版高中化学人教版必修1教案第1章 第2节 课时2 气体摩尔体积 含答案.docx

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版高中化学人教版必修1教案第1章第2节课时2气体摩尔体积含答案

课时2　气体摩尔体积

1．了解气体摩尔体积的含义。

2．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。

（重点）

3．理解阿伏加德罗定律及其推论。

（难点）

气体摩尔体积

[基础·初探]

教材整理1　物质体积大小的影响因素

决定物质体积大小的因素有粒子数目、粒子的大小、粒子间距。

1．固体、液体

固体、液体取决于1mol固体或液体的体积不同

2．气体

1mol气体的体积大致相等

教材整理2　气体摩尔体积　

1.

2．影响因素：

气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。

温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。

[探究·升华]

[思考探究]

探究1　

标准状况时的气体摩尔体积示意图如右图。

同时还知道：

①在0℃和101kPa（标准状况）的条件下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。

②在25℃和101kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.5L·mol－1。

又查阅资料知道：

③在0℃和202kPa的条件下，气体摩尔体积约为11.2L·mol－1。

④在273℃和202kPa时，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1。

问题思考：

（1）据①和②，判断气体体积与温度是什么关系？

【提示】　压强和物质的量一定时，温度越高，体积越大，即气体体积与温度成正比。

（2）据①和③，判断气体的体积与压强是什么关系？

【提示】　温度和物质的量一定时，压强越大，体积越小，即气体体积与压强成反比。

（3）据①和④，判断气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，一定是标准状况下的吗？

【提示】　不一定。

同时改变温度和压强，气体摩尔体积仍可能保持不变。

如：

升高温度的同时增加压强。

（4）据①②③④知，使用气体摩尔体积为22.4L·mol－1时要注意什么？

【提示】　a．使用对象必须是气体；b.使用条件：

标准状况。

（5）在标准状况下，混合气体的摩尔体积也是22.4L·mol－1吗？

【提示】　是。

探究2　以物质的量为核心的计算

（1）在标准状况下，3.36LCO2的物质的量为多少？

含有CO2的分子数为多少？

【提示】　n（CO2）＝＝0.15mol，

N（CO2）＝0.15mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022。

（2）标准状况下，56gN2的体积为多少？

【提示】　n（N2）＝＝2mol，

V（N2）＝2mol×22.4L·mol－1＝44.8L。

（3）标准状况下，16gA2气体的体积为11.2L，则A2的相对分子质量为多少？

【提示】　n（A2）＝＝0.5mol，

M（A2）＝＝32g·mol－1，

故A2的相对分子质量为32。

[认知升华]

升华1　标准状况下气体摩尔体积的涵义

（1）状态：

气体（单一气体或混合气体）。

（2）条件：

标准状况（0℃、1.01×105Pa）。

（3）定量：

1mol。

（4）数值：

约22.4，非精确值。

（5）表示：

Vm≈22.4L/mol。

（6）气体摩尔体积为22.4L/mol时也可能是非标况。

升华2　标准状况下，气体物理量的计算

利用公式n＝＝＝（标准状况）进行换算。

（1）气体物质的量与体积：

n＝。

（2）气体的摩尔质量：

M＝Vm·ρ＝ρ标×22.4L/mol。

（3）气体的分子数与体积：

N＝n·NA＝·NA。

（4）气体质量与体积：

m＝n·M＝·M＝ρ标·V。

[题组·冲关]

题组1　气体摩尔体积的有关概念及基本计算

1．下列说法中正确的是（　　）

A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22.4L

B．H2的气体摩尔体积约为22.4L

C．在标准状况下，1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4L

D．在标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2mol

【解析】　气体体积受温度、压强的影响，这里未指明温度、压强，故A错；气体摩尔体积的单位为L·mol－1，故B错；标准状况下，水为液态，不适用于气体摩尔体积，故C错；标准状况下，22.4L混合气体中，分子总数也为1mol，故D对。

【答案】　D

2．下列说法不正确的是（　　）

【95432014】

A．标准状况下，22.4L任何气体的物质的量均为1mol

B．0.1molH2、0.2molO2、0.3molN2和0.4molCO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L

C．常温下，1mol任何气体的体积一定大于22.4L

D．任何状况下1molCO2和18gH2O所含的分子数和原子数都相等

【解析】　C项，压强不确定，所以不能与22.4L作比较。

【答案】　C

【题后归纳】　“22.4L/mol”使用的2个要素

（1）1个条件：

必须为标准状况。

非标准状况下，1mol气体的体积不一定是22.4L。

因此在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状况。

（2）1种状态：

必须为气体。

如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。

题组2　以物质的量为核心的计算

3．设NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（　　）

A．常温常压下，11.2LCO2所含原子数为1.5NA

B．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NA

C．标准状况下，22.4LH2中所含原子数为NA

D．标准状况下，1LH2O所含分子数为NA/22.4

【解析】　A项，常温常压下，11.2LCO2的物质的量不是0.5mol，所含的原子数不是1.5NA；C项，22.4LH2含有的原子数为2NA；D项，标况下，H2O为液态不是气态。

【答案】　B

4．

（1）标准状况下，44.8LH2的质量约为________g。

（2）标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________L。

（3）标准状况下，33.6L氧气所含的氧分子数约为________个。

（4）标准状况下，16g氧气和42gN2的混合气体的体积约为________L。

【解析】　

（1）44.8LH2的物质的量为＝2mol，m（H2）＝2mol×2g·mol－1＝4g。

（2）n（O2）＝＝0.5mol，

V（O2）＝0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L。

（3）n（O2）＝＝1.5mol，

N（O2）＝1.5×6.02×1023＝9.03×1023。

（4）n（O2）＝＝0.5mol，

n（N2）＝＝1.5mol，故混合气体的体积约为（0.5＋1.5）mol×22.4L·mol－1＝44.8L。

【答案】　

（1）4　

（2）11.2　（3）9.03×1023

（4）44.8

5．现有mg某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg/mol。

若阿伏加德罗常数用NA表示，则：

【95432015】

（1）该气体的物质的量为________mol。

（2）该气体所含原子总数为________个。

（3）该气体在标准状况下的体积为________L。

（4）该气体在标准状况下的密度为________g/L。

【解析】　

（1）由n＝m/M可求。

（2）由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。

（3）由V＝n·Vm可求得该气体在标准状况下的体积。

（4）由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，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

阿伏加德罗定律及其推论

[探究·升华]

[思考探究]

阿伏加德罗定律及推论

（1）同温同压下，1LH2与1LCO2含有的分子数相同吗？

【提示】　相同。

（2）同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积相同吗？

其体积比是多少？

【提示】　不相同。

其体积比为∶＝16∶1。

（3）相同温度下，向相同容积的密闭容器中分别充入1molH2和2molO2，容器中气体的压强比是多少？

【提示】　同温同容下，气体的压强比等于气体的物质的量之比，即容器中气体的压强比为1∶2。

（4）同温同压下，H2和O2的密度之比为多少？

【提示】　＝＝。

[认知升华]

升华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（或气体的物质的量相同）。

升华2　阿伏加德罗定律的推论

相同

条件

结论

公式

语言表达

T、p

相同

＝

同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比

T、V

相同

＝

同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比

T、p

相同

＝

同温、同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比

【特别提醒】

（1）阿伏加德罗定律及其推论的适用范围是单一气体或混合气体。

（2）“三同定一同”：

即温度、压强、气体体积、气体分子数四个量中其中三个量相同的任何气体，另一个量也相同。

（3）气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。

[题组·冲关]

1．在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3，当这两个容器内温度和压强相等时，下列说法正确的是（　　）

【95432016】

A．两种气体的物质的量不相等

B．两种气体的质量相等

C．两种气体所含的原子数目相等

D．两种气体的分子数目相等

【解析】　等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数，A错误，D正确；因其摩尔质量不相等，故其质量不相等，B错误；因分子的组成不相同，在分子数相同的前提下，其原子数是不相同的，C错误。

【答案】　D

2．下列叙述正确的是（　　）

A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等

B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等

【解析】　具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。

因温度、压强不能确定，故1LCO和1LO2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法比较。

【答案】　B

3．在同温同压下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它们所含的原子总数相等，则两个容器的体积之比是（　　）

【95432017】

A．2∶1　　B．1∶2

C．2∶3D．1∶3

【解析】　同温同压下，两种气体的体积之比等于物质的量之比。

根据题意：

n（H2）×2＝n（NH3）×4，则V（H2）×2＝V（NH3）×4，故V（H2）∶V（NH3）＝2∶1。

【答案】　A

【题后反思】　使用阿伏加德罗定律的三个易错点

易错点一　适用范围：

任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。

易错点二　定律中的同温同压，不一定指在标准状况下；气体摩尔体积为22.4L·mol－1只是一种特殊情况。

易错点三　定律中包含四同同温、同压、同体积、同物质的量，只要其中有任意三个相同，则必有第四个相同，即“三同定一同”；若只有两个相同，则另外两个必定成比例，即“二同定比例”。

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