高中化学第二章 海水中的重要元素——钠和氯第三节 物质的量第二课时学案设计

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第二课时 气体摩尔体积





1．决定气体的体积的主要因素有( )


①气体的分子个数 ②气体分子的大小 ③气体分子间的平均距离 ④气体分子的相对分子质量


A．①② B．①③ C．②③ D．②④


答案 B


解析 由于气体粒子间距离较大，远大于粒子的直径，所以粒子大小可以忽略不计，故决定气体体积的因素主要为构成气体的粒子数和粒子间的距离，与气体的相对分子质量无关，故B正确。


2．下列关于气体摩尔体积的说法不正确的是( )


A．指单位物质的量的气体所占的体积


B．常用单位为L·ml－1或m3·ml－1


C．常温常压下，1 ml任何气体的体积均约为22.4 L


D．其数值不是固定不变的，受温度和压强影响


答案 C


解析 A项，即为气体摩尔体积的概念。B项，给出的是气体摩尔体积的常用单位。C项，应为标准状况下。D项，气体摩尔体积受温度和压强的影响。





(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·ml－1。


(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·ml－1，非标准状况下，气体摩尔体积有可能为22.4 L·ml－1。


3．下列说法正确的是( )


A．1 ml任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·ml－1


B．25 ℃、101 kPa下，相同体积的H2和O2具有相同的分子数


C．1 ml气体的体积为22.4 L，则该气体一定处于标准状况下


D．2 ml CO2的体积约为44.8 L


答案 B


解析 A项，前提是在标准状况下。B项，同温同压下，相同体积的气体具有相同的分子数。C项，该气体不一定处于标准状况下。D项，没有指出气体所处的条件，无法计算气体的体积。


4．两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


答案 C


解析 同温同压下，两个容器体积相同，则所含的分子数相同，又因HCl、H2、Cl2都是双原子分子，故原子总数也相同，但质量、密度不一定相同。


5．下列叙述正确的是( )


A．标准状况下，两种气体的体积之比等于摩尔质量之比


B．常温常压下，两种气体的物质的量之比等于密度之比


C．同温同压下，两种气体的摩尔质量之比等于密度反比


D．同温同体积时，两种气体的物质的量之比等于压强之比


答案 D


解析 A项，气体的体积之比等于物质的量之比。B项，气体的物质的量之比等于分子数之比，也等于体积之比。C项，气体的摩尔质量之比等于密度之比。D项，同温同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比。





正确地理解阿伏加德罗定律


(1)适用范围：适用于任何气体(单一气体或混合气体)，不适用于液体或固体。


(2)“三同定一同”：同温、同压、同体积和同分子数，只要有三“同”成立，则另一“同”就必定成立。


6．标准状况下，0.5 ml O2的体积是( )


A．0.5 L B．12.25 L


C．11.2 L D．22.4 L


答案 C


解析 V＝n·Vm＝0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L。


7．某气体的质量为9.2 g，在标准状况下的体积为4.48 L，则该气体的摩尔质量为( )


A．18.4 B．18.4 g·ml－1


C．46 D．46 g·ml－1


答案 D


解析 n＝eq \f(4.48 L,22.4 L·ml－1)＝0.2 ml，M＝eq \f(9.2 g,0.2 ml)＝46 g·ml－1。





气体摩尔质量的计算方法


(1)定义式法：M＝eq \f(m,n)。


(2)标准状况下气体密度法：M＝Vmρ标＝22.4 L·ml－1×ρ标(ρ标的单位是g·L－1)。


(3)气体相对密度法：M＝M1D相对即eq \f(M,M1)＝eq \f(ρ,ρ1)＝D相对，其中D相对又叫相对密度。


8．在同温同压下，11.5 g气体A所占的体积和8 g O2所占的体积相同，则气体A的相对分子质量为( )


A．46 B．28 C．44 D．64


答案 A


解析 eq \f(11.5 g,MA)＝eq \f(8 g,32 g·ml－1)，


M(A)＝eq \f(11.5 g×32 g·ml－1,8 g)＝46 g·ml－1。


9．下列两种气体的分子数一定不相等的是( )


A．质量相等、密度不等的N2和C2H4


B．等体积、等密度的CO和C2H4


C．等温、等压、等体积的O2和N2


D．常温常压下，等质量的NO和CO


答案 D


解析 A项，二者的摩尔质量均为28 g·ml－1，由n＝eq \f(m,M)可知，质量相等，则物质的量相等，所含分子数相等；B项，根据m＝ρV可知，相同体积、相同密度的CO和C2H4的质量相等，又因二者的摩尔质量相同，则由n＝eq \f(m,M)可知，二者的物质的量相等，所含分子数相等；C项，相同温度、相同压强、相同体积的氧气和氮气的物质的量相等，则所含分子数相等；D项，相同质量的NO和CO，二者的摩尔质量分别为30 g·ml－1、28 g·ml－1，根据n＝eq \f(m,M)可知，二者的物质的量不相等，则含有的分子数不相等。


10．下列说法正确的是( )


A．在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为0.5NA


B．标准状况下，22.4 L H2和O2的混合物所含分子数为NA


C．标准状况下，18 g H2O的体积是22.4 L


D．1 ml SO2的体积是22.4 L


答案 B


解析 常温常压下的气体摩尔体积不是22.4 L/ml，故常温常压下11.2 L N2的物质的量不是0.5 ml，A错误；标准状况下，1 ml任何气体的体积都约为22.4 L，其分子数为NA，B正确；标准状况下，H2O不为气体，C错误；未指明是标准状况，1 ml SO2的体积不一定是22.4 L，D错误。





正确地应用22.4 L/ml进行计算


(1)看所处条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 ml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·ml－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。


11．现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·ml－1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：


(1)该气体的物质的量为________。


(2)该气体所含原子总数为________。


(3)该气体在标准状况下的体积为________。


(4)该气体在标准状况下的密度为________。


(5)该气体一个分子的质量为________。


答案 (1)eq \f(m,M) ml (2)eq \f(2mNA,M) (3)eq \f(22.4m,M) L


(4)eq \f(M,22.4) g·L－1 (5)eq \f(M,NA) g


解析 根据标准状况下，气体体积相关计算关系n＝eq \f(m,M)＝eq \f(N,NA)＝eq \f(V,22.4)进行求解；由质量和标准状况下的体积可求气体的密度，也可由M＝Vm·ρ求气体的密度；气体摩尔质量(M g·ml－1)与阿伏加德罗常数(NA)的比值，即为一个分子的质量。


12．(1)相同条件下，某容器共收集到1体积CO2、3体积H2，该容器中CO2、H2的物质的量之比是________；若该容器收集的CO2、H2两种气体所含分子数相等，则CO2、H2的质量之比是________。


(2)44 g M和49 g N恰好完全反应生成76 g B和一定量的气体F。若F的相对分子质量为34，则标准状况下F的体积为________。


(3)已知A是二价金属，82 g该金属的硝酸盐中含有6.02×1023个硝酸根离子，则该硝酸盐的摩尔质量为________。


答案 (1)1∶3 22∶1 (2)11.2 L


(3)164 g·ml－1


解析 (1)相同条件下，CO2和H2的体积之比等于物质的量之比；两种气体所含分子数相同，即二者物质的量相同，则质量之比等于摩尔质量之比，为44∶2＝22∶1。


(2)根据质量守恒可求出m(F)＝44 g＋49 g－76 g＝17 g，n(F)＝eq \f(17 g,34 g·ml－1)＝0.5 ml，在标准状况下V(F)＝0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L。


(3)该硝酸盐的化学式为A(NO3)2，n(NOeq \\al(－,3))＝1 ml，即82 g A(NO3)2为0.5 ml，则M[A(NO3)2]＝eq \f(82 g,0.5 ml)＝164 g·ml－1。