高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 化学中常用的物理量——物质的量学案及答案

第1章　认识化学科学

第3节　气体摩尔体积（第二课时）

1、知道决定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。

2、知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。

3、能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。

1、气体摩尔体积的概念和有关计算。

2、内部结构因素对物质体积影响的罗技推理过程。

请写出他们之间的转化关系：

【交流研讨1】根据下表1 mol 物质的体积数据结合物质状态你得出什么结论?

【学生思考1】影响物质体积的因素是什么呢？

            1、25 个乒乓球与 100 个乒乓球分别紧密堆积，哪一堆的体积更大？

2、25 个乒乓球与 25 个网球分别紧密堆积，哪一堆的体积更大？

3、25个乒乓球紧密堆积，另外25个乒乓球松散堆积，哪一堆的体积更大？

【学生总结1】影响物质体积的因素：                                             。

1、固体和液体粒子间的距离非常小，它们的体积主要取决于粒子的     和      。

2、气体粒子间的距离远远大于粒子本身的直径。气体体积主要取决于粒子的      和粒子的     。

3、气体分子间距受哪些因素影响？      和      

一、决定物质体积大小的因素

【学生思考2】类比摩尔质量，能否给出气体摩尔体积的定义？

二、气体摩尔体积(Vm)

1、定义：                              。

2、公式：               。

3、单位:            。

4、取值：标准状况(0 ℃，101 kPa)下[STP],  气体摩尔体积    为       。

5、  注意

（1）适用范围:                     。

（2）状况：                                 。

（3）定量：             。

（4）Vm＝22.4 L · mol-1 的成立条件:                      。

（5）22.4 L · mol-1为                 。

（6）比较气体体积必须指明      和          。

（7）并不是只有标准状况下， Vm ＝22.4 L · mol-1 。

【课堂练习】

例1　下列关于物质体积影响因素的叙述中不正确的是

A.1 mol固态或液态物质的体积主要取决于它们的粒子大小

B.1 mol气态物质的体积的大小主要取决于气体粒子间的距离

C.同温同压下，任何气体粒子间的距离都近似相等

D.同温同压下，粒子(或分子)数相同的任何物质的体积都相同

例2　下列叙述正确的是

A.1 mol任何气体的体积都为22.4 L

B.1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L

C.只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L/mol

D.标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量都是1 mol

【易错总结】

(1)气体摩尔体积只适用于单一气体或混合气体。标准状况下固体或液体的摩尔体积不是22.4 L/mol。

(2)气体摩尔体积与压强和温度有关。常温常压下气体摩尔体积不是22.4 L/mol，非标准状况下，气体摩尔体积有可能为22.4L/mol。

【课堂练习】

例3　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，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA

B.常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA

C.标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NA

D.标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA

【归纳总结】——使用“22.4 L/mol”要“三看”

(1)看所处条件：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。

(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气态物质。

(3)看数值单位：单位是L/mol，而不是L；数值“22.4”为近似值。

三、阿伏加德罗定律

定律：                                                                     。

推论：

【课堂练习】

例4　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.1 L一氧化碳气体一定比1 L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

例5　两个体积相同的密闭容器，一个盛有氯化氢，另一个盛有H2和Cl2的混合气体，在同温同压下，两个容器内的气体一定具有相同的

①质量　②密度　③分子总数　④原子总数

A.①②    B.②④    C.③④   D.①③

【归纳总结】

写出所有的转化关系：

【课堂检测】

1. 判断正误。

(1) 4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。   (     )

(2) 任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L。              (     )

(3) 只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L。      (     )

2. 100 ℃，101 kPa下，1.5 mol空气所占体积为_______。标准状况下，1.5 mol空气所占体积为_____。

3. 标准状况下，5.6 L NH3的物质的量为______mol。标准状况下，5.4 L H2O的物质的量为_____mol。

4. 同温同压下，相等质量的NH3和CO2相比，体积较大的是________________________。

同温同压下，相等体积的NH3和CO2相比，物质的量大小关系是___________________。

1．当温度和压强一定时，决定气体体积大小的主要因素是(　　)

A．分子直径的大小       B．分子间距离的大小

C．分子间引力的大小     D．分子数目的多少

【答案】D

2．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是(　　)

A．相同物质的量的气体摩尔体积也相同

B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L

C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L/mol

D．一定物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积

【答案】C

3．在标准状况下，由0.5gH2、11gCO2和4gO2组成的混合气体，其体积约为(　　)

A．8.4L     B．11.2L    C．14.0L     D．16.8L

【答案】C

【解析】求标准状况下互不反应的混合气体的体积与单一气体求法相同，只要求出总物质的量，然后乘以22.4 L/mol即可。

4．在标准状况下，与12gH2的体积相等的N2(　　)

A．质量为12g              B．物质的量为6mol

C．体积约为22.4L          D．分子数约为6.02×1023

【答案】B　

【解析】12 g H2的物质的量为6 mol，则N2的物质的量也为6 mol；6 mol N2的质量为168 g；体积约为134.4 L(标准状况)；分子数约为3.612×1024。故应选B。

5．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　)

A．质量相等的N2和CO             B．体积相等的CO和C2H4

C．等温、等体积的O2和N2              D．等压、等体积的N2和CO2

【答案】A　

【解析】只要物质的量相等，则气体的分子数必相等。等质量的N2和CO，摩尔质量也相等，都是28 g/mol，则其物质的量相等，分子数也相等。

6．相同条件下，等物质的量的两种气体一定满足(　　)

A．体积均为22.4L          B．具有相同的体积

C．是双原子组成的分子     D．所含原子数目相同

【答案】B　

【解析】相同条件(同温、同压)下，相同体积的气体具有相同的分子数(即相同的物质的量)，则具有相同物质的量的气体必具有相同的体积。

7．下列物质中，含氢原子数目最多的是(　　)

A．0.9 mol H2O   B．0.3 mol H2SO4   C．0.2 mol NH3   D．0.4 mol CH4

【答案】A

8．在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2L，质量为61g。则两种气体的物质的量之和为________mol，其中CO2为________mol，CO占总体积的________%。

【答案】1.75　0.75　57.1

【解析】(1)两种气体的物质的量之和为：＝1.75mol。(2)设混合气中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则有x＋y＝1.75,28g/mol·x＋44 g/mol·y＝61g，解得：x＝1mol，y＝0.75mol。　(3)CO的体积分数即为物质的量分数，为×100%≈57.1%。

9．4.8gO2和0.2molCO2，它们的物质的量之比是________，质量之比是________，在同温同压下的体积之比是________。

【答案】3∶4　6∶11　3∶4

【解析】n(O2)＝4.8g/32g/mol＝0.15mol，m(CO2)＝0.2mol×44g/mol＝8.8g。它们的物质的量之比是0.15mol∶0.2mol＝3∶4，质量之比是4.8g∶8.8g＝6∶11，在同温同压下体积之比等于其物质的量之比即3∶4。

10. 在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体为6.72L，质量为12g，此混合物中CO和CO2物质的量之比是______，CO的体积分数是______，CO的质量分数是______，C和O原子个数比是________，混合气体的平均相对分子质量是____________，密度是______g/L。

【答案】1∶3　25%　17.5%　4∶7　40　1.79

【解析】气体的总物质的量为n＝V/Vm＝6.72 L/22.4L/mol＝0.3 mol，所以n(CO)＋n(CO2)＝0.3 mol；n(CO)·28 g/mol＋n(CO2)·44g/mol＝12g，求得n(CO)＝0.075mol，n(CO2)＝0.225mol。