2022版高中化學 第一章 從實驗學化學 第2節(jié) 化學計量在實驗中的應用 課時2 氣體摩爾體積學案 新人教版必修1

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1、2022版高中化學 第一章 從實驗學化學 第2節(jié) 化學計量在實驗中的應用 課時2 氣體摩爾體積學案 新人教版必修1 1．了解氣體摩爾體積的含義。 2．掌握標準狀況下有關(guān)氣體摩爾體積的計算。(重點) 3．理解阿伏加德羅定律及其推論。(難點) 氣 體 摩 爾 體 積 [基礎·初探] 教材整理1　物質(zhì)體積大小的影響因素 決定物質(zhì)體積大小的因素有粒子數(shù)目、粒子的大小、粒子間距。 1．固體、液體 固體、液體取決于1 mol固體或液體的體積不同 2．氣體 1 mol氣體的體積大致相等 教材整理2　氣體摩爾體積　 1. 2．影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體所處

2、的溫度和壓強。溫度越高，體積越大；壓強越大，體積越小。 [探究·升華] [思考探究] 探究1　 標準狀況時的氣體摩爾體積示意圖如右圖。同時還知道： ①在0 ℃和101 kPa(標準狀況)的條件下，氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1。 ②在25 ℃和101 kPa的條件下，氣體摩爾體積約為24.5 L·mol－1。 又查閱資料知道： ③在0 ℃和202 kPa的條件下，氣體摩爾體積約為11.2 L·mol－1。 ④在273 ℃和202 kPa時，氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1。 問題思考： (1)據(jù)①和②，判斷氣體體積與溫度是什么關(guān)系？ 【提示】　壓強和物

3、質(zhì)的量一定時，溫度越高，體積越大，即氣體體積與溫度成正比。 (2)據(jù)①和③，判斷氣體的體積與壓強是什么關(guān)系？ 【提示】　溫度和物質(zhì)的量一定時，壓強越大，體積越小，即氣體體積與壓強成反比。 (3)據(jù)①和④，判斷氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1，一定是標準狀況下的嗎？ 【提示】　不一定。同時改變溫度和壓強，氣體摩爾體積仍可能保持不變。如：升高溫度的同時增加壓強。 (4)據(jù)①②③④知，使用氣體摩爾體積為22.4 L·mol－1時要注意什么？ 【提示】　a．使用對象必須是氣體；b.使用條件：標準狀況。 (5)在標準狀況下，混合氣體的摩爾體積也是22.4 L·mol－1 嗎？ 【

4、提示】　是。 探究2　以物質(zhì)的量為核心的計算 (1)在標準狀況下，3.36 L CO2的物質(zhì)的量為多少？含有CO2的分子數(shù)為多少？ 【提示】　n(CO2)＝＝0.15 mol， N(CO2)＝0.15 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1022。 (2)標準狀況下，56 g N2的體積為多少？ 【提示】　n(N2)＝＝2 mol， V(N2)＝2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。 (3)標準狀況下，16 g A2氣體的體積為11.2 L，則A2的相對分子質(zhì)量為多少？ 【提示】　n(A2)＝＝0.5 mol， M(A2)＝＝32 g·mol－1

5、， 故A2的相對分子質(zhì)量為32。 [認知升華] 升華1　標準狀況下氣體摩爾體積的涵義 (1)狀態(tài)：氣體(單一氣體或混合氣體)。 (2)條件：標準狀況(0 ℃、1.01×105 Pa)。 (3)定量：1 mol。 (4)數(shù)值：約22.4，非精確值。 (5)表示：Vm≈22.4 L/mol。 (6)氣體摩爾體積為22.4 L/mol時也可能是非標況。 升華2　標準狀況下，氣體物理量的計算 利用公式n＝＝＝(標準狀況)進行換算。 (1)氣體物質(zhì)的量與體積：n＝。 (2)氣體的摩爾質(zhì)量：M＝Vm·ρ＝ρ標×22.4 L/mol。 (3)氣體的分子數(shù)與體積：N＝n·NA＝·N

6、A。 (4)氣體質(zhì)量與體積：m＝n·M＝·M＝ρ標·V。 [題組·沖關(guān)] 題組1　氣體摩爾體積的有關(guān)概念及基本計算 1．下列說法中正確的是(　　) A．1 mol O2和1 mol N2所占的體積都約為22.4 L B．H2的氣體摩爾體積約為22.4 L C．在標準狀況下，1 mol H2和1 mol H2O所占的體積都約為22.4 L D．在標準狀況下，22.4 L由N2、N2O組成的混合氣體中所含有的N的物質(zhì)的量約為2 mol 【解析】　氣體體積受溫度、壓強的影響，這里未指明溫度、壓強，故A錯；氣體摩爾體積的單位為L·mol－1，故B錯；標準狀況下，水為液態(tài)，不適用于氣體

7、摩爾體積，故C錯；標準狀況下，22.4 L混合氣體中，分子總數(shù)也為1 mol，故D對。 【答案】　D 2．下列說法不正確的是(　　) A．標準狀況下，22.4 L任何氣體的物質(zhì)的量均為1 mol B．0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2組成的混合氣體在標準狀況下的體積約為22.4 L C．常溫下，1 mol任何氣體的體積一定大于22.4 L D．任何狀況下1 mol CO2和18 g H2O所含的分子數(shù)和原子數(shù)都相等 【解析】　C項，壓強不確定，所以不能與22.4 L作比較。 【答案】　C 【題后歸納】　“22.4 L/m

8、ol”使用的2個要素 (1)1個條件：必須為標準狀況。非標準狀況下，1 mol氣體的體積不一定是22.4 L。因此在使用氣體摩爾體積時，一定要看清氣體所處的狀況。 (2)1種狀態(tài)：必須為氣體。如水、酒精、CCl4等物質(zhì)在標準狀況下不是氣體。 題組2　以物質(zhì)的量為核心的計算 3．設NA為阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述正確的是(　　) A．常溫常壓下，11.2 L CO2所含原子數(shù)為1.5NA B．常溫常壓下，48 g O3含有的氧原子數(shù)為3NA C．標準狀況下，22.4 L H2中所含原子數(shù)為NA D．標準狀況下，1 L H2O所含分子數(shù)為NA/22.4 【解析】　A項，常溫常壓下，

9、11.2 L CO2的物質(zhì)的量不是0.5 mol，所含的原子數(shù)不是1.5NA；C項，22.4 L H2含有的原子數(shù)為2NA；D項，標況下，H2O為液態(tài)不是氣態(tài)。 【答案】　B 4．(1)標準狀況下，44.8 L H2的質(zhì)量約為________ g。 (2)標準狀況下，3.01×1023個氧氣分子所占的體積約為________L。 (3)標準狀況下，33.6 L氧氣所含的氧分子數(shù)約為________個。 (4)標準狀況下，16 g氧氣和42 g N2的混合氣體的體積約為________ L。 【解析】　(1)44.8 L H2的物質(zhì)的量為＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·

10、mol－1＝4 g。 (2)n(O2)＝＝0.5 mol， V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。 (3)n(O2)＝＝1.5 mol， N(O2)＝1.5×6.02×1023＝9.03×1023。 (4)n(O2)＝＝0.5 mol， n(N2)＝＝1.5 mol，故混合氣體的體積約為(0.5＋1.5) mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。 【答案】　(1)4　(2)11.2　(3)9.03×1023 (4)44.8 5．現(xiàn)有m g某氣體，它由雙原子分子構(gòu)成，它的摩爾質(zhì)量為M g/mol。若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則： (1

11、)該氣體的物質(zhì)的量為________mol。 (2)該氣體所含原子總數(shù)為________個。 (3)該氣體在標準狀況下的體積為________L。 (4)該氣體在標準狀況下的密度為________g/L。 【解析】　(1)由n＝m/M可求。(2)由物質(zhì)的量可求得該氣體的分子數(shù)，進一步可求得原子數(shù)。(3)由V＝n·Vm可求得該氣體在標準狀況下的體積。(4)由質(zhì)量和已求得的標準狀況下的體積可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度。 【答案】　(1)m/M　(2)2mNA/M　(3)22.4m/M (4)M/22.4 阿伏加德羅定律及其推論 [探究·升華] [思考探究] 阿伏

12、加德羅定律及推論 (1)同溫同壓下，1 L H2與1 L CO2含有的分子數(shù)相同嗎？ 【提示】　相同。 (2)同溫同壓下，相同質(zhì)量的H2和O2所占的體積相同嗎？其體積比是多少？ 【提示】　不相同。其體積比為∶＝16∶1。 (3)相同溫度下，向相同容積的密閉容器中分別充入1 mol H2和2 mol O2，容器中氣體的壓強比是多少？ 【提示】　同溫同容下，氣體的壓強比等于氣體的物質(zhì)的量之比，即容器中氣體的壓強比為1∶2。 (4)同溫同壓下，H2和O2的密度之比為多少？ 【提示】?。剑?。 [認知升華] 升華1　阿伏加德羅定律 同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子

13、(或氣體的物質(zhì)的量相同)。 升華2　阿伏加德羅定律的推論 相同 條件 結(jié)論 公式 語言表達 T、p 相同 ＝ 同溫、同壓下，氣體的體積與物質(zhì)的量成正比 T、V 相同 ＝ 同溫、同體積的氣體，其壓強與物質(zhì)的量成正比 T、p 相同 ＝ 同溫、同壓下，氣體的密度與其相對分子質(zhì)量成正比 【特別提醒】(1)阿伏加德羅定律及其推論的適用范圍是單一氣體或混合氣體。 (2) “三同定一同”：即溫度、壓強、氣體體積、氣體分子數(shù)四個量中其中三個量相同的任何氣體，另一個量也相同。 (3)氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例。 [題組·沖關(guān)] 1．在容積相同的兩個密閉容

14、器中分別充滿氣體O2、O3，當這兩個容器內(nèi)溫度和壓強相等時，下列說法正確的是(　　) A．兩種氣體的物質(zhì)的量不相等 B．兩種氣體的質(zhì)量相等 C．兩種氣體所含的原子數(shù)目相等 D．兩種氣體的分子數(shù)目相等 【解析】　等溫等壓等體積的氣體具有相等的物質(zhì)的量和分子數(shù)，A錯誤，D正確；因其摩爾質(zhì)量不相等，故其質(zhì)量不相等，B錯誤；因分子的組成不相同，在分子數(shù)相同的前提下，其原子數(shù)是不相同的，C錯誤。 【答案】　D 2．下列敘述正確的是(　　) A．同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，其物質(zhì)的量必然相等 B．任何條件下，等物質(zhì)的量的氧氣和一氧化碳所含的分子數(shù)必然相等 C．1 L一氧化碳氣體一定比

15、1 L氧氣的質(zhì)量小 D．同溫同壓下，等體積的物質(zhì)所含的分子數(shù)一定相等 【解析】　具有相同物質(zhì)的量的兩種由分子構(gòu)成的物質(zhì)具有相同的分子數(shù)。因溫度、壓強不能確定，故1 L CO和1 L O2的物質(zhì)的量大小也不能確定，即二者的質(zhì)量大小無法比較。 【答案】　B 3．在同溫同壓下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它們所含的原子總數(shù)相等，則兩個容器的體積之比是(　　) A．2∶1　　 B．1∶2 C．2∶3 D．1∶3 【解析】　同溫同壓下，兩種氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。根據(jù)題意：n(H2)×2＝n(NH3)×4，則V(H2)×2＝V(NH3)×4，故V(H2)∶V(NH3)＝2∶1。 【答案】　A 【題后反思】　使用阿伏加德羅定律的三個易錯點 易錯點一　適用范圍：任何氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體。 易錯點二　定律中的同溫同壓，不一定指在標準狀況下；氣體摩爾體積為22.4 L·mol－1只是一種特殊情況。 易錯點三　定律中包含四同(同溫、同壓、同體積、同物質(zhì)的量)，只要其中有任意三個相同，則必有第四個相同，即“三同定一同”；若只有兩個相同，則另外兩個必定成比例，即“二同定比例”。