化学121物质的量气体摩尔体积课件人教版必修1高中化学课件

学习目标1.了解物质的量的单位——摩尔。2.了解阿伏加德罗常数，并能运用NA进行计算。3.了解摩尔质量的含义。4.了解气体摩尔体积的含义。5.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。6.理解阿伏加德罗定律及其推论。一、物质的量的单位1．物质的量国际单位制中7个基本物理量之一，它表示含有的集合体，符号为。2．物质的量的单位——摩尔(1)标准：1mol粒子集体所含的粒子数与中所含的碳原子数相同，约为。(2)符号：。(3)计量对象：、、、原子团、电子、质子、中子等所有。一定数目粒子n0.012kg12C6.02×1023原子分子离子微观粒子moln3．阿伏加德罗常数把叫做阿伏加德罗常数，通常用表示，符号为。4．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系n＝。1mol任何粒子的粒子数6.02×1023mol－1NAN/NA二、摩尔质量1．概念：的物质所具有的质量。符号：，单位：或。2．物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)的关系n＝。单位物质的量Mg/molg·mol－1m/M1.一种微粒的摩尔质量就是1mol该微粒的质量的说法对吗？【思考·提示】不对，摩尔质量的单位是g/mol，物质质量的单位是g，只有在摩尔质量以g/mol为单位，质量以g为单位时，二者才在数值上相等。思考三、决定物质体积大小的因素1．物质体积的影响因素固体或液体体积粒子粒子气体体积粒子粒子数目大小数目之间的距离影响因素2．同温同压下，任何气体粒子之间距离。3．同温同压下，相同体积的任何气体都含有数目的粒子。相等相同2.两种气体体积相同，所含的分子数一定相同吗？【思考·提示】不一定，因为气体体积受温度和压强的影响较大，若温度和压强不同时，体积相同的两气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相同。思考四、气体摩尔体积1．定义：单位的气体所占有的。符号：，单位L/mol(或L·mol－1)和m3/mol(或m3·mol－1)。2．计算公式：Vm＝。3．影响气体摩尔体积的因素(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的和。(2)标准状况下(即)，气体摩尔体积为。物质的量体积VmV/n温度压强0℃和101kPa22.4L/mol3.气体在非标准状况下的气体摩尔体积，一定不是22.4L/mol吗？【思考·提示】不一定。气体在标准状况下的气体摩尔体积是22.4L/mol，升高温度，体积增大，增大压强，体积减小，所以，在温度和压强适当的情况下体积也可能为22.4L/mol。思考要点一物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系计算关系式(公式)主要应用注意事项n＝在n、N和NA中，已知任意两项求第三项①NA有单位：mol－1②求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023mol－1NNA计算关系式(公式)主要应用注意事项M＝mn①在M、n和m中，已知任意两项求第三项②先求M，后求MrM的单位取g/mol时，m的单位取g；M的单位取kg/mol时，m的单位取kgm÷M×Mn×NA÷NAN①在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类高中化学计算主要是以物质的量为中心的计算，学习中要养成把其他物理量转化为物质的量这一思维模式，如已知物质的质量，求其粒子数，首先根据摩尔质量求出其物质的量，然后根据阿伏加德罗常数转化为粒子数。特别提醒用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．0.5molAl与足量盐酸反应生成的H2分子数为NAB．0.2molH2O所含的H数为0.2NAC．0.1molCH4所含的电子数为NAD．46gNO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)要分清用NA表示的微粒的种类和所给物质的关系。(2)根据各物理量之间的转换关系进行计算。例1【解析】Al与盐酸反应时，根据化学方程式可知2molAl完全反应可生成3molH2，则0.5molAl完全反应可生成0.75molH2，即H2分子数为0.75NA，A错误。1molH2O中含H2NA,0.2molH2O中含H0.4NA，B错误。1molCH4含10mol电子，故0.1molCH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46g·mol－1至92g·mol－1之间，故46g两者的混合物，其物质的量小于1mol，D错误。【答案】C【规律方法】(1)阿伏加德罗常数有关题目的正误判断，要认真审题，抓住题目中的要点，明确题中的陷阱，看清微粒的种类。(2)阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的粒子数，这里的粒子指同种粒子，如1molO2中的分子数为NA，而1molO2中的氧原子数为2NA。1．下列各组物质中含氧原子的物质的量相同的是()A．0.3molO2和0.3molH2OB．0.1molH2SO4和3.6gH2OC．0.1molMgSO4·7H2O和0.1molC12H22O11(蔗糖)D．6.02×1023个CO2与0.1molKMnO4解析：选C。各组物质中含氧原子的物质的量分别为：A项，0.6mol、0.3mol；B项，0.4mol、0.2mol；C项，1.1mol、1.1mol；D项，2mol、0.4mol。变式训练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。2．阿伏加德罗定律推论要点二阿伏加德罗定律及其推论推论公式同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比V1V2＝n1n2同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比p1p2＝n1n2推论公式同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比，等于其摩尔质量之比m1m2＝M1M2同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1ρ2＝M1M2同温同物质的量的气体，压强之比等于体积的反比p1p2＝V2V11.阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况，也可以是其他温度和压强条件下，只要物质的存在状态一定是气态即可。2．同温、同压、同体积和同分子数，共同存在、相互制约，只要三“同”成立，第四“同”必定成立。3．阿伏加德罗定律推论不可死记公式，要通过阿伏加德罗定律进行推导，在理解的基础上记忆。特别提醒(2008年高考海南卷)在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A．甲的分子数比乙的分子数多B．甲的物质的量比乙的物质的量少C．甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D．甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小例2【答案】B【解析】两容器的温度和压强均相同，且气体质量相等，而甲的密度大于乙的密度，由ρ＝mV可知V甲V乙；同温同压下，气体的物质的量与体积成正比，故n甲n乙，B项正确；气体的分子数与物质的量成正比，甲的分子数比乙的少，A错误；因为气体的摩尔体积在相同温度和压强下相等，C错误；根据M＝mn可知M甲M乙，D错误。若两容器的温度和体积均相同时，密度也相同，容器内的压强一定相等吗？【提示】不一定。温度、体积、气体质量和密度均相等时，若两种气体的相对分子质量相等时，其物质的量相等，压强也相等；若两种气体的相对分子质量不相等时，则相对分子质量大的压强小。互动探究2．在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是()A．两种气体的压强相等B．O2比O3的质量小C．两种气体的分子数目相等D．两种气体的氧原子数目相等解析：选D。根据题意，因等温度、等体积、等密度，则两者等质量，B项错；等质量的O2和O3物质的量不相等，则压强和分子数不相等，则A、C两项错；O2和O3都是由氧原子构成的，所以等质量的O2和O3原子数相等。变式训练1．适用范围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，如0.2molH2与0.8molO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。2．数值在标准状况下(0℃和101kPa时)，气体摩尔体积为22.4L·mol－1，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，因此，在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状况。要点三气体摩尔体积3．标准状况下的相关计算(1)M与Vm的关系：M＝Vm·ρ(2)n与Vm的关系：n＝VL22.4L·mol－1＝V22.4mol(3)m与Vm的关系：m＝n·M＝VVm·M(4)N与Vm的关系：N＝n·NA＝VVm·NA下列叙述正确的是()A．1mol任何气体的体积都为22.4LB．1mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4LC．标准状况下，1mol水所占的体积是22.4LD．标准状况下，22.4L的任何气体的物质的量都是1mol例3【思路点拨】应用“22.4L/mol”时应注意以下两点：(1)该物质是否为气体。(2)该物质是否在标准状况下。【解析】A项，没有指明所处的状况；B项，没有指明物质的状态，气体摩尔体积仅适用于气体；C项，水在标准状况下不是气体；D项正确。【答案】D3．在273K和101kPa的条件下，将2.00g氦气、1.40g氮气和1.60g氧气混合，该混合气体的体积是()A．6.72LB．7.84LC．10.08LD．13.44L变式训练解析：选D。273K、101kPa正好是标准状况，2.00g氦气的物质的量为n(He)＝2.00g4g·mol－1＝0.500mol,1.40g氮气的物质的量为n(N2)＝1.40g28g·mol－1＝0.050mol,1.60g氧气的物质的量为n(O2)＝1.60g32g·mol－1＝0.050mol，即气体总的物质的量为0.500mol＋0.050mol＋0.050mol＝0.600mol。根据阿伏加德罗定律，标准状况下每摩尔气体所占的体积约为22.4L。因此气体的总体积为V＝22.4L·mol－1×0.600mol＝13.44L。