高一化学气体摩尔体积知识精讲

用心爱心专心高一化学气体摩尔体积【本讲主要内容】气体摩尔体积【知识掌握】【知识点精析】一.决定物质体积的因素：1.物质体积取决于三个因素微粒间的平均距离微粒本身大小微粒数目2.影响物质体积的因素：温度、压强（改变微粒的平均间距）3.液体、固体的体积：主要由微粒本身大小决定4.气体的体积：主要由微粒间的平均距离决定（分子间距分子直径）二.摩尔体积：1.摩尔体积：单位物质的量的物质占有的体积。即每摩尔物质占有的体积。2.决定摩尔体积的因素微粒间的平均距离微粒本身大小影响因素：温度和压强（改变分子间距）3.固态和液态物质的摩尔体积：主要由微粒本身大小决定。因此不同的固体或液体物质在同一条件下摩尔体积不同。4.气体的摩尔体积：单位物质的量的气体所占有的体积，即每摩尔气体物质占有的体积。用Vm表示单位：131molmmolL①由于气体分子间距远大于分子直径，气体摩尔体积主要由气体分子间距决定。②分子间距受温度和压强影响，因此必须说明所处的条件。一般常用的是标准状况下的气体摩尔体积：标况下，任何气体的摩尔体积都约为22.4L/mol。注意：①0℃，1个标准大气压（1atm，含101325Pa）为标准状况，若条件改变，气体摩尔体积相应也改变。②只适用于气态物质。③适用于纯净物气体，也适用于互不反应的气态混合物。原因：在标准状况下，不同气体分子间距是相等的。三.阿伏加德罗定律：（“四同”定律）1.内容：在相同的温度下和压强下，相同体积的气体中含有相同数目的分子。*注意：（1）只适用于气体物质，因为在相同的温度和压强下，不同气体的分子平均间距是相用心爱心专心等的，而分子本身直径因远小于分子的平均间距而忽略不计。固体和液体中分子的直径大于分子间距，体积大小主要由分子本身大小决定。（2）阿伏加德罗定律适用于任何温度和压强条件下，而标况下气体的摩尔体积22.4L/mol只适用于0℃，1atm时，只是阿伏加德罗定律的一个特定情况。（3）温度、压强、气体体积、气体分子数这四个量中只要任意三个量相同，第四个量必然相同。*介绍（课外知识）：对于理想气体，遵循克拉珀龙方程TRnVPP：气体的压强（Pa）V：气体的体积（m3）n：气体分子物质的量（mol）T：气体的热力学温度（K）R：热力学常数molkJ/3143.8从公式中可以得知，当P、V、n、T四个量中任意三个量相等时，第四个量必然相等。而标准状况时，气体的摩尔体积也可以从公式中得到证明，0℃，1atm时根据公式：LmPaKmolkJmolVKmolkJmolVPa4.220224.010132515.273/3143.8115.273/3143.8110132532.阿伏加德罗定律的推论：（1）在相同的温度和压强条件下，气体体积之比等于气体分子数之比，即气体物质的量之比212121NNnnVV证明：（一）气体体积决定于气体分子的平均间距，而同温同压条件下，不同气体分子的平均间距相等，因此气体分子数与气体体积成正比。（二）由克拉珀龙方程：TRnVPTRPVn因此：22221111TRPVnTRPVn由于2121TTPP21212211nnVVVnVn应用：①测定未知物质（气体）的分子式②求混合气体的平均分子量③根据气体的平均分子量求混合气体中气体的体积比（2）在相同的温度和压强下，气体的密度之比等于分子量之比，即摩尔质量之比1122MM应用：①利用相对密度法测定气体的分子量用心爱心专心相对密度122121MMDMMD②比较气体密度相对大小（3）相同的温度和相同体积时，气体的压强之比等于气体分子数之比，即气体物质的量之比212121NNnnPP证明：法一：由克拉珀龙方程TRnVPVTRnP由于温度（T），体积（V）相同，因此压强与分子数成正比法二：气体的压强是由于气体分子在运动时撞击容器壁产生的。在温度与体积相同时，容器内气体分子数越多，单位时间内撞击容器壁的气体分子越多，压强越大。阿伏加德罗定律的推论最重要，用途最大的是以上三个，但是还有以下几个，请同学们自己进行推导：（1）同温、同压，同体积时：2121MMmm（2）同温、同压，同质量时：1221MMVV（3）同温、同体积、同质量时：1221MMPP*总结：1.求气体密度的方法：（1）求标况下气体密度：LgMmolLmolgMVMm/4.22/4.22/标（2）求非标况下气体密度：TRnVPTRMPTRnMnPTRnmP（3）利用同温同压下已知气体密度：2121MM2.求气体分子量的方法：（1）利用标况下气体密度：molLVMm/4.22标标（2）利用非标况下气体密度：TRnVP用心爱心专心PTRMTRnMnPTRnmP（3）相对密度法：同温同压下2121MMD【解题方法指导】例1.在相同的温度和压强时（120℃，1atm），1体积酒精蒸气可以与3体积氧气恰好完全反应生成2体积CO2与3体积水蒸汽，求酒精的分子式？解：则在反应中酒精，氧气，CO2、H2O分子数之比为1：3：2：3，若设酒精分子式为RO3H2CO3OR22点燃2由质量守恒定律可知酒精分子式为C2H6O例2.求空气的平均分子量解：空气中按体积计算N2均占54，O2约占51molgmolmolmolmolgmolmolgMnnVVONON/8.28141/324/28142222例3.CH4与CO的混合气体平均分子量为20，求混合时CH4与CO的体积比？解：法一、设CH4有xmol，CO有ymol12162020282028162020202816/20/28/16yxyxyxyxmolgymolxmolymolmolgxmolmolgM用心爱心专心1244COCHCOCHnnVV同温同压下法二、十字交叉法：例4.证明：在相同的温度和压强下，气体的密度之比等于分子量之比，即摩尔质量之比1122MM证明：法一、111111222222mnMVVmnMVV∵同温同压下22112121VnVnnnVV2121MM法二、由克拉珀龙方程：TRnVPTRnmPPTRMTRnMnP由于温度（T）与压强（P）一定，∴分子量与密度之比为一个定值1212MM例5.某有气物蒸汽在相同的温度和压强下，对H2的相对密度为36，则分子量为多少？解：molgmolgMDMMMD/72/23636212121【考点突破】【考点指要】在高考中，主要考查两个方面的知识：一是22.4L/mol的适用范围（针对标准状况下的气体物质）；二是阿伏加德罗定律的推论及其应用。本章节三节课的知识在高考中一共占6分（一道选择题）。【典型例题分析】1.（1999全国8）下列说法正确的是（N表示阿伏加德罗常数的值）A.28g氮气所含有的原子数目为NB.4g金属钙变成钙离子时失去的电子数目为0.1NC.lmol甲烷的质量与N个甲烷分子的质量之和相等D.标准状况下，22.4L甲烷和乙炔混合物所含的分子数为N用心爱心专心解析：A.28g氮气的物质的量为1mol，所含有的N2分子数目为N，原子数目为2NB.4g金属钙的物质的量为0.1mol，有钙原子0.1N，一个钙原子变成钙离子时失去的电子数目为2C.lmol甲烷的质量为16克，N个甲烷分子的物质的量为1mol，质量也为16克D.标准状况下，22.4L甲烷和乙炔的物质的量共有1mol，混合物所含的分子数为N2.（2000春8）在一个密闭容器中盛有11gX气体（X的摩尔质量为44g·mol-1）时，压强为1×104Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104Pa，这时容器内气体X的分子数约为A.3.3×1025B.3.3×1024C.7.5×1023D.7.5×1022解析：11gX气体的物质的量为0.25mol，相同的温度和相同体积时，气体的压强之比等于气体分子数之比，即气体物质的量之比（212121NNnnPP），因此压强增至5×104Pa，气体物质的量为1.25mol。3.（2004全国1-9）下列说法中不正确．．．的是A.磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等B.6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14∶1C.32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023D.常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2L解析：A.6.02×1023个磷酸分子的物质的量为1molB.6.02×1023个氮分子的物质的量为1mol，质量为28克；6.02×1023个氢分子的物质的量也为1mol，质量为2克。C.32g氧气物质的量为1mol，所含有的O2分子数目为6.02×1023，所含原子数目为2×6.02×1023D.0.5×6.02×1023个一氧化碳分子物质的量为0.5mol，标准状况下所占体积是11.2L【达标测试】1.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NAB.标准状况下，18gH2O所占的体积约是22.4LC.2gH2在标准状况下所占体积约为22.4LD.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2.下列叙述中，正确的是（）A.1molH2的质量只有在标准状况下才约为2gB.在标准状况下某气体的体积是22.4L，则可认为该气体的物质的量约为1mol，所含分子数约是6.02×1023个C.在20℃时，1mol的任何气体的体积总比22.4L大D.1molH2和O2的混合气体，在标准状况下的体积约为22.4L3.下列说法正确的是（）A.1mol任何气体的标况下的体积为22.4LB.1molH2的质量是1g，它所占的体积为22.4L用心爱心专心C.标准下22.4L的氦气所含原子个数为2NAD.1molH2和1molH2O所含的分子数相同标况时所占体积为22.4L4.14g氮气的体积为（）A.1.12LB.22.4LC.11.2LD.不确定5.在标况下，CO和CO2的混合气体5.6L，如果CO的质量为5.6g，则CO2的质量为（）A.1gB.2gC.2.2gD.4.4g6.150℃时碳酸铵完全分解产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的（）A.96倍B.48倍C.12倍D.32倍7.下列物质在标况下所占体积最大的是（）A.2g水B.32g氧气C.1025个SO2分子D.80g氢氧化钠8.某混合气体24g，在标准状况下气体体积11.2L，则该混合气体的平均相对分子质量为（）A.24B.48C.36D.729.物质的量相同的两种气体，在相同条件下，它们必然（）A.具有相同数目的原子B.都占22.4LC.具有相同数目的分子D.具有相同的摩尔质量10.下列叙述中正确的是（）A.同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比B.同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比C.同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比D.同温同体积下两种气体的物质的量与压强成反比11.1个12C的质量是Akg，1个Na的质量是Bkg，Na的摩尔质量是。12.在标准状况下，将0.2gH2、8.8gCO2和5.6gCO混合起来，求：（1）该混合气体的体积；（2）该混合气体的平均相对分子质量；（3）该混合气体的密度是相同条件下H2密度的多少倍？13.在标准状况下氢气和一氧化碳的混合气体7L，质量为2.25g，求H2和CO的质量分数和体积分数。14.在标准状况下，16gCO和CO2的混合气体的体积为8.96L，求混合气的平均式量。用心爱心专心【达标测试答案】1.C2.BD3.A4.D5.C6.C7.C8.B9.C10