气体摩尔体积的定义、符号、定义式和单位分别是什么?它受什么因素影响?
【结论】气体摩尔体积是 ,符号 ,定义式 ,单位 。它受 和 影响,给定温度、压强下是常数。
【想一想】标准状况下气体摩尔体积是多少?使用22.4 L·mol-1时要注意哪两个限定条件?
【结论】标准状况( 、 )下,气体摩尔体积约为 。使用时要看 (必须为标准状况)和 (必须为气态),标准状况下水、酒精、CCl4、HF、SO3等 气体。
【想一想】物质的量n、体积V和气体摩尔体积Vm之间有什么关系?
【结论】 ,或 。
(三)阿伏加德罗定律及其推论
【想一想】同温同压下,相同体积的氧气和氢气所含分子数目有何关系?由此归纳阿伏加德罗定律。
【结论】同温同压下Vm相同、V相同,则n相同,分子数 。阿伏加德罗定律:在相同的 和 下,相同 的任何气体都含有相同数目的 。
【想一想】理想气体状态方程 PV=nRT 中,各符号分别表示什么?"三同定一同"是什么意思?
【结论】P为 、V为 、n为 、T为 、R为 。在P、V、n、T四个变量中,只要有" ",必有第" "。
【想一想】由 PV=nRT 能推出阿伏加德罗定律的哪些推论?
【结论】①同温同压下,V1/V2= = ;
②同温同压下,ρ1/ρ2= ;
③同温同体积下,p1/p2= = 。
1.判断:
①22.4 L气体所含的分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数
②常温常压下,11.2 L N2所含的原子数为NA
③常温常压下,0.5 mol N2所含的原子数为NA
④常温常压下,14 g N2所含的原子数为NA
⑤标准状况下,0.1 mol H2O所占的体积约为2.24 L
⑥标准状况下,1 mol N2和Cl2的混合气体的体积约为22.4 L
2.下列各组物质中,分子数不相同的是
A.同温同压下2 L SO2和2 L CO2
B.标准状况下1 mol氧气和22.4 L乙醇
C.9 g水和标准状况下11.2 L CO2
D.0.2 mol氯气和7.3 g氯化氢气体
3.两个容积相同的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g C气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y的压强之比是4∶11,则C的摩尔质量为 。
4.同温同压下,等质量的SO2和CO2相比较,下列叙述正确的是
A.密度之比为16∶11
B.密度之比为11∶16
C.体积之比为1∶1
D.体积之比为16∶11
5.如图有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.密度相等
C.质量相等
D.摩尔质量相等
6.完成下列问题。
(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 (取整数)。
(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 (保留一位小数)。
(4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为 。
一、影响物质体积大小的因素
内容:物质体积的大小由粒子数目、粒子大小、粒子间距三个因素共同决定。
固液与气体的关键区别:固体、液体中微粒间的距离很小,可以忽略,所以1 mol固体或液体的体积主要取决于粒子数目和粒子大小;1 mol固体或液体体积不同的主要原因是粒子大小不同。气体粒子间的距离远远大于粒子本身的直径,粒子大小可以忽略,所以1 mol气体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距(分子间的平均距离)。
温度、压强的作用:影响气体粒子间距离的主要因素是温度和压强——温度升高,粒子间距增大,气体体积增大;压强增大,粒子间距减小,气体体积减小。
结论:在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这解释了为什么同温同压下1 mol气体的体积几乎相同,而固、液体的体积各不相同。
二、气体摩尔体积
内容:气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号Vm,定义式Vm=V/n,单位L/mol(或L·mol-1)、m3/mol。它受温度和压强影响,给定温度、压强下是常数。
标准状况下的数值:标准状况(0 ℃、101 kPa)下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。公式:V=n·Vm,n=V/Vm。
两个限定条件(判断口诀):一看"是不是气体"——气体摩尔体积只适用于气体,标准状况下水、酒精、CCl4、HF、SO3、苯、Br2等不是气体;二看"是不是标准状况"——非标准状况下不能随意用22.4 L·mol-1(如25 ℃、101 kPa下约为24.5 L·mol-1)。
典型实例:标准状况下1 mol H2为22.4 L、2 mol为44.8 L、3 mol为67.2 L;标准状况下某气体密度为ρ,则其摩尔质量M=22.4ρ(g·mol-1)。
易错点:22.4 L/mol不一定是标准状况(0 ℃、202 kPa时H2为11.2 L/mol,273 ℃、202 kPa时N2又是22.4 L/mol);"标准状况下任何物质的体积都是22.4 L"是错的,只对气体成立。
三、阿伏加德罗定律及其推论
内容:阿伏加德罗定律——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分子。
数学基础:理想气体状态方程 PV=nRT(P为压强、V为体积、n为物质的量、T为热力学温度、R为常数)。"三同定一同"——P、V、n、T四个变量中,只要有"三同",必有第"四同"。
三条推论:①同温同压下(T、P一定),气体的体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比:V1/V2=n1/n2=N1/N2;②同温同压下(T、P一定),气体的密度之比等于摩尔质量之比:ρ1/ρ2=M1/M2;③同温同体积下(T、V一定),气体的压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比:p1/p2=n1/n2=N1/N2。
典型实例:同温同压下1体积CO2与2体积CO比较,物质的量之比1∶2、分子数之比1∶2、原子数之比3∶4、质量之比11∶14、密度之比11∶7。
本节易错点提醒
1."标准状况下1 mol任何物质的体积都是22.4 L"是错的,只对气体成立;标准状况下水、SO3、CCl4、HF、苯等不是气体。
2."22.4 L/mol一定对应标准状况"是错的:0 ℃、202 kPa下H2为11.2 L/mol,273 ℃、202 kPa下N2又是22.4 L/mol,22.4 L/mol不一定是标况。
3.气体摩尔体积随温度、压强改变,不是固定值;非标准状况(如25 ℃、101 kPa约24.5 L/mol)不能随意用22.4 L/mol。
4.用阿伏加德罗定律推论时先分清"同温同压"还是"同温同体积":同温同压看体积比、密度比,同温同体积看压强比。
5.同温同压下密度之比等于摩尔质量之比;等质量时体积之比等于摩尔质量的反比(即物质的量之比),这两条不要搞混。
考点01 影响物质体积的因素
1.下列有关物质体积的说法正确的是( )
A.1 mol任何物质的体积都约为22.4 L
B.固体、液体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距
C.气体的体积主要取决于粒子数目和粒子间距
D.粒子大小对气体体积的影响大于粒子间距
2.下列因素中,对气体体积大小影响最大的是( )
A.粒子数目
B.粒子大小
C.粒子间距
D.粒子的形状
考点02 气体摩尔体积
1.下列说法正确的是( )
A.标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L
B.气体摩尔体积的单位是g/mol
C.标准状况下,1 mol O2的体积约为22.4 L
D.1 mol H2O在标准状况下的体积约为22.4 L
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L H2O所含分子数为0.5NA
B.标准状况下,22.4 L N2所含原子数为2NA
C.常温常压下,22.4 L CO2所含分子数为NA
D.标准状况下,0.1 mol SO3的体积约为2.24 L
考点03 阿伏加德罗定律及其推论
1.同温同压下,下列气体密度最大的是( )
A.H2
B.O2
C.CO2
D.N2
2.同温同压下,等体积的O2和O3所含氧原子数之比为( )
A.1∶1
B.2∶3
C.1∶2
D.3∶2
考点04 气体体积、物质的量、密度的换算
1.标准状况下,11.2 L CO2的质量是( )
A.11 g B.22 g C.44 g D.5.6 g
2.标准状况下,某气体的密度为1.964 g·L-1,则该气体的摩尔质量是( )
A.22 g/mol
B.44 g/mol
C.32 g/mol
D.28 g/mol
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