高中化学 第1章 第2节 课时2 气体摩尔体积教案 新人教版必修1

课时2 气体摩尔体积

目标与素养：1.了解气体摩尔体积及其单位。(宏观辨识)2.了解阿伏加德罗定律及应用。(宏观辨识与模型认知)3.掌握V、n、Vm之间的换算与计算。(证据推理)

一、决定物质体积大小的因素 1．物质体积大小的影响因素

结论：

(1)在同温同压条件下，粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不相同。 (2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。 2．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粒子。

微点拨：①决定气体粒子间距离的因素是温度和压强，温度越高，压强越小，粒子间距离越大。②气体粒子间间距远大于粒子大小，而固、液体粒子间间距很小，但大小差别较大。

二、气体摩尔体积

1．概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，常用的单位：L·mol或L/mol。 2．表达式：气体摩尔体积＝

气体所占的体积V，即Vm＝。

气体的物质的量n－1

3．影响因素：气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。

4．标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol，常温常压下，Vm≈24.5 L·mol。

标准状况下，1 mol O2与1 mol CO2和CO混合气体的体积均约是22.4 L吗？

提示：均是。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)一定温度、压强下，气体体积主要是由其分子的数目决定的。

( )

－1

－1

- 1 -

(2)在常温常压下，1 mol Fe与1 mol H2O的体积相同。 (3)在标准状况下，1 mol H2O和1 mol H2的体积均为22.4 L。 (4)气体的摩尔体积为22.4 L/mol时的状况一定为标准状况。 [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× 2．下列说法正确的是( ) A．1 mol任何气体的体积都是22.4 L

( ) ( ) ( )

B．在标准状况下，某气体的体积为22.4 L，则该气体的物质的量为1 mol，所含的分子数目约为6.02×10

C．当温度高于0 ℃时，一定量任何气体的体积都大于 22.4 L D．当压强大于101 kPa时，1 mol任何气体的体积都小于22.4 L [答案] B

3．在标准状况下，2.24 L气体的质量为3.2 g，则气体的物质的量为________，气体的相对分子质量为________。

[答案] 0.1 mol 32

23

1.标准状况下的气体摩尔体积 气体摩尔体积的有关计算

(1)1个条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时，一定要看清气体所处的状态。

(2)1种状态：必须为气体。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。 (3)2个数据：“1 mol”“约22.4”。 2．气体摩尔体积的适用范围

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0.2 mol H2

与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。

模型认知——气体摩尔体积计算思路

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①气体的物质的量n＝。 ②气体的密度ρ＝＝

VVm

mmM＝。

Vn·VmVm

VVm

③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。 ④气体的质量m＝n·M＝·M。

1．下列说法中正确的是( )

A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积约为22.4 L B．标准状况下，H2的气体摩尔体积约为22.4 L

C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L

D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol

D [A项，未指明标准状况；B项，气体摩尔体积的单位是L/mol；C项，标准状况下，H2O为非气态。]

2．(1)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________ g。 (2)标准状况下，3.01×10个氧气分子所占的体积约为____L。 (3)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为___ L。 (4)标准状况下，X2的密度为1.429 g/L，则X2的摩尔质量为__。 [解析] (1)44.8 L H2的物质的量为＝4 g。

3.01×10

(2)n(O2)＝23－1＝0.5 mol，

6.02×10 mol

23

23

VVm

44.8 L－1

－1＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·mol

22.4 L·mol

V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。

16 g

(3)n(O2)＝－1＝0.5 mol，

32 g·mol

n(N2)＝

42 g－1

－1＝1.5 mol，故混合气体的体积约为(0.5＋1.5) mol×22.4 L·mol

28 g·mol

＝44.8 L。

(4)M＝ρ标×22.4 L/mol≈32 g/mol。

[答案] (1)4 (2)11.2 (3)44.8 (4)32 g/mol

1.阿伏加德罗定律

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阿伏加德罗定律及应用

(1)内容：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)适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。

(3)“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。

2．阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言表达 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比 同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 T、p相同 T、V相同 T、p相同 V1n1＝ V2n2p1n1＝ p2n2ρ1M1＝ ρ2M23．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

D [氧气和臭氧等温度、等体积、等密度时，其质量一定相等；因二者的摩尔质量不相等，其物质的量一定不相等，压强不相等，分子数目不相等，但含有的氧原子数目相等。]

4．同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述正确的是( ) A．密度比为16∶11 B．分子个数比为16∶11 C．体积比为1∶1 D．氧原子个数比为1∶1

A [ρ(SO2)∶ρ(CO2)＝∶44＝16∶11；

mmN(SO2)∶N(CO2)＝n(SO2)∶n(CO2)＝∶＝11∶16；

44

V(SO2)∶V(CO2)＝n(SO2)∶n(CO2)＝11∶16；N(O)∶N(O′)＝n(SO2)∶n(CO2)＝11∶16。]

1．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是( ) A．气体的分子大小不同 B．气体的物质的量不同

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C．气体分子的化学性质不同 D．气体分子间的平均距离不同

B [同温同压下，决定气体体积的是气体分子数(物质的量)，与分子大小无关。] 2．下列说法正确的是 ( )

A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol

B．在标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体的体积约为22.4 L C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等

B [A项、D项，未指明标准状况；C项，物质不一定是气体。] 3．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( ) A．常温常压下，71 g Cl2中含有的Cl2分子数目为NA B．标准状况下，22.4 L CCl4中含有的碳原子数目为NA

C．标准状况下，22.4 L CO2和O2组成的混合气体中，含氧原子数为2NA D．2.1 g O2和2.7 g O3的混合气体所含氧原子数为0.3NA B [标准状况下CCl4为液体，不适用22.4 L·mol。]

4．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∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．1∶3

A [同温同压下，两种气体的体积之比等于物质的量之比。根据题意：n(H2)×2＝

－1

n(NH3)×4，则V(H2)×2＝V(NH3)×4，故V(H2)∶V(NH3)＝2∶1。]

5．已知1.28 g某气体氧化物(化学式为RO2)在标准状况下的体积为448 mL。 (1)该氧化物的摩尔质量为________。 (2)R的相对原子质量为________。

(3)与3.6 g水含有相同数目氧原子的该气体在标准状况下的体积为________。 [解析] (1)该气体的物质的量＝0.448 L÷22.4 L·mol＝0.02 mol，其摩尔质量＝1.28 g÷0.02 mol＝ g·mol。

(2)R的相对原子质量＝－32＝32。

(3)水的物质的量＝3.6 g÷18 g·mol＝0.2 mol，该气体的体积＝0.2 mol÷2×22.4 L·mol＝2.24 L。

[答案] (1) g·mol (2)32 (3)2.24 L

－1

－1

－1

－1

－1

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