2019-2020学年新教材高中化学 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第三节 物质的量 第二课时

海水中的重要元素——钠和氯第二章第三节物质的量第二课时气体摩尔体积学习目标：1.了解气体摩尔体积的含义和应用。2.能运用气体摩尔体积进行简单计算。课前自主预习1．分别计算在一定条件下，1mol不同物质的体积分析表中的数据，能得出结论：(1)_____________________________________________。(2)____________________________________________。相同条件下1mol固体、液体的体积差别较大相同条件下，1mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4L2．气体摩尔体积(1)定义：单位______________的气体所占有的______________。符号：______________，单位______________(或L/mol)。物质的量体积VmL·mol－1(2)计算公式：Vm＝________。(3)影响气体摩尔体积的因素：气体摩尔体积的数值取决于气体所处的______________和______________。(4)标准状况下(即_____________________________)，气体摩尔体积约为_____________________________。3．阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有______________数目的粒子。Vn温度压强0℃、101kPa22.4L·mol－1相同1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L()(2)标准状况下，1molH2和N2的混合气体的体积约为22.4L()(3)1molCO和1molO2所含分子数相同，体积也相同()(4)22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子()(5)同温同压下，同体积的NH3、SO2、CH4三种气体中，质量最大的是SO2()[答案](1)×(2)√(3)×(4)×(5)√2．下列说法正确的是()A．在标准状况下，1mol水的体积是22.4LB．1mol氢气所占的体积一定是22.4LC．标准状况下，6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4LD．标准状况下，28gN2与CO的混合气体，体积为22.4L[解析]A项中的水、C项中的Cu均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B项未指明温度、压强；D项中N2和CO的摩尔质量均为28g·mol－1，则其体积V＝n·Vm＝mM·Vm＝28g28g·mol－1×22.4L·mol－1＝22.4L，D正确。[答案]D课堂互动探究知识点一气体摩尔体积1.影响气体体积的因素(1)粒子间的距离只受温度和压强的影响(即同温同压下任何气体粒子间的距离是相等的)。(2)同温同压下，相同粒子数目的任何气体都含有相同体积。2．气体摩尔体积(1)定义单位物质的量的气体所占的体积，符号：Vm，单位：L·mol－1或L/mol。(2)特例标准状况下的1mol任何气体所占的体积约为22.4L。①标准状况：温度为0℃，压强为101kPa。②气体摩尔体积：约为22.4L/mol。注意：(1)气体摩尔体积只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质来讲是不适用的，气体可以为相互不反应的混合气体。(2)气体摩尔体积与气体的种类无关。(3)气体摩尔体积并不都约等于22.4L·mol－1,22.4L·mol－1只是气体摩尔体积在标准状况下的一个特例。(4)气体摩尔体积受温度和压强的影响，若温度和压强保持一定，那么气体摩尔体积也保持不变。(5)同温同压下，气体的体积只由气体的分子数决定。3．标准状况下气体体积的计算①气体的物质的量n＝V22.4L/mol；②气体的分子数N＝n·NA＝V22.4L/mol·NA；③气体的质量m＝n·M＝V22.4L/mol·M；④气体的密度ρ＝mV＝mn·Vm＝MVm；⑤气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝ρ×22.4L/mol(标准状况)。4．摩尔质量M的常用计算方法(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝mn。(2)根据一个粒子的质量(m)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m。(3)M=====数值上Mr(相对原子质量)＝m原子112m12C。(4)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4L·mol－1。(5)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1M2＝D。【典例1】设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是()A．常温常压下，11.2LCO2所含的原子数为1.5NAB．常温常压下，48gO3含有的氧原子数为3NAC．标准状况下，22.4LH2O所含分子数为NAD．标准状况下，22.4LH2所含原子数为NA[思路启迪]涉及Vm≈22.4L·mol－1的问题时，先看条件是否为标准状况，再看研究对象在标准状况下是否是气体，最后利用公式进行定量计算。[解析]常温、常压(非标准状况)下11.2LCO2的物质的量不是0.5mol，所含原子数不是1.5NA；48gO3的物质的量为1mol，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4LH2的物质的量为1mol，所含氢原子数为2NA。[答案]B使用“22.4L·mol－1”要“三看”(1)看所处条件：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。(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。(3)看数值单位：单位是L·mol－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。[针对训练1]下列说法中正确的是()A．在标准状况下，1molH2SO4的体积约为22.4LB．在常温常压下，11.2LCl2含有的分子数为0.5NAC．在标准状况下，28gCO和N2的混合气体的体积约为22.4LD．在标准状况下，NA个分子所占的体积约为22.4L[解析]标准状况下，H2SO4是液体，A项错误；11.2LCl2在标准状况下(0℃、101kPa)的物质的量为0.5mol，常温常压相对于标准状况而言，温度升高了，因此气体分子间的距离变大了，则单位体积内气体的分子数变少了，故常温常压下，11.2LCl2含有的分子数小于0.5NA，B项错误；28gCO和N2的混合气体的物质的量为1mol，因此在标准状况下的体积约为22.4L，C项正确；D项未给出物质的状态，错误。[答案]C知识点二阿伏加德罗定律及推论1.定律内容：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。注意：(1)阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；(2)同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”；(3)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。2．有关推论(1)同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比；(2)同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比；(3)同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比；(4)同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比。【典例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[思路启迪]熟练掌握阿伏加德罗定律的概念及适用对象，灵活运用相关推论和物理量间的相互转化，得出结论。[解析]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。[答案]B(1)阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(2)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积决定同分子数。[针对训练2]同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为________；同质量的氨气和硫化氢气体体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________；若二者氢原子数相等，则它们的体积比为________。[解析]同温同压下，同体积的氨气和硫化氢气体的物质的量相等，故质量比为17∶34＝1∶2；同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为117∶134＝2∶1；氢原子数目之比为(2×3)∶(1×2)＝3∶1；二者氢原子数相等时，物质的量之比为13∶12＝2∶3，故同温同压下体积之比为2∶3。[答案]1∶22∶13∶12∶3