气体摩尔体积

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学科:化学教学内容：气体摩尔体积【基础知识精讲】一、决定物体体积的因素有三：①物质粒子数的多少；②物质粒子本身的大小；③物质粒子之间的距离的大小.相同条件下，相同物质的量的不同物质，固体液体的体积主要取决于物质粒子本身的大小，而对于气体的体积则主要取决于粒子之间距离的大小，当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值.二、气体的摩尔体积①标准状况即0℃1个大气压(101KPa)②1mol任何气体纯净或混合物均匀且其物质的量总和应为1mol③体积约为22.4L4.概念：单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体.Vm=nV，单位为L/mol和m3/mol.三、阿伏加德罗定律相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子.对该定律既要从影响气体物质体积的因素出发定性分析和理解，要能灵活运用理想气体状态方程.①111TVP=222TVP②PV=nRT=MmRT(R为常数).阿伏加德罗定律的推论：(n:物质的量；ρ：气体的密度；M：气体的摩尔质量；V：气体的体积；m：气体的质量；N：气体的分子数.)(1)同温、同压下：21VV=21nn=21NN(2)同温、同体积下：21PP=21nn=21NN，(3)同温、同压下：21=21MM(4)同温、同压、同体积下：21mm=21MM(5)同温、同压、同质量下：21VV=12MM学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网(6)同温、同体积、同质量下：21PP=12MM四、求气体的相对分子质量(或平均相对分子质量)(1)已知标准状况时气体密度ρ，M1=22.4ρ.(2)已知非标准状况气体温度、压强、密度，M1=PRT.(3)已知两种气体的相对密度D，MA=DMB.气体的相对密度：D=BA=BAMM.(4)混合气体的平均式量(n1,n2，…表示混合物中各组分的物质的量；V1，V2，…表示混合物中各组分的体积；M1，M2，…表示混合物中各组分的式量)：混合气体本来无式量，但对组成一定的混合气体来说，可以根据其各组的组成和式量来计算所谓的平均式量.它在数值上等于混合气体的平均摩尔质量，其表达式为：M=总总nm=总nnMnmnmii2211=M1·n1％+M2·n2％+…+Mi…ni％=总VVMVmVmii2211=M1·V1％+M2·V2％+…+MiVi％混合物的式量可以用平均值法确定.如空气的主要成分为O2和N2，空气的平均相对分子质量为29，介于两种气体相对分子质量之间.【重点难点解析】1.物质的体积与组成物质粒子的关系：(1)总结规律：①相同条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积：固体＜液体＜气体.②相同条件下，相同物质的量的气体体积近似相等，而固体、液体却不相等.(2)决定物质体积大小的因素：①物质粒子数的多少；②物质粒子本身的大小；③物质粒子之间距离的大小.(3)决定气体体积大小的因素：气体分子间平均距离比分子直径大得多，因此，当气体的物质的量(粒子数)一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小.(4)影响气体分子间平均距离大小的因素：温度和压强.温度越高，体积越大；压强越大，体积越小.当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值，故粒子数一定时，其体积是一定值.2.对“在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L”的理解：(1)标准状况：指0℃、1.01×105Pa的状态.温度越高，体积越大；压强越大，体积越小.故在非标准状况下，其值不一定就是“22.4L”.(2)1mol气体在非标准状况下，其体积可能为22.4L，也可能不为22.4L.(3)气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，因而气体体积主要决定于分子间的平均距离.在标准状况下，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以任何气体在标准状况下气体摩尔体积都约是22.4L/mol.(4)此概念应注意：①气态物质；②物质的量为1mol;③气体状态为0℃和1.01×学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网(标准状况)；④22.4L体积是近似值；⑤Vm的单位为L/mol和m3/mol.(5)适用对象：纯净气体与混合气体均可.例1下列说法正确的是()A.32gO2占有的体积约为22.4LB.22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子C.在标准状况下，22.4L水的质量约为18gD.22g二氧化碳与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数解析：本题考查的是对气体摩尔体积概念理解的准确性.A、B都没有“标准状况”是错误的；C是有标准状况条件，但在此条件下水是液体，所以22.4L水不是1mol，也不是18g；D项中22gCO2物质的量为0.5mol，标准状况下11.2LHCl物质的量也为0.5mol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此D选项符合题意.答案：D.例2两个体积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温、同压下，两容器内的气体一定具有相同的()A.原子总数B.质子总数C.分子总数D.质量解析：由气体定律可知，在同温、同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，故两容器内分子总数相等.由于3种气体各自都是双原子分子，故原子总数一定相等.又由于N和O原子的质子数和摩尔质量不同，则质子总数和质量不一定相等.答案：AC.例3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∶16C.体积比为1∶1D.体积比为11∶16解析：等质量的SO2与CO2的体积比等于其物质的量之比：64m:44m，即为相对分子质量的反比：44∶64＝11∶16，密度比为相对分子量之比：64∶44＝16∶11答案：AD【难题巧解点拨】例1二硫化碳(CS2)能够在氧气中完全燃烧生成CO2和SO2.今用0.228gCS2在448mL氧气(标准状况)中完全燃烧，反应后气体混合物在标准状况时的体积是()A.112mLB.224mlC.336mLD.448mL分析体积守恒法.根据反应：CS2(液)+3O2(气)=CO2(气)+2SO2(气)可知反应中消耗O2的体积等于生成的CO2和SO2的体积.因标准状况下CS2为液体，所以不管O2是否过量，也不管反应进行到什么程度，反应过程中气体的体积始终不变，故选D.例2在标况下，下列各组气体混合其平均相对分子量可达到40的是()A.N2和O2B.CO2和O2C.SO2和CO2D.HI和HCl分析中介法(平均值法).Mr(CO2)＞40Mr(N2)＜40Mr(O2)＜40Mr(SO2)＞40Mr(HI)＞40Mr(HCl)＜40只有一个比40大一个比40小才满足要求，故选B、D.例3某物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体.分解方程式为2A△B+2C+2D.测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d，则A的相对分子质量为()学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网分析根据题给出的方程式知，完全分解后生成气体的平均摩尔质量M=[M(B)+2M(C)+2M(D)]/5.根据题意M=d·M(H2)=d·2g/mol,则M(B)+2M(C)+2M(D)=5M=10dg/mol.又根据质量守恒定律：2mol·M(A)=1mol·M(B)+2mol·M(C)+2mol·M(D)，所以M(A)=5dg/mol,Mr(A)=5d.选(B).评注本题运用了相对密度、平均相对分子质量、质量守恒定律等知识进行综合判断.例4将1.5g两种金属的混合物粉末与足量的稀盐酸反应，反应完全后，得到标准状况下的氢气1.12L，则两种金属可能是().(“三南”高考题)A.Mg和CuB.Zn和CuC.Al和FeD.Mg和Al分析先电荷守恒法(得失电子数相等)：金属单质失去的电子被盐酸中的H+得到后变成H2，n(H2)=0.05mol，得到0.1mole-.再利用扩大法：H+得电子数变为1mol时混合金属应为15g.再利用极值法：每一金属失去1mole-各需质量是Mg:12gZn:32.5gAl:9gFe:28gCu不与盐酸反应可认为＞15g.最后用平均值法：A、C符合【课本难题解答】P55四、3(1)同温同压下，21VV=21nn，由于V1=V2，故n(N2)=n(O2)，n(N2)=n(O2)=1∶1，N(N2)∶N(O2)=1∶1(2))()(22OmNm=)O(M)N(M22=3228=7∶8【典型热点考题】例1同温同压下，某瓶充满O2重116g，充满CO2时重122g，充满某气体共重114g，则该气体相对分子质量为()A.28B.60C.32D.14解析：本题应用的是气体体积和物质的量相互之间的关系.由于瓶的体积是固定的，所以O2、CO2和某气体体积相等，即物质的量相等.列出关系式，即可求解.设瓶重为m(瓶)，则32)(116瓶m＝44)(122瓶m解得m(瓶)＝100g，三种气体的物质的量均为：m＝132)100116(molgg＝0.5mol，故M(气体)＝molgg5.0100114＝28g·mol-1.答案：A例2体积为1L的干燥容器中充入HCl气体后，测得容器中气体对氧气的相对密度为1.082.将此气体倒扣在水中，进入容器中液体的体积是()A.0.25LB.0.5LC.0.75LD.1L解析：rM＝D·Mr(O2)＝1.082×32＝34.6Mr(HCl)＝36.5，故该混合气体中必混有空学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网易溶于水，空气不溶于水，故进入容器中液体的体积等于HCl气体的体积.设HCl气体的体积为x，则空气的体积为(1L-x).根据气体平均摩尔质量计算公式：36.5g/mol·x/1l+29g/mol·(1L-x)/1L＝34.6g/mol，解得x＝0.75L故答案为C.答案：C例3有Mg、Al、Fe、Cu四种金属，若两两混合，取混合物26g与足量稀硫酸反应，产生标准状况下H211.2L，此混合物的可能组合的方式最多有()A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题不能根据化学方程式，采用排列组合的方法，设未知数讨论求解，这样运算量太大，且极易出错.此类题可用“平均摩尔电子质量法”巧解.所谓“摩尔电子质量”是指物质得失1mol电子所需要的质量，常用Me-表示，单位为g/mole-.n(H2)＝mVV＝1molL4.22L2.11＝0.5mol因为2H++2e-→H2↑，所以共得0.5mol×2＝1mole-，则金属混合物必失去1mole-，故：Me-＝moleg126＝26g/mole-又Me-(Mg)＝mole2g24＝12g/mole-Me-(Al)＝mole3g27＝9g/mole-Me-(Fe)＝mole2g56＝28g/mole-Cu与稀H2SO4不反应，视为Me-(Cu)无限大.根据平均值原理，混合物可能组合的方式有：Mg、Fe;Al、Fe;Mg、Cu；Al、Cu.共四种.答案：C例4如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下体积(式中NA为阿伏加德罗常数)()A.ANabc4.22LB.ANcab4.22LC.ANbac4.22LD.ANcab4.22L解析：由题知一个分子质量为ba，而1mol气体的质量即摩尔质量为ba·NA，cg该气体的物质量的量为c÷(ba·NA)，体积为ANabc4.