2025年高中化学新教材同步 必修第一册 第2章　第3节　第2课时　气体摩尔体积.docx

第三节物质的量

第2课时气体摩尔体积

[核心素养发展目标]1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。

一、气体摩尔体积

1.决定物质体积大小的因素

(1)物质的体积与聚集状态的关系

思考1在一定条件下,1mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论?

气体

0℃、101kPa时的体积/L

液体

20℃时的体积/cm3

固体

20℃时的体积/cm3

H2

22.4

H2O

18.0

Fe

7.12

O2

22.4

H2SO4

53.6

Al

10.0

结论:同温同压下,1mol不同的固态物质或液态物质的体积差别较大。同温同压下,1mol气体的体积近似相等。

(2)气体体积与温度、压强的关系

思考2已知1mol不同气体在不同条件下的体积:

化学式

条件

1mol气体体积/L

H2

0℃,101kPa

22.4

O2

0℃,101kPa

22.4

CO

0℃,101kPa

22.4

H2

0℃,202kPa

11.2

CO2

0℃,202kPa

11.2

N2

273℃,202kPa

22.4

NH3

273℃,202kPa

22.4

Ⅰ.从上表分析得出结论:

①1mol任何气体,在标准状况下的体积都约为。?

②1mol不同的气体,在不同的条件下,体积(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。?

Ⅱ.理论依据:相同温度和压强下,1mol任何气体的体积几乎相等,原因是①,?

②__________________________________________________________,?

③_________________________________________________________。?

提示Ⅰ.①22.4L②不一定Ⅱ.①气体的粒子数相同②粒子间的距离相同③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略

(3)物质体积的影响因素

结论:在相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。

2.气体摩尔体积

(1)气体摩尔体积

(2)标准状况下的气体摩尔体积

特别提醒①n=VVm,只适用于气态物质(单一或者混合气体),对于固态和液态物质(如水、酒精、碳、三氧化硫等)均不适用。②标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1,Vm与温度、压强有关

思考3完成下列问题。

(1)标准状况下,某气体的密度为1.43g·L-1,则该气体的摩尔质量约为。?

(2)标准状况下,0.51g某气体的体积为672mL,则该气体的摩尔质量为。?

(3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2L,质量为61g,则混合气体的平均摩尔质量约为。?

(4)在标准状况下,H2和HCl的混合气体密度为1.25g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为。?

答案(1)32.03g·mol-1(2)17g·mol-1

(3)34.9g·mol-1(4)28g·mol-1

解析(1)气体的摩尔质量M=Vm·ρ,代入数据求得M≈32.03g·mol-1。

(2)标准状况下,0.51g某气体的体积为672mL,该气体的物质的量为0.672L22.4L·mol-1=0.03mol,摩尔质量为0.51g0.03mol=17g·mol-1。(3)混合气体的M=m总

(4)M=Vm·ρ=22.4L·mol-1×1.25g·L-1=28g·mol-1。

标准状况下(0℃,101kPa),气体摩尔体积的有关计算

①气体的物质的量n=V22.4

②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρg·mol-1;混合气体的平均摩尔质量M=m总n总=22.4ρ混g·

③气体的分子数N=n·NA=V22.4·NA

④气体的质量m=n·M=V22.4·Mg

1.判断正误

(1)一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小和数目决定 ()

(2)在常温常压下,11.2LCl2含有的分子数为0.5NA ()

(3)标准状况下,2molCO2的气体摩尔体积为44.8L·mol-1 ()

(4)标准状况下的Vm=22.4L·mol-1,那么Vm=22.4L·mol-1时也一定是标准状况 ()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×

2.(1)标准状况下,33.6LCl2的物质的量是,16gO2所占体积约是。?

(2)标准状况下,含有1.5