資源簡介

1.2 第2課時　氣體摩爾體積
【學習目標】
1.從微觀角度認識影響氣體體積的主要因素,掌握氣體摩爾體積的含義,掌握物質的量、物質的粒子數、物質的質量、氣體體積之間的換算。
2.通過分析物質體積大小的影響因素,加強對宏觀與微觀的聯系,培養對抽象問題的分析、歸納、推理和總結的能力。
【合作探究】
【學習情境】
10個乒乓球與20個乒乓球都采用緊密堆積,誰的體積大 10個乒乓球與10個籃球都采用緊密堆積,誰的體積大 同樣10個乒乓球,一組每個球之間保留5cm的距離,另一組每個球之間保留10cm的距離,哪一組的體積大
任務1　探究影響物質體積的因素
【新知生成】
一、物質的聚集狀態與微觀結構
物質的 聚集狀態 微觀結構 微粒的運動方式 宏觀性質
固態 微粒排列　　　, 微粒間隙　　　 在固定的位置上　　　 有固定的形狀,幾乎不能被壓縮
液態 微粒排列　　　, 微粒間隙　　　 可以　　　　　　 沒有固定的形狀,不易被壓縮
氣態 微粒間距　　　 可以　　　 　　　　 　　　　
二、影響物質體積的因素
1.在溫度和壓強一定時,物質體積與物質所含微粒的數目、微粒的　　　　、微粒之間的　　　　有關。
2.1mol固態物質或液態物質的體積往往是　　　　　　的。
3.當溫度和壓強一定時,任何具有相同微粒數目的氣體都具有大致　　　　的體積。
【答案】一、緊密　很小　振動　較緊密　較小　自由移動　較大　自由移動　沒有固定的形狀,容易被壓縮
二、1.大小　距離　2.不同　3.相同
【核心突破】
典例1　計算下表中1mol不同物質的體積。(固體、液體密度均為293K時的測定值,氣體密度為101kPa、273K時的測定值)
物質 摩爾質量/(g·mol-1) 密度 1mol物質的體積
Al 26.98 2.70g·cm-3
Fe 55.85 7.86g·cm-3
H2O 18.02 0.998g·cm-3
C2H5OH 46.07 0.789g·cm-3
H2 2.016 0.0899g·L-1
O2 32.00 1.429g·L-1
CO2 28.01 1.25g·L-1
　　【答案】9.99cm3　7.1cm3　18.1cm3　58.4cm3　22.4L　22.4L　22.4L
歸納總結
訓練1　下列說法正確的是 (　　)。
A.1mol固體或液體的體積主要由微粒間距離決定
B.1mol氣體的體積主要由微粒的大小決定
C.1mol 氧氣的體積約為22.4L
D.氣體微粒間的距離受溫度、壓強影響大,固體或液體微粒間的距離受溫度、壓強影響小
【答案】D
【解析】1mol固體或液體的體積主要由微粒的大小決定,A項錯誤;1mol氣體的體積主要由微粒間距離決定,B項錯誤;沒有限定溫度和壓強,1mol氧氣的體積無法確定,C項錯誤;溫度、壓強影響微粒間距,氣體微粒間距受溫度、壓強影響大,固體或液體微粒間距受溫度、壓強影響小,D項正確。
訓練2　同溫同壓下,下列關于氫氣和氧氣的敘述中,正確的是(　　)。
①等體積的氫氣和氧氣所含的分子數相等
②氫分子間的平均距離和氧分子間的平均距離幾乎是相等的
③氫分子與氧分子大小相同
④氫分子和氧分子本身的大小對氣體體積的影響可以忽略不計
A.①②③ B.①②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】同溫同壓下,1 mol氣體的體積大致相等,則等體積的氫氣和氧氣所含的分子數相等,①正確;氣體分子間的距離主要受溫度和壓強的影響,同溫同壓下氫分子間的平均距離和氧分子間的平均距離幾乎是相等的,②正確;氫原子和氧原子大小不同,故氫分子與氧分子大小也是不相同的,③錯誤;對于氣體來說,粒子之間的距離遠遠大于粒子本身的直徑,故氫分子和氧分子本身的大小對氣體體積的影響可以忽略不計,④正確。
任務2　認識“ 氣體摩爾體積”
【新知生成】
一、氣體摩爾體積
1.概念:單位物質的量的氣體所占的　　　　,符號為　　　　。
2.常用單位:　　　　。
3.應用:氣體的體積(V)=　　　　×氣體摩爾體積(Vm)
二、標準狀況下的氣體體積
1.標準狀況是指溫度為　　　　K、壓強為　　　　kPa的狀況。
2.標準狀況下,氣體摩爾體積約為　　　　L·mol-1。
3.標準狀況下,氣體的體積(V)≈物質的量(n)×　　　　。
【答案】一、1.體積　Vm　2.L·mol-1或m3·mol-1
3.物質的量(n)
二、1.273　101　2.22.4　3.22.4L·mol-1
【核心突破】
典例2　NA表示阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是(　　)。
①標準狀況下,6.02×1023個氣體分子所占的體積約為22.4 L。
②0.5 mol N2的體積約為11.2 L。
③標準狀況下,1 mol H2O的體積為22.4 L。
④常溫常壓下,28 g CO與N2的混合氣體所含原子數為2NA。
⑤任何氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L·mol-1。
⑥標準狀況下,體積相同的兩種氣體的分子數一定相同。
A.①③⑤　　B.④⑥　　C.③④⑥　　D.①④⑥
【答案】D
【解析】6.02×1023個氣體分子的物質的量為1 mol,標準狀況下的體積約是22.4 L,①正確;氮氣不一定處于標準狀況下,故0.5 mol N2的體積不一定為11.2 L,②錯誤;標準狀況下,水不是氣體,1 mol H2O的質量為18 g,其體積遠小于22.4 L,③錯誤;CO與N2的摩爾質量都是28 g·mol-1,28 g CO與N2的混合氣體的物質的量為1 mol,且均為雙原子分子,故混合氣體所含原子數為2NA,④正確;氣體摩爾體積不一定為22.4 L·mol-1,與溫度、壓強有關,⑤錯誤;相同條件下,氣體的體積相等,則氣體的物質的量相等,含有的分子數目相同,⑥正確。
典例3　設NA為阿伏加德羅常數的值,如果a g某氣態雙原子分子的分子數為p,則b g 該氣體在標準狀況下的體積V(L)是(　　)。
A. L B. L C. L D. L
【答案】D
【解析】a g雙原子分子的物質的量為 mol,雙原子分子的摩爾質量為 = g·mol-1,故b g氣體在標準狀況下的體積為×22.4 L·mol-1= L。
歸納總結
1.氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,如標準狀況下0.2mol H2與0.8mol N2組成的混合氣體的體積約為22.4L。
2.使用“22.4L·mol-1”時的注意事項:①條件:標準狀況;②物質狀態必須為氣態;③測量的物理量必須為體積。
訓練3　下列說法中正確的是(　　)。
A.在標準狀況下,1mol C2H5OH的體積約為22.4L
B.1mol H2所占的體積約為22.4L
C.在標準狀況下,28g CO和N2的混合物的體積約為22.4L
D.在標準狀況下,NA個分子所占的體積約為22.4L(NA為阿伏加德羅常數的值)
【答案】C
訓練4　草酸(分子式為H2C2O4,沸點:150℃)是生物體的一種代謝產物,廣泛分布于植物、動物和真菌體內。下列有關判斷不正確的是 (　　)。
A.草酸的摩爾質量是90g·mol-1
B.1mol草酸中約含有6.02×1023個分子
C.45g草酸中約含有1.204×1024個氧原子
D.1mol草酸在標準狀況下的體積約為22.4L
【答案】D
課堂小結
【隨堂檢測】
1.下列說法中正確的是(　　)。
A.一定條件下,N2的摩爾體積可能為 11.2L·mol-1
B.在標準狀況下,1mol N2的體積為 22.4L·mol-1
C.當1mol N2的體積為22.4L時,N2一定處于標準狀況下
D.在標準狀況下,乙醇的摩爾體積為 22.4L·mol-1
【答案】A
【解析】氣體的體積與溫度和壓強有關,一定條件下,N2的摩爾體積可能為11.2L·mol-1,A項正確;體積的單位是L,B項錯誤;氣體的體積與溫度和壓強兩個因素有關,1mol N2的體積為22.4L時不一定處于標準狀況下,C項錯誤;在標準狀況下乙醇不是氣體,D項錯誤。
2.下列各組物質中,分子數相同的是(　　)。
A.2 L SO2和2 L CO2
B.9 g水和標準狀況下11.2 L CO2
C.標準狀況下1 mol氧氣和22.4 L水
D.0.1 mol氫氣和2.24 L氯化氫氣體
【答案】B
【解析】沒有指明氣體所處的狀態,無法比較,A項不符合題意;9 g水即0.5 mol H2O,標準狀況下11.2 L CO2即0.5 mol CO2,二者的分子數相同,B項符合題意;標準狀況下,水不是氣體,22.4 L水的物質的量不是1 mol,C項不符合題意;沒有說明HCl氣體所處的狀態,無法比較,D項不符合題意。
3.下列說法正確的是(　　)。
A.同溫同壓下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質量之比
B.同溫同壓下,兩種氣體的物質的量之比等于密度之比
C.同溫同壓下,質量相同的兩種氣體的體積之比等于摩爾質量之比
D.同溫同體積下,兩種氣體的物質的量之比等于壓強之比
【答案】D
【解析】同溫同壓下,兩種氣體的體積之比等于其物質的量之比,A項錯誤;同溫同壓下,兩種氣體的物質的量之比等于其體積之比,也等于其分子數之比,B項錯誤;同溫同壓下,質量相同的兩種氣體的體積與其摩爾質量成反比,C項錯誤;同溫同體積下,兩種氣體的物質的量之比等于其壓強之比,D項正確。
4.(1)等物質的量的C2H4(乙烯)和C3H6(丙烯)兩種氣體中:
①所含的分子數目之比為　　　　;
②相同條件下體積之比為　　　　;
③所含的原子數目之比為　　　　;
④相同條件下的密度之比為　　　　。
(2)等質量的C2H4和C3H6中:
①所含的分子數目之比為　　　　;
②相同條件下體積之比為　　　　;
③所含的原子數目之比為　　　　;
④相同溫度和體積時,壓強之比為　　　　。
【答案】(1)①1∶1　②1∶1　③2∶3　④2∶3　(2)①3∶2　②3∶2　③1∶1　④3∶2
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