学年高中化学江苏专版必修一讲义专题1 第一单元 第三课时 物质的聚集状态 Word版含答案.docx
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学年高中化学江苏专版必修一讲义专题1第一单元第三课时物质的聚集状态Word版含答案
第三课时 物质的聚集状态
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[课标要求]
1．了解不同状态下物质的结构与性质。
2．理解气体摩尔体积的概念。
3．掌握有关气体摩尔体积的计算。
4．理解阿伏加德罗定律及其推论。
1．决定物质体积大小的因素有微粒的数目、微粒的大小及微粒间的距离。
其中，气体微粒间的距离远大于微粒本身的大小。
2．单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积，用Vm表示，在0℃和
101kPa条件下，即标准状况下，Vm＝22.4L·mol－1。
3．V、Vm、n之间的关系：
V＝n·Vm。
4．阿伏加德罗定律是指在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体
都具有相同的体积。
1．物质的聚集状态
（1）宏观物质的聚集状态，如：
气态、液态、固态，固态可分为晶体（如氯化钠、纯碱等）和非晶态物质（如石蜡、玻璃等）。
（2）从微观上考察，物质是原子、分子或离子的聚集体。
2．决定物质体积的因素
在温度和压强一定时，决定物质体积大小的因素：
微粒的数目、微粒的大小、微粒之间的距离。
1．某校化学兴趣小组的同学为探究不同状态下物质的结构与性质，通过查阅资料，得到下表中的相关数据。
（说明：
固体、液体密度均为293K时的测定值，气体密度为1.0×105Pa、273K时的测定值）
根据以下数据，计算1mol这些物质的体积，并将计算结果填入表中。
物质
密度
1mol物质的体积
Al
26.98
2.70g·cm－3
①________
Fe
55.85
7.86g·cm－3
②________
H2O
18.02
0.998g·cm－3
③________
C2H5OH
46.07
0.789g·cm－3
④________
H2
2.016
0.0899g·L－1
⑤________
N2
28.02
1.25g·L－1
⑥________
CO
28.01
1.25g·L－1
⑦________
提示：
①10.0cm3 ②7.10cm3 ③18.1cm3
④58.4cm3 ⑤22.4L ⑥22.4L ⑦22.4L
2．结合影响物质体积大小的因素分析，一定温度和压强下，为何1mol不同气体体积大致相同？
提示：
（1）
（2）当温度、压强一定时，气体中微粒间的距离近似相等，故在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
1．1mol任何物质中的微粒数目都是相同的，即约为6.02×1023。
因此，1mol物质的体积大小主要取决于构成物质的微粒的大小和微粒之间的距离。
2．固态或液态物质中微粒之间的距离是非常小的，1mol固态或液态物质的体积主要取决于微粒的大小，不同的固态或液态物质中微粒的大小不同，因此，1mol不同的固态或液态物质的体积是不同的。
3．对于气体来说，微粒之间的距离远大于微粒本身的直径，1mol气体的体积主要取决于微粒之间的距离。
而气体分子之间的距离受温度和压强等外界条件影响，在同温同压下，任何气体微粒之间的距离可以看成是相等的，因此1mol任何气体都具有相同的体积。
4．等物质的量的固体或液体的体积无规律；同温同压等物质的量的气体的体积基本相同。
1．下列四种因素：
①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是（ ）
A．②③④ B．②④
C．①③④D．①②④
解析：
选D 气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。
2．同温同压下，两种气体的体积如果不同，请你推测其主要原因是（ ）
A．气体分子的大小不同
B．气体分子的物质的量不同
C．气体分子的化学性质不同
D．气体分子间的距离不同
解析：
选B 气体的体积取决于分子间的距离和气体分子的数目（气体分子的数目与气体的物质的量成正比），而不是气体分子本身的大小。
当温度和压强确定后，气体分子间的距离就确定了，所以此时气体体积的大小只决定于气体的物质的量，气体体积不同，说明气体的物质的量不同。
1．概念：
单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。
2．单位：
L·mol－1或m3·mol－1。
3．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4_L·mol－1。
4．计算：
气体的物质的量（n）、体积（V）与气体摩尔体积（Vm）之间的关系V＝n·Vm。
[特别提醒]
（1）气体摩尔体积只适用于气体，非气体不研究摩尔体积，要注意物质的状态。
（2）标准状况下气体摩尔体积一定是Vm＝22.4L·mol－1，非标准状况下的气体不一定等于22.4L·mol－1。
（3）22.4只是个约数，不是准确值。
1．标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L吗？
提示：
不是。
物质的状态有气体、固体或液体，在标准状况下，1mol气体的体积约为22.4L，而1mol固体或液体的体积均不是22.4L。
2．当1mol气体的体积为22.4L时，能否说明该气体一定处于标准状况下？
提示：
不能。
标准状况下，1mol气体的体积均约为22.4L，但1mol气体的体积为22.4L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度（气体膨胀）、增大压强（压缩气体），也能使1mol气体的体积变为22.4L。
3．气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？
提示：
气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
如标准状况下0.2molH2和0.8molO2的混合气体约为22.4L。
1．气体摩尔体积的适用条件
（1）标准状况（0℃、1.01×105Pa）。
（2）物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4L·mol－1进行计算。
（3）气体可以是单一气体也可以是混合气体。
2．标准状况下，气体摩尔体积的相关计算
①气体的物质的量n＝
。
②气体的密度ρ＝
＝
＝
。
③气体的分子数N＝n·NA＝
·NA。
④气体的质量m＝n·M＝
·M。
1．下列说法正确的是（ ）
A．1molH2的体积约为22.4L
B．标准状况下，1molH2O占有的体积为22.4L
C．标准状况下，任何气体的气体摩尔体积约为22.4L·mol－1
D．只要不是标准状况，1mol气体的体积就不是22.4L
解析：
选C 使用气体摩尔体积一定要看清条件，在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，A项错误，C项正确；在标准状况下，H2O的状态不是气态，不能使用22.4L·mol－1作判断，B项错误；在非标准状况下，1mol气体的体积可能是22.4L，也可能不是22.4L，D项错误。
2．下列说法正确的是（ ）
①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4L；②0.5molH2所占体积为11.2L；③标准状况下，1mol酒精的体积为22.4L；④标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L；⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4L·mol－1；⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同
A．①③⑤ B．④⑥
C．③④⑥D．①④⑥
解析：
选B ①中6.02×1023个分子在标准状况下所占体积不一定是22.4L，因为这1mol分子不一定是气体；②中没有指明气体所处状况，因此，0.5molH2的体积不一定是11.2L；③中的酒精在标准状况下不是气体，错误；④中是混合气体，N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，28gN2与CO的混合气体在标准状况下体积约为22.4L；气体摩尔体积在标准状况下才是22.4L·mol－1，故⑤错。
3．某气态氧化物的化学式为R2O3，在标准状况下7.6g该氧化物的体积是2240mL，则此氧化物的摩尔质量是________，R的相对原子质量是________。
解析：
由m＝n·M得M＝
＝
＝76g·mol－1；R2O3的相对分子质量为76，所以R的相对原子质量为
＝14。
答案：
76g·mol－1 14
4．14gFe与足量稀盐酸混合充分反应，消耗HCl的质量是多少？
生成FeCl2的物质的量为多少？
标准状况下最多可以收集到气体的体积为多少？
解析：
Fe＋2HCl===FeCl2 ＋ H2↑
56g 2×36.5g1mol 22.4L
14g m（HCl） n（FeCl2） V（H2）
m（HCl）＝
＝18.25g
n（FeCl2）＝
＝0.25mol
V（H2）＝
＝5.6L
答案：
消耗18.25gHCl，生成0.25molFeCl2，最多可收集到5.6LH2
[方法技巧]
根据化学方程式进行计算时，只要注意化学计量数，并使上下（同一物质）单位相同，左右（两种物质）量相对应，都可以列出比例式，直接求解，如：
Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑
微粒数 1 1 1 1
质量65g98g161g2g
物质的量1mol1mol1mol1mol
65g1mol1mol2g
1mol1mol1mol22.4L
65g98g161g22.4L
1．阿伏加德罗定律——“三同定一同”
在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2．阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
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
＝
温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比
n、T相同
＝
物质的量相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比
T、p
相同
＝
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比
T、p、V
相同
＝
同温、同压下，体积相同的气体，
其摩尔质量与质量成正比
1．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：
选B 只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等。
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。
2．标准状况下，两个容积相等的贮气瓶，一个装有O2，另一个装有CO，则两瓶气体具有相同的（ ）
A．质量 B．原子总数
C．密度D．分子数
解析：
选BD 两瓶内的气体具有同温同压同体积的关系，由阿伏加德罗定律可知，两瓶内气体的分子数相同，即物质的量相等。
又由于O2的摩尔质量与CO的摩尔质量不同，故两者的质量和密度不相等。
O2与CO分子均为双原子分子，故等物质的量的O2和CO所含分子总数、原子总数均相同。
[方法技巧]
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”。
[三级训练·节节过关]
1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是（ ）
A．粒子大小不同 B．粒子质量不同
C．粒子间距离不同D．粒子的状态不同
解析：
选A 决定固体或液体体积的主要因素是微粒的数目和微粒的大小。
2．下列说法正确的是（ ）
A．标准状况下，22.4L任何气体都约含有6.02×1023个分子
B．含1mol氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2L
C．常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NA
D．标准状况下，11.2L蔗糖含有的分子数为0.5NA
解析：
选A 使用气体摩尔体积时一定要看清条件，在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，A项正确；B项中，氦气为单原子分子，1mol体积应为22.4L；C项不是标准状况；D项，在标准状况下，蔗糖的状态不是气体。
3．下列说法正确的是（ ）
A．常温常压下，22.4LCO2中含有NA个CO2分子
B．标准状况下，4.48LCO含有0.2NA个分子
C．22.4LCl2中含有NA个Cl2分子
D．标准状况下，1.12LO2和1.12LCO2均含0.1NA个氧原子
解析：
选BD A项，常温常压下，22.4LCO2的物质的量不是1mol；B项，标准状况下，4.48LCO的物质的量为
＝0.2mol，含有0.2NA个分子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12L气体物质的量为0.05mol，一分子O2和CO2中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。
4．在标准状况下，4gH2、11.2LO2、1molH2O中，所含分子数最多的是________，含原子数最多的是__________，质量最大的是________，体积最小的是________。
解析：
H2
O2
H2O
物质的量
2mol
0.5mol
1mol
分子数
2NA
0.5NA
NA
原子数
4NA
NA
3NA
质量
4g
16g
18g
体积
44.8L
11.2L
（液体）
答案：
H2 H2 H2O H2O
一、单项选择题
1．下列有关气体体积的叙述中，正确的是（ ）
A．一定温度和压强下，各种气态物质的体积的大小，由构成气体的分子大小决定
B．一定温度和压强下，各种气态物质的体积的大小，由构成气体的分子数决定
C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同
D．气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L
解析：
选B 在一定的温度、压强下，气体的体积取决于微粒数目的多少，A错误，B正确；若状态不同，气体的体积大小和分子数多少不能判断，C错误；标准状况下的气体摩尔体积是22.4L·mol－1，若不在标准状况下，1mol气体所占的体积可能不是22.4L，D错误。
2．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是（ ）
解析：
选D 等质量时，摩尔质量最小的CH4的物质的量最大，同温同压下气体体积最大。
3．在标准状况下，某气体密度为1.25g·L－1，则该气体的相对分子质量为（ ）
A．12.5 B．14
C．28D．30
解析：
选C 相对分子质量数值上等于其摩尔质量，摩尔质量等于1mol该气体的质量，1mol气体体积此时为Vm＝22.4L·mol－1，M＝1.25g·L－1×22.4L·mol－1＝28g·mol－1，所以Mr＝28。
4．同温同压下，下列有关比较等质量的二氧化硫气体和二氧化碳气体的叙述中正确的是（ ）
A．密度比为16∶11B．密度比为11∶16
C．体积比为1∶1D．体积比为16∶11
解析：
选A SO2与CO2的体积比等于其物质的量之比，等质量时，物质的量之比等于其摩尔质量的反比，即为相对分子质量的反比：
44∶64＝11∶16，同温同压下，密度比为相对分子质量之比：
64∶44＝16∶11。
5．标准状况下，同质量的气体A和B，已知B的体积大于A，则它们的摩尔质量的关系是（ ）
A．MA＝MBB．MA>MB
C．MA解析：
选B 在同温同压下气体体积之比等于物质的量之比，同条件下，气体体积大，气体的分子数多，物质的量大，由m＝n·M知，M＝m/n，质量一定时，n越大，摩尔质量M越小，即MA>MB。
二、不定项选择题
6．下列说法正确的是（ ）
A．1molCO和1molN2所含分子数相等，质量相等，它们所占的体积也相等
B．22.4LH2和71gCl2恰好反应生成2molHCl
C．非标准状况下，1mol任何气体的体积一定不是22.4L
D．1molHCl在标准状况下的体积约是22.4L
解析：
选D A项中，分子数、质量相等，但是没有指明是同温、同压条件下，气体的体积不一定相等；B项中，22.4LH2不一定是1mol，所以不一定恰好反应；C项中，非标准状况下，1mol气体的体积可能是22.4L；D项中，HCl在标准状况下体积约为22.4L，正确。
7．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1molNaCl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的物质的量为2mol
解析：
选D A项没有指明条件，无法判断；B项，气体摩尔体积的单位应是L·mol－1；C项，标准状况下，NaCl不是气态，它的体积远小于22.4L；D项，标准状况下，22.4L由N2、N2O组成的混合气体的物质的量为1mol，又因为每个分子中都含有2个氮原子，因此所含有的N的物质的量为2mol。
8．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值）（ ）
A．在常温常压下，11.2LN2含有的分子数为NA
B．标准状况下，4gH2所占的体积约是44.8L
C．32gO2在标准状况下所占的体积约为22.4L
D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
解析：
选BC A项为非标准状况下的体积，11.2LN2含有的分子数小于NA；B中，4gH2在标准状况下体积为44.8L；32gO2的物质的量为1mol在标准状况下所占的体积约为22.4L；D项中气体所含分子数相同，但原子数不一定相同。
三、非选择题
9．某气体由双原子分子构成，它的摩尔质量为Mg·mol－1，该气体有mg，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：
（1）该气体的物质的量为________mol；
（2）该气体在标准状况下的体积为________L；
（3）该气体所含原子总数为________个。
答案：
（1）
（2）
（3）
10．
（1）质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，其分子数之比为________；氧原子数之比为________；相同条件下的体积之比为________。
（2）标准状况下，1.7gNH3的体积为________L，它与标准状况下________LH2S含有相同数目的H。
（3）某气态氧化物的化学式为RO2。
标准状况下，1.28g该氧化物的体积为448mL，则该氧化物的摩尔质量为________，R的相对原子质量为__________。
解析：
（1）三种气体的质量之比为16∶7∶6，其物质的量之比为
∶
∶
＝5∶5∶4，即分子数之比为5∶5∶4，相同条件下的体积之比为5∶5∶4，氧原子数之比为10∶5∶4。
（2）1.7gNH3的物质的量为
＝0.1mol，标准状况下的体积为0.1mol×22.4L·mol－1＝2.24L,1.7gNH3中含有0.3molH，与0.15molH2S含有相同数目的H，则标准状况下0.15molH2S的体积为0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L。
（3）标准状况下，1.28g该氧化物的体积为448mL，其物质的量为
＝0.02mol，摩尔质量为1.28g÷0.02mol＝64g·mol－1，则R的相对原子质量为64－16×2＝32。
答案：
（1）5∶5∶4 10∶5∶4 5∶5∶4
（2）2.24 3.36
（3）64g·mol－1 32
一、单项选择题
1．下列叙述正确的是（ ）
A．1mol任何气体的体积都约为22.4L
B．1mol任何物质在标准状况下所占的体积都约是22.4L
C．标准状况下，1molO2所占的体积约是22.4L
D．标准状况下，22.4L气体的物质的量不一定是1mol
解析：
选C A项中未指明气体所处状况，不能判断；B项未指明物质的状态，不能判断；C项中1molO2在标准状况下的体积约为22.4L；D项，标准状况下22.4L气体的物质的量为1mol。
2．在标准状况下，下列物质占体积最大的是（ ）
A．98gH2SO4B．6.02×1023个N2分子
C．44.8LHClD．6gH2
解析：
选D A为1molH2SO4，B为1molN2，C为2molHCl，D为3molH2，在标准状况下1molH2SO4的体积远远小于1mol气体的体积，而对于相同状况下的气体，其物质的量越大，所占体积越大。
3．设阿伏加德罗常数的数值为NA，标准状况下mgO2和N2的混合气体含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积应是（ ）
A.
LB.
L
C.
LD.
L
解析：
选A 设O2与N2的平均摩尔质量为M，由题意得m/M×NA＝b，M＝mNA/b，ng该混合气体的物质的量为n/M＝nb/mNA，在标准状况下的体积为22.4nb/mNA（L）。
4．同温同压下，具有相同体积的任何气体中含有的分子数相同。
在一定温度和压强下，10体积气体A2跟30体积气体B2化合生成20体积某气体C，则气体C的化学式为（ ）
A．ABB．A2B
C．AB3D．AB2
解析：
选C 根据阿伏加德罗定律，A2、B2、C三种气体在该反应中的物质的量之比是1∶3∶2。
假设反应前1molA2（含2molA）、3molB2（含6molB），反应后生成2molC（总共含有2molA和6molB），那么根据质量守恒定律，1molC中含有1molA和3molB，即1个C分子中含有1个A原子和3个B原子，C的化学式即是AB3。
5．在同温同压下，某集气瓶充满O2时为116g，充满CO2时为122g，充满气体A时为114g，则A的相对分子质量为（ ）
A．44B．32
C．28D．17
解析：
选C 设空瓶质量为m。
据同温同压下相同体积的气体具有相同的物质的量，得
＝
＝
得m＝100g，MA＝28g·mol－1。
二、不定项选择题
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