2022版高中化學(xué) 第一章 從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué) 第2節(jié) 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 課時(shí)2 氣體摩爾體積學(xué)案 新人教版必修1

2022版高中化學(xué) 第一章 從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué) 第2節(jié) 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 課時(shí)2 氣體摩爾體積學(xué)案 新人教版必修11．了解氣體摩爾體積的含義2．掌握標(biāo)準(zhǔn)狀況下有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算重點(diǎn))3．理解阿伏加德羅定律及其推論難點(diǎn))氣 體 摩 爾 體 積[基礎(chǔ)·初探]教材整理1　物質(zhì)體積大小的影響因素決定物質(zhì)體積大小的因素有粒子數(shù)目、粒子的大小、粒子間距1．固體、液體固體、液體取決于1 mol固體或液體的體積不同2．氣體1 mol氣體的體積大致相等教材整理2　氣體摩爾體積　1. 2．影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)溫度越高，體積越大；壓強(qiáng)越大，體積越小[探究·升華][思考探究]探究1　標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的氣體摩爾體積示意圖如右圖同時(shí)還知道：①在0 ℃和101 kPa(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的條件下，氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1②在25 ℃和101 kPa的條件下，氣體摩爾體積約為24.5 L·mol－1又查閱資料知道：③在0 ℃和202 kPa的條件下，氣體摩爾體積約為11.2 L·mol－1④在273 ℃和202 kPa時(shí)，氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1問(wèn)題思考：(1)據(jù)①和②，判斷氣體體積與溫度是什么關(guān)系？【提示】　壓強(qiáng)和物質(zhì)的量一定時(shí)，溫度越高，體積越大，即氣體體積與溫度成正比。

2)據(jù)①和③，判斷氣體的體積與壓強(qiáng)是什么關(guān)系？【提示】　溫度和物質(zhì)的量一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，體積越小，即氣體體積與壓強(qiáng)成反比3)據(jù)①和④，判斷氣體摩爾體積約為22.4 L·mol－1，一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的嗎？【提示】　不一定同時(shí)改變溫度和壓強(qiáng)，氣體摩爾體積仍可能保持不變?nèi)纾荷邷囟鹊耐瑫r(shí)增加壓強(qiáng)4)據(jù)①②③④知，使用氣體摩爾體積為22.4 L·mol－1時(shí)要注意什么？【提示】　a．使用對(duì)象必須是氣體；b.使用條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況5)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，混合氣體的摩爾體積也是22.4 L·mol－1 嗎？【提示】　是探究2　以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.36 L CO2的物質(zhì)的量為多少？含有CO2的分子數(shù)為多少？【提示】　n(CO2)＝＝0.15 mol，N(CO2)＝0.15 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×10222)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，56 g N2的體積為多少？【提示】　n(N2)＝＝2 mol，V(N2)＝2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，16 g A2氣體的體積為11.2 L，則A2的相對(duì)分子質(zhì)量為多少？【提示】　n(A2)＝＝0.5 mol，M(A2)＝＝32 g·mol－1，故A2的相對(duì)分子質(zhì)量為32。

[認(rèn)知升華]升華1　標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積的涵義(1)狀態(tài)：氣體(單一氣體或混合氣體)2)條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃、1.01×105 Pa)3)定量：1 mol4)數(shù)值：約22.4，非精確值5)表示：Vm≈22.4 L/mol6)氣體摩爾體積為22.4 L/mol時(shí)也可能是非標(biāo)況升華2　標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體物理量的計(jì)算利用公式n＝＝＝(標(biāo)準(zhǔn)狀況)進(jìn)行換算1)氣體物質(zhì)的量與體積：n＝2)氣體的摩爾質(zhì)量：M＝Vm·ρ＝ρ標(biāo)×22.4 L/mol3)氣體的分子數(shù)與體積：N＝n·NA＝·NA4)氣體質(zhì)量與體積：m＝n·M＝·M＝ρ標(biāo)·V[題組·沖關(guān)]題組1　氣體摩爾體積的有關(guān)概念及基本計(jì)算1．下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．1 mol O2和1 mol N2所占的體積都約為22.4 LB．H2的氣體摩爾體積約為22.4 LC．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol H2和1 mol H2O所占的體積都約為22.4 LD．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L由N2、N2O組成的混合氣體中所含有的N的物質(zhì)的量約為2 mol【解析】　氣體體積受溫度、壓強(qiáng)的影響，這里未指明溫度、壓強(qiáng)，故A錯(cuò)；氣體摩爾體積的單位為L(zhǎng)·mol－1，故B錯(cuò)；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水為液態(tài)，不適用于氣體摩爾體積，故C錯(cuò)；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L混合氣體中，分子總數(shù)也為1 mol，故D對(duì)。

答案】　D2．下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L任何氣體的物質(zhì)的量均為1 molB．0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2組成的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為22.4 LC．常溫下，1 mol任何氣體的體積一定大于22.4 LD．任何狀況下1 mol CO2和18 g H2O所含的分子數(shù)和原子數(shù)都相等【解析】　C項(xiàng)，壓強(qiáng)不確定，所以不能與22.4 L作比較答案】　C【題后歸納】　“22.4 L/mol”使用的2個(gè)要素(1)1個(gè)條件：必須為標(biāo)準(zhǔn)狀況非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol氣體的體積不一定是22.4 L因此在使用氣體摩爾體積時(shí)，一定要看清氣體所處的狀況2)1種狀態(tài)：必須為氣體如水、酒精、CCl4等物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體題組2　以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算3．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述正確的是(　　)A．常溫常壓下，11.2 L CO2所含原子數(shù)為1.5NAB．常溫常壓下，48 g O3含有的氧原子數(shù)為3NAC．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L H2中所含原子數(shù)為NAD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 L H2O所含分子數(shù)為NA/22.4【解析】　A項(xiàng)，常溫常壓下，11.2 L CO2的物質(zhì)的量不是0.5 mol，所含的原子數(shù)不是1.5NA；C項(xiàng)，22.4 L H2含有的原子數(shù)為2NA；D項(xiàng)，標(biāo)況下，H2O為液態(tài)不是氣態(tài)。

答案】　B4．(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8 L H2的質(zhì)量約為_(kāi)_______ g2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.01×1023個(gè)氧氣分子所占的體積約為_(kāi)_______L3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L氧氣所含的氧分子數(shù)約為_(kāi)_______個(gè)4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，16 g氧氣和42 g N2的混合氣體的體積約為_(kāi)_______ L解析】　(1)44.8 L H2的物質(zhì)的量為＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·mol－1＝4 g2)n(O2)＝＝0.5 mol，V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L3)n(O2)＝＝1.5 mol，N(O2)＝1.5×6.02×1023＝9.03×10234)n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故混合氣體的體積約為(0.5＋1.5) mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L答案】　(1)4　(2)11.2　(3)9.03×1023(4)44.85．現(xiàn)有m g某氣體，它由雙原子分子構(gòu)成，它的摩爾質(zhì)量為M g/mol若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則： (1)該氣體的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol2)該氣體所含原子總數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。

3)該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_______L4)該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為_(kāi)_______g/L解析】　(1)由n＝m/M可求2)由物質(zhì)的量可求得該氣體的分子數(shù)，進(jìn)一步可求得原子數(shù)3)由V＝n·Vm可求得該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積4)由質(zhì)量和已求得的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度答案】　(1)m/M　(2)2mNA/M　(3)22.4m/M(4)M/22.4阿伏加德羅定律及其推論[探究·升華][思考探究]阿伏加德羅定律及推論(1)同溫同壓下，1 L H2與1 L CO2含有的分子數(shù)相同嗎？【提示】　相同2)同溫同壓下，相同質(zhì)量的H2和O2所占的體積相同嗎？其體積比是多少？【提示】　不相同其體積比為∶＝16∶13)相同溫度下，向相同容積的密閉容器中分別充入1 mol H2和2 mol O2，容器中氣體的壓強(qiáng)比是多少？【提示】　同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量之比，即容器中氣體的壓強(qiáng)比為1∶24)同溫同壓下，H2和O2的密度之比為多少？【提示】　＝＝[認(rèn)知升華]升華1　阿伏加德羅定律同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子(或氣體的物質(zhì)的量相同)。

升華2　阿伏加德羅定律的推論相同條件結(jié)論公式語(yǔ)言表達(dá)T、p相同＝同溫、同壓下，氣體的體積與物質(zhì)的量成正比T、V相同＝同溫、同體積的氣體，其壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比T、p相同＝同溫、同壓下，氣體的密度與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比【特別提醒】(1)阿伏加德羅定律及其推論的適用范圍是單一氣體或混合氣體2) “三同定一同”：即溫度、壓強(qiáng)、氣體體積、氣體分子數(shù)四個(gè)量中其中三個(gè)量相同的任何氣體，另一個(gè)量也相同3)氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例[題組·沖關(guān)]1．在容積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿氣體O2、O3，當(dāng)這兩個(gè)容器內(nèi)溫度和壓強(qiáng)相等時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩種氣體的物質(zhì)的量不相等B．兩種氣體的質(zhì)量相等C．兩種氣體所含的原子數(shù)目相等D．兩種氣體的分子數(shù)目相等【解析】　等溫等壓等體積的氣體具有相等的物質(zhì)的量和分子數(shù)，A錯(cuò)誤，D正確；因其摩爾質(zhì)量不相等，故其質(zhì)量不相等，B錯(cuò)誤；因分子的組成不相同，在分子數(shù)相同的前提下，其原子數(shù)是不相同的，C錯(cuò)誤答案】　D2．下列敘述正確的是(　　)A．同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，其物質(zhì)的量必然相等B．任何條件下，等物質(zhì)的量的氧氣和一氧化碳所含的分子數(shù)必然相等C．1 L一氧化碳?xì)怏w一定比1 L氧氣的質(zhì)量小D．同溫同壓下，等體積的物質(zhì)所含的分子數(shù)一定相等【解析】　具有相同物質(zhì)的量的兩種由分子構(gòu)成的物質(zhì)具有相同的分子數(shù)。

因溫度、壓強(qiáng)不能確定，故1 L CO和1 L O2的物質(zhì)的量大小也不能確定，即二者的質(zhì)量大小無(wú)法比較答案】　B3．在同溫同壓下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它們所含的原子總數(shù)相等，則兩個(gè)容器的體積之比是(　　) A．2∶1　　 B．1∶2C．2∶3 D．1∶3【解析】　同溫同壓下，兩種氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比根據(jù)題意：n(H2)×2＝n(NH3)×4，則V(H2)×2＝V(NH3)×4，故V(H2)∶V(NH3)＝2∶1答案】　A【題后反思】　使用阿伏加德羅定律的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)一　適用范圍：任何氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體易錯(cuò)點(diǎn)二　定律中的同溫同壓，不一定指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下；氣體摩爾體積為22.4 L·mol－1只是一種特殊情況易錯(cuò)點(diǎn)三　定律中包含四同(同溫、同壓、同體積、同物質(zhì)的量)，只要其中有任意三個(gè)相同，則必有第四個(gè)相同，即“三同定一同”；若只有兩個(gè)相同，則另外兩個(gè)必定成比例，即“二同定比例”。