2022_2023学年新教材高中化学第1章认识化学科学第3节化学中常用的物理量__物质的量第3课时物质的量浓度课件鲁科版必修第一册20220801127

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基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.通过对1 ml气体的体积的交流研讨,提出气体摩尔体积这个概念,理解气体摩尔体积的定义及影响因素,养成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.了解物质的量与微观粒子数之间的关系,能够运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积的相互关系进行简单计算,形成证据推理与模型认知的化学核心素养。3.通过对相同状况下不同气体的体积的研究,理解阿伏加德罗定律及其推论,并能够解决实际问题,养成证据推理与模型认知的化学核心素养。
一、物质体积的影响因素
【微点拨】气体的体积不但与气体的物质的量有关,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,必须指明相对应的温度和压强。
二、气体摩尔体积1.定义在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫作气体摩尔体积。符号为Vm。2.单位L·ml-1或 m3·ml-1。
3.标准状况下气体摩尔体积在标准状况(0 ℃、101 kPa)下任何气体的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1。 4.气体体积、气体摩尔体积、物质的量三者之间的关系
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相同数目的分子。2.应用:“三同”定“一同”
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。1.在标准状况下,1 ml O2与1 ml H2O的体积相同。(　　)2.在标准状况下,1 ml气体的体积约是22.4 L,在非标准状况下,1 ml气体的体积则一定不是22.4 L。(　　)3.同温同压下,等体积的两种气体单质一定具有相同的原子数。(　　)4.标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4 L。(　　)5.同温同体积条件下,等质量的SO2和O2两种气体对应的压强之比为1∶2。(　　)6.在相同条件下(均为气态),相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。(　　)
标准状况时的气体摩尔体积示意图
(1)标准状况下,1 ml气体的体积绝对等于22.4 L吗? 提示 不是。在标准状况下,1 ml气体的体积约为22.4 L。
(2)气体摩尔体积的适用范围是气体,是否必须为纯净的气体?提示 不是。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,并且混合气体中气体之间不能发生化学反应。如标准状况下,0.2 ml H2和0.8 ml O2组成的混合气体的体积约为22.4 L。
【微探究1】当1 ml气体的体积为22.4 L时,能否说明该气体一定处于标准状况?
提示 不能。标准状况下,1 ml气体的体积约为22.4 L,但1 ml气体的体积为22.4 L时,并不一定说明该气体处于标准状况下,比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体),也能使1 ml气体的体积变为22.4 L。
标准状况下,气体摩尔体积的相关计算
【例1】下列说法正确的是(　　)①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L　②0.5 ml H2所占体积为11.2 L　③标准状况下,1 ml H2O的体积为22.4 L　④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L　⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·ml-1　⑥标准状况下,体积相同的气体所含的分子数相同A.①③⑤B.④⑥C.②④⑥D.①④⑥
答案 B解析 ①物质在标准状况下不一定是气体;②没有限定处于标准状况下,0.5 ml H2所占体积不一定为11.2 L;③标准状况下, H2O不是气体;⑤各种气体的摩尔体积在标准状况下都约为22.4 L·ml-1。
易错警示计算中使用“22.4 L·ml-1”的三注意(1)使用“条件”:标准状况。(2)使用对象:必须是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。水、乙醇、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。(3)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1。其他条件下的气体摩尔体积不一定不是22.4 L·ml-1。
(2022辽宁沈阳高一期末)m g O2和N2的混合气体含有b个分子,则n g该混合气体在标准状况下的体积是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)
(1) 同温同压下,气体的体积大小与什么有关?提示 同温同压下,气体分子之间的距离相同,所以分子数越多,气体体积越大,即同温同压下,气体的体积与其物质的量的多少有关。(2)同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的质量吗?提示 不一定。同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的物质的量的分子,当气体的摩尔质量不同时,相同物质的量的气体的质量也不相同。
(3)相同容积的两个容器,一个盛放氧气,一个盛放氢气,若两容器的温度和压强相同,则两容器中气体分子数目有何关系?提示 两容器中的气体分子数目相同。
【微探究2】同温、同压下,不同气体的密度相同吗?
即“三同(T、p、V)”定“一同(N)”。注意同温、同压、同体积的气体所含分子数相同,但不同气体分子中所含原子数目不一定相同。
2.阿伏加德罗定律的重要推论
【例2】下列叙述不正确的是(　　)A.常温常压下,两种气体的密度之比等于摩尔质量之比B.在同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比C.在标准状况下,两种气体的体积之比等于摩尔质量之比D.在同温同压下,相同体积的两种气体的质量之比等于摩尔质量之比
(2022河北唐山高一期末)下面关于同温同压下的一氧化碳和氮气两种气体的判断不正确的是(　　)A.体积相等时密度不相等B.体积相等时分子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的原子数相等
答案 A解析 同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,一氧化碳和氮气的摩尔质量相等,则其密度相等,A错误;根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的气体,分子数一定相等,B正确;根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的气体,分子数一定相等,一个CO的电子数为14,一个N2的电子数也为14,故电子数相等,C正确;质量相等时,设质量都是1 g,则物质的量都是 ml,因为N2和CO均为双原子分子,故质量相等时具有的原子数相等,D正确。
已知参与反应的各物质的物理量之间的比例关系如下:　　　　 aA+　bB == cC +　 dD系数比: a　∶b　 ∶c　 ∶d质量比: aMA　∶bMB　∶cMC　∶dMD物质的量比:a　∶b　 ∶c　 ∶d
(1)在相同条件下,若上述反应中参加反应的物质均为气态,则反应的各气体体积之间有怎样的定量关系?提示 在同温同压下,参加反应的气体体积之比等于化学方程式中各物质化学式之前的系数之比,即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)=a∶b∶c∶d。
(2)已知下列反应中各物质的定量关系:　　　 2H2(g)　 +　 O2(g) ==　 2H2O(l)系数 2 1 2物质的量 2 ml 1 ml 2 ml质量 2 ml×2 g·ml-11 ml×32 g·ml-1 2 ml×18 g·ml-1
标准状况 2 ml× 1 ml× 下气体体积22.4 L·ml-1 22.4 L·ml-1
计算标准状况下4.48 L H2与足量O2反应生成H2O的质量。
提示 方法一:先把4.48 L换算成物质的量为0.2 ml,再根据物质的量之比等于化学方程式中化学式前的系数之比算出可生成0.2 ml H2O,最后用公式m=n×M算出H2O的质量为3.6 g。方法二:找出直接关系。44.8 L H2生成36 g H2O,则4.48 L H2生成3.6 g H2O。
【微探究3】在化学反应中,反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量吗?提示 不一定。化学反应过程中,反应前后物质的总质量不变,但物质的总物质的量可能不变、减小或增大,与化学方程式中各物质化学式前的系数有关。
根据化学方程式的计算物质的量应用于化学方程式的计算,其步骤可归纳为“2个未知”和“2个式子”。即根据题意设未知量,根据化学方程式列关系式,根据关系式列比例式,根据比例式求未知数。(1)设未知量:根据题意设出未知量。(2)列关系式:根据方程式列关系式时,不同的物质,可以用不同的单位,同一种物质只能用同一种单位,即上下单位相同,左右单位对应。
(3)列比例式:根据关系式列比例式时,要注意比例式等号两边物质的比例关系要相对应。(4)求未知数:根据比例式求未知数,要注意挖掘题干中对数字位数要求的隐含信息,主要体现为保留小数点后几位或保留几位有效数字。
【例3】(1)将9.2 g钠投入足量的水中,生成NaOH　　　 g,生成H2的体积在标准状况下为　　　　　。 (2)400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6 L Cl2(标准状况)完全反应,生成NaClO的物质的量为　　　　　。 
答案 (1)16　4.48 L　(2)0.25 ml
解析 (1)依据题意→写出正确的化学方程式→找出量的关系→列比例求解2Na+2H2O==2NaOH　+　H2↑46 g 80 g 22.4 L9.2 g m(NaOH)V(H2)
2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O1 ml 1 ml0.25 mln(NaClO)0.25 ml∶n(NaClO)=1∶1,则n(NaClO)=0.25 ml。
变式训练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1.12 L。(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?
解 设需要过氧化钠的质量为m,生成NaOH的物质的量为n,则2Na2O2+2H2O==4NaOH　+　O2↑2×78 g 4 ml22.4 Lm(Na2O2)n(NaOH)1.12 L
答:(1)至少需要称取过氧化钠7.8 g。(2)反应后生成NaOH的物质的量为0.2 ml。
学以致用•随堂检测全达标
1.下列说法正确的是(　　)A.1 ml固体或液体的体积主要由微粒间距离决定B.1 ml气体的体积主要由微粒的大小决定C.O2的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1D.气体微粒间的距离受温度和压强影响大,固体或液体微粒间的距离受温度和压强影响小
答案 D解析 物质三态中气体分子之间的间隔最大,固体或液体中粒子间隔较小,则1 ml固体或液体的体积主要由粒子的大小决定,A错误;气体的体积受分子数目、分子之间距离及粒子大小影响,相同条件下气体分子间的距离远大于粒子的大小,则气体的体积大小主要受分子数目、分子之间距离影响,因此在相同条件下1 ml气体的体积主要由分子间距离决定,B错误;状况未知,气体的摩尔体积不确定,在标准状况下O2的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1,C错误;气体微粒间的距离受温度和压强影响大,固体或液体微粒间的距离受温度和压强影响小,D正确。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(　　)A.常温常压下,含有NA个氮原子的氮气体积约为11.2 LB.标准状况下,64 g SO2中含有的原子数为3NAC.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NAD.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
解析 含有NA个氮原子的氮气的物质的量为0.5 ml,标准状况下体积为11.2 L,常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·ml-1,故A错误;标准状况下, 64 g SO2的物质的量为 =1 ml,含有的原子数为3NA,故B正确;常温常压下,气体摩尔体积大于22.4 L·ml-1,故11.2 L氯气的物质的量小于 0.5 ml,则分子数小于0.5NA,故C错误;标准状况下,H2O不是气体,故D错误。
3.下列有关说法正确的是(　　)A.22.4 L任何气体,其物质的量均为1 mlB.非标准状况下,1 ml任何气体体积一定不是22.4 LC.0.6 ml H2、0.2 ml O2和0.2 ml CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 LD.气体摩尔体积指的是在标准状况下1 ml气体的体积
答案 C解析 22.4 L气体所处条件未知,A错误;在非标准状况下,1 ml气体的体积不一定是22.4 L,故B错误;标准状况下气体摩尔体积是22.4 L·ml-1,0.6 ml H2、0.2 ml O2和0.2 ml CO2组成的混合气体共1 ml,混合气体的体积约为22.4 L,故C正确;气体摩尔体积指的是单位物质的量的气体所占的体积,不一定在标准状况下,故D错误。
4.(2022江西赣州高一期末)下列叙述正确的是(　　)A.标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同B.28 g CO的体积为22.4 LC.两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同D.同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
答案 D解析 标准状况下,HCl是气体,H2O是非气体,1 L HCl和1 L H2O的物质的量不同,A错误;28 g CO的物质的量为1 ml,但其体积不一定是22.4 L,B错误;两种物质的物质的量相同,若均为气体,在标准状况下的体积相同,否则可能不同,C错误;同温同体积时,气体的压强与其物质的量成正比,气体的物质的量越大,压强越大,D正确。
5.(2022黑龙江齐齐哈尔高一期末)物质的量是把宏观物质和微观粒子联系起来的纽带。下列说法正确的是(　　)A.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1B.在标准状况下,等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2C.等质量的甲烷和氧气的原子数之比为5∶1D.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比为2∶1