2019-2020年高中化学 第1章 第3节 课时2 气体摩尔体积课件 鲁科版必修1

第1章认识化学科学第3节化学中常用的物理量——物质的量课时2气体摩尔体积目标与素养：1.了解气体摩尔体积的概念。(宏观辨识)2.了解物质的量、气体摩尔体积、体积之间的关系。(变化观念)3.理解阿伏加德罗定律及其推论。(证据推理)4.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(变化观念)自主预习探新知一、物质体积的决定因素微点拨：气体的体积不但与物质的量有关，而且与温度和压强有关，描述或判断一定物质的量的气体的体积时，必须指明相关的温度和压强。大小距离二、气体摩尔体积1．气体摩尔体积(1)概念：在一定的温度和压强下，的气体所占的体积。(2)符号：。(3)单位：和m3·mol－1。(4)物质的量、气体的体积与气体摩尔体积之间的关系：n＝。VVm单位物质的量VmL·mol－12．标准状况下气体的摩尔体积(1)标准状况的含义：温度为、压强为。(2)标准状况下气体的摩尔体积约为。22.4L·mol－10℃101kPa三、阿伏加德罗定律1．内容：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有数目的分子。2．内容总结：“三同”定“一同”相同分子数温压体积1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L。()(2)标准状况下，36g水的体积约为44.8L。()(3)1mol任何气体所含分子数都相等，体积也都约为22.4L。()(4)在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．在标准状况下，决定1mol不同物质体积大小的主要因素可能是()①微粒的大小②微粒的数目③微粒间的距离A．①B．②或③C．①或③D．③C[由于1mol不同物质的微粒数目已确定，故决定因素是微粒的大小或微粒间距。]3．同温同压下，相同质量的下列气体占有的体积最大的是()A．H2B．O2C．CH4D．CO2A[摩尔质量：CO2O2CH4H2，由n＝m/M可知，质量相等的气体，物质的量：CO2O2CH4H2，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故氢气占有的体积最大。]核心突破攻重难气体摩尔体积的适用条件及相关计算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＝VVm。(2)气体的密度ρ＝mV＝mn·Vm＝MVm。(3)气体的分子数N＝n·NA＝VVm·NA。(4)气体的质量m＝n·M＝VVm·M。【典例1】下列说法正确的是()A．0.5molH2所占的体积为11.2LB．标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4LC．标准状况下，1molH2O的体积约为22.4LD．标准状况下，28gN2体积约是22.4LD[A项中没有说明是否在标准状况下，故0.5molH2的体积不一定为11.2L；B项中没有说明微粒的状态，若该微粒为固态或液态，标准状况下1mol分子所占体积不是22.4L；C项中标准状况下水不是气态；D项中N2的摩尔质量为28g·mol－1，28gN2为1mol，故标准状况下体积约为22.4L。](1)若0.5molH2所占的体积为11.2L，则一定是标准状况下吗？____________________。(2)标准状况下，28gN2和CO的混合气体的体积约是________。[答案](1)不一定(2)22.4L1．用NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是()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个原子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D[A项，常温常压下，22.4LCO2的物质的量不是1mol；B项，因CO为双原子分子，故应含有0.4NA个原子；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。]2．计算填空34．0g氨气的物质的量是________，标准状况下氨气的体积是________，所含的氨气分子数约是________个。[解析]根据气体相关计算公式n＝mM＝NNA＝V22.4L·mol－1(标准状况)可知：n(NH3)＝34.0g17g·mol－1＝2mol；V(NH3)＝n(NH3)·Vm＝2mol×22.4L·mol－1＝44.8L；N(NH3)＝n(NH3)·NA≈2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024。[答案]2mol44.8L1.204×1024阿伏加德罗定律及其推论1.阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系2．阿伏加德罗定律的常用推论(1)同温、同压→气体的体积与物质的量成正比→V1V2＝n1n2；(2)同温、同压→气体的密度与摩尔质量成正比→ρ1ρ2＝M1M2；(3)同温、同体积→气体的压强之比与其物质的量成正比→p1p2＝n1n2；(4)同温、同压、同体积→气体的质量与摩尔质量成正比→m1m2＝M1M2。证据推理与模型认知：正确理解阿伏加德罗定律(1)阿伏加德罗定律的适用对象是气体(单一气体或混合气体)，不适用于液体或固体。(2)“三同定一同”。同温、同压、同体积和同分子数，四“同”共同存在，相互制约，只要有三“同”成立，则另一“同”就必定成立。(3)“二同定比例”。温度、压强、气体体积、气体物质的量，若两同，则另两个量成正比或反比。(4)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。【典例2】同温同压下，同体积的N2和SO2分子数之比为________，物质的量之比为________，原子总数之比为________，摩尔质量之比为________，质量之比为________，密度之比为________。[解析]据阿伏加德罗定律知：同温同压下，同体积的N2和SO2具有相同的分子数，故N（N2）N（SO2）＝11；N（N2）N（SO2）＝n（N2）n（SO2）＝11；二者原子数之比为1×21×3＝23；M（N2）M（SO2）＝2864＝716；m（N2）m（SO2）＝M（N2）·n（N2）M（SO2）·n（SO2）＝716；ρ（N2）ρ（SO2）＝M（N2）M（SO2）＝716。[答案]1∶11∶12∶37∶167∶167∶161．在同温同压下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它们所含的原子总数相等，则两个容器的体积之比是()A．2∶1B．1∶2C．2∶3D．1∶3A[若A容器与B容器中原子总数相等，则其分子数之比为2∶1，根据阿伏加德罗定律，两容器体积比为2∶1。]2．同温同压下，下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是()A．分子数之比1∶1B．密度之比16∶11C．密度之比11∶16D．体积之比16∶11B[同温同压下，等质量的SO2和CO2存在如下关系：n（SO2）n（CO2）＝N（SO2）N（CO2）＝V（SO2）V（CO2），ρ（SO2）ρ（CO2）＝M（SO2）M（CO2）。由n（SO2）n（CO2）＝M（CO2）M（SO2）＝1116，故N（SO2）N（CO2）＝V（SO2）V（CO2）＝1116；ρ（SO2）ρ（CO2）＝M（SO2）M（CO2）＝16∶11。]物质的量在化学反应中的应用1.参与反应的各物质的物理量之间的比例关系(相同条件下)aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)系数比∶a∶b∶c∶d质量比：aM(A)∶bM(B)∶cM(C)∶dM(D)物质的量比：a∶b∶c∶d气体体积比：a∶b∶c∶d不同物质间相同物质量之间的换算可以按上述比例进行。2．不同物理量间的换算方法(标准状况下)aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)[a×M(A)]gbmol(c×22.4)Ldmolm(A)n(B)V(C)n(D)则比例关系：[a·M（A）]gm（A）＝bmoln（B）＝（c×22.4）LV（C）＝dmoln（D）。单位关系：上下一致，左右相当。【典例3】过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12L。(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量是多少？(2)反应后生成NaOH的物质的量是多少？2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2×78)g4mol22.4Lm(Na2O2)n(NaOH)1.12L（2×78）gm（Na2O2）＝22.4L1.12Lm(Na2O2)＝7.8g，4moln（NaOH）＝22.4L1.12Ln(NaOH)＝0.2mol。[答案](1)至少需要称取过氧化钠7.8g。(2)反应后生成NaOH的物质的量为0.2mol。根据化学方程式进行计算的一般步骤方法(1)一般步骤(2)注意事项在进行化学方程式的有关计算时，可以采用统一的单位，也可以不用统一的单位，但要做到“上下单位同，左右量相当”。1．对于反应2H2＋O2=====点燃2H2O，在标准状况下，6.72L的H2与足量氧气反应。参加反应的O2的分子数是()A．6.02×1023B．9.03×1022C．9.03×1023D．1.204×1024[答案]B2．28gFe与足量稀盐酸混合，充分反应。(1)消耗HCl的质量是________；(2)生成FeCl2的物质的量为________；(3)标准状况下最多能收集到的气体的体积是________。[解析]Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑56g(2×36.5)g1mol22.4L28gm(HCl)n(FeCl2)V(H2)m(HCl)＝28g×（2×36.5）g56g＝36.5g；n(FeCl2)＝28g×1mol56g＝0.5mol；V(H2)＝28g×22.4L56g＝11.2L。[答案](1)36.5g(2)0.5mol(3)11.2L当堂达标提素养1．下列说法中，错误的是()A．1mol物质在标准状况下的体积不一定是22.4LB．1mol任何气体在标准状况下的体积都为22.4LC．标准状况下，体积相同的气体分子数相等D．气体摩尔体积为22.4L·mol－1D[物质在标准状况下不一定是气体，所以体积不一定是22.4L，A正确；1mol任何气体在标准状况下的体积均是22.4L，B正确；标准状况下，相同体积的气体具有相同的分子数，C正确；气体摩尔体积在标准状况下是22.4L·mol－1，D不正确。]2．同温同压下，11.2L二氧化碳和11.2L氧气所含氧原子数()A．相等B．前者多C．后者多D．无法确定A[同温同压下，气体摩尔体积相同，根据n＝V/Vm可知11.2L二氧化碳和11.2L氧气的物质的量相等，由于CO2和O2分子中都含有2个氧原子，则二者含有氧原子的物质的量相等，根据N＝nNA可知，二者含有氧原子数相等。]3．下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是()A[等质量的He与H2的物质的量之比为1∶2，则H2的体积是He的2倍，H2的分子个数是He的2倍，且氢气为双原子分子，而He为单原子分子。]4．将某元素形成的单质0.1mol与氯气充分反应，生成物的质量比原单质的质量增加了7.1g，这种元素可能是()A．CuB．FeC．NaD．AlA[金属单质与氯气反应，增加的是参加反应的氯气的质量，7.1gCl2为0.1mol，则说明0.1mol金属与0.1molCl2恰好完全反应，金属应显＋2价。]5．实验室中需用44.8L(标准状况)CO2，现用含CaCO390%的石灰石与足量的盐酸反应，问：(1)至少需要这种石灰石多少克？(2)生成CaCl2物质的量是多少摩尔？[解析]CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O100g1mol22.4Lm(CaCO3)n(CaCl2)44.8L(1)100gm（CaCO3）＝22.4L4