高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 物质的化学计量学案设计

第2课时　气体摩尔体积

课程目标

1．了解气体摩尔体积的含义。

2．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。

3．理解阿伏加德罗定律及其简单计算。

图说考点

学业基础——自学·思记·尝试

[新知预习]

1．影响物质体积大小的因素

(1)物质体积的大小取决于构成这种物质的________、微粒的大小和______________这三个因素。

(2)

 2．阿伏加德罗定律

(1)同温同压下，相同体积的任何气体都含有________的分子。

(2)影响气体体积的因素有气体的________、________和________。

3．气体摩尔体积

[即时自测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。(　　)

(2)同温同压下，1 mol气体的体积均为22.4 L。(　　)

(3)标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(　　)

(4)两种气体分子的分子数相同，体积也相同。(　　)

(5)同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(　　)

2．气体的体积主要由以下哪些因素决定(　　)

①气体分子的直径　②气体物质的量的多少　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

3．下列叙述正确的是(　　)

A．1.5 mol O2体积是33.6 L

B．在标准状况下，2 mol H2的体积是44.8 L

C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同

D．气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L

4．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·mol－1

C．46     D．46 g·mol－1

5．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

核心素养——合作·探究·分享

提升点1　气体摩尔体积的计算

[例1]　在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的(　　)

A．质量为12 g　　  B．物质的量为6 mol

C．体积为22.4 L     D．物质的量为12 mol

[提升1]　下列说法正确的是(　　)

如果是“2 8 g N2和CO2的混合气体”，D选项正确吗？A.在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L

B．1 mol氢气所占的体积一定是22.4 L

C．标准状况下，6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L

D．标准状况下，28 g N2与CO的混合气体，体积为22.4 L

关键能力

1.各量之间的关系

2．对应计算式

①气体的物质的量n＝；②气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ(标准状况，ρ：g·L－1)；③气体的分子数N＝n·NA＝·NA；④气体的质量m＝n·M＝·M。

状元随笔　使用22.4 L·mol－1时注意：

①条件：必须为标准状况，因此使用时，一定要看清气体所处的条件。

②物质状态：必须为气体。如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。

③数值：22.4 L·mol－1是近似值。

提升点2 影响气体体积的因素

[例2]　下列叙述正确的是(　　)

A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定

B．一定温度、压强下，气体体积由气体的物质的量的多少决定

C．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L

D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不相等

[提升2]　关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②所含碳原子数与氮原子数相等；③所含分子数相等，其中正确的是(　　)

A．①②③    B．②③

C．①②      D．①③

[核心能力]

关于气体“T、p、V、n”的判断

所谓的“三同定一同”：即温度、压强、气体体积、气体分子数四个量中其中三个量相同的任何气体，另一个量也相同。

学考评价——夯实·测控·演练

1．(双选)下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)

A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距

B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积

C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同

D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越小

2．常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　)

3．在标准状况下，将1 g H2、11 g CO2和4 g O2混合，该混合气体的体积约为(　　)

A．16.8 L    B．14 L

C．19.6 L    D．8.4 L

4．标准状况下，a g气体A和b g气体B的体积相同，下列叙述正确的是(　　)

A．A和B的原子个数比是1∶1

B．A和B的密度之比为b∶a

C．A和B的摩尔质量比是a∶b

D．A和B的摩尔质量比是b∶a

5．(1)现有34 g某气体，摩尔质量为17 g·mol－1，则：

①该气体的物质的量为________mol。

②该气体所含分子数为________NA。

③该气体在标准状况下的体积为________L。

(2)________ g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。

练后感悟

(1)气体摩尔体积的描述对象是气态物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。

(2)不同温度和压强下，气体摩尔体积不同，例如在25 ℃、101 kPa时，Vm＝24.5 L·mol－1。因此，在讨论气体摩尔体积时，必须注明气体所处的温度和压强。

第2课时　气体摩尔体积

学业基础

新知预习

微粒的数目　微粒之间的距离　不同　相同　相同数目　物质的量　温度　压强　物质的量　体积　Vm　 L·mol－1　　273 K　101 kPa　22.4  L·mol－1

即时自测

1．答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

2．解析：气体的体积主要取决于气体分子数和分子间平均距离。

答案：C

3．解析：不是标准状况下，无法计算1.5 mol氧气的体积，A项错误；标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L/mol，2 mol氢气的体积为44.8 L，B项正确；根据分子数N＝NA，不同的气体，若体积不同，分子数与气体摩尔体积有关，因未指明状态，则Vm未知，故分子数可能不同也可能相同，C项错误；气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，在标准状况下，1 mol气体的体积为22.4 L，D项错误。

答案：B

4．解析：n＝＝0.2 mol，M＝＝46 g·mol－1。

答案：D

5．解析：若A容器与B容器中原子总数相等，则其分子数之比为2∶1，根据阿伏加德罗定律，两容器体积之比为2∶1。

答案：A

核心素养

例1　【解析】　12 g H2的物质的量为6 mol，因二者体积相等，所以N2的物质的量也为6 mol，B正确、D错误，N2的质量为：28 g/mol×6 mol＝168 g，A错误；体积为22.4 L/mol×6 mol＝134.4 L，C错误。

【答案】　B

提升1　解析：A项中的水、C项中的Cu均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B项未指明温度、压强；D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol，则其体积V＝n·Vm＝·Vm＝×22.4 L/mol＝22.4 L，D正确。

答案：D

例2　【解析】　一定温度和一定压强下，气体的体积由分子数多少决定，故A项错误；气体摩尔体积是指1 mol任何气体在一定温度和压强下所占的体积，22.4 L是标准状况下的体积，故C项错误；对于不同的气体，若气体体积不等，则它们所含的分子数有可能相等，故D项错误。

【答案】　B

提升2　解析：同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g·mol－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误。

答案：D

学考评价

1．解析：A项，从微观角度来说，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定。B项，粒子数相同的气体的物质的量相同，则相同条件下体积也相同。C项，该结论只适用于气态物质。D项，等质量的H2压强越小、温度越高，气体体积越大。

答案：CD

2．答案：D

3．解析：1 g H2、11 g CO2、4 g O2的物质的量分别为0.5 mol、0.25 mol、0.125 mol，其物质的量共为0.875 mol，在标准状况下其体积为0.875 mol×22.4 L/mol＝19.6 L，C正确。

答案：C

4．解析：A项，体积相同，分子数相同，无法确定其原子数的关系；B项，体积相同，密度之比等于质量之比a∶b；C项，体积相同，则物质的量相同、摩尔质量之比等于质量之比a∶b。

答案：C

5．解析：(1)该气体的物质的量为34 g/(17 g·mol－1)＝2 mol，分子数为2NA，在标准状况下的体积为22.4 L·mol－1×2 mol＝44.8 L。(2)标准状况下22.4 L CO2是1 mol，氧原子的物质的量是2 mol，故水是2 mol，即36 g。

答案：(1)①2　②2　③44.8　(2)36