(人教版)新高一化学暑假衔接第10讲 气体摩尔体积(学生版+教师版)讲义
展开1.在已有知识的基础上理解气体摩尔体积的概念及相关计算。
2.理解决定物质体积的因素及其体积差异的原因。
3.通过气体摩尔体积的学习,培养探究反应或问题实质的意识。
4.通过分析物质体积大小的影响因素,加强对宏观与微观的联系,培养对抽象问题的分析、归纳、推理和总结的能力。
一、 决定物质体积大小的因素
1.物质体积大小的影响因素
(1)影响物质体积的因素
(2)粒子数目相同时不同物质的体积关系
1 ml不同的固态物质或液态物质含有的粒子数相同,而__________是非常小的,这就使得固态物质或液态物质的体积主要取决于__________。但因为不同物质的粒子大小是不相同的,所以,1ml不同的固态物质或液态物质的体积是__________。
对于气体来说,__________(一般指平均距离)远远大于粒子本身的直径,所以,当粒子数相同时,气体的体积主要取决于__________。而在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,因此,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
二、 气体摩尔体积
1. 定义:一定温度和压强下,单位__________的气体所占有的__________,叫做气体的摩尔体积
2. 符号:__________
3. 单位:__________ (或L/ml)
4. 计算公式:__________
5. 数值:在标准状况(温度为0℃,压强为101 KPa)下,气体摩尔体积为__________L·ml-1
影响气体摩尔体积的因素:气体摩尔体积的数值取决于气体所处的__________和__________。①升高温度:气体摩尔体积__________;②增大压强:气体摩尔体积__________。
【温馨提示】对气体摩尔体积的理解
(1)1个条件:必须为__________。非标准状况下,1 ml气体的体积不一定是22.4 L。
(2)1种状态:物质的聚集状态必须是__________。如水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 ml”,“约为22.4 L”。
(4)对象:标准状况下(0℃和101 kPa)时,气体摩尔体积约等于22.4 L/ml(“约”字很重要)
(5)注意:①标准状况下,1ml任何气体的体积都约为__________
②标准状况:温度0℃,压强为101kPa
③标准状况下Vm=__________
④物质在标准状况下为气体,若不是或均不能用22.4 L·ml-1进行计算。
(6)比较
三、阿伏加德罗定律
在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,这是理解气体体积的理论基础。
1. 定律:同温同压下,相同体积的任何气体具有相同的__________ (即物质的量相同)。
【说明】同温、同压、同体积、同分子数,共同存在,相互制约,“三同”定“一同”。
2. 推论
①同温、同压:气体的体积与物质的量成__________;
②同温、同压:气体的密度与摩尔质量成__________;
③同温、同体积:气体的压强之比与其物质的量成__________;
④同温、同压、同体积:气体的质量与摩尔质量成__________。
3. 适用范围:适用于__________物质,即不但适用于__________气体(如N2),也适用于__________气体(如N2和O2的混合气体)。
【拓展提升】(1)理想气体状态方程——阿伏伽德罗定律推论
pV=nRT
说明:p为压强,V为体积,n为物质的量,R为常数,T为温度
【技巧点拨】可通过理想气体状态方程:pV=nRT进行推导。
注意:当题目出现“体积”、“L”等字样时(除溶液),按以下步骤:
①看条件:标准状况 / 0℃,101 kPa / 273 K,101 kPa
非标准状况 / 常温常压 / 25℃,101 kPa / 298 K,101 kPa
②看对象:只限于气体,可以是单一气体,也可以是不反应的混合气体。
标况下非气体的无机物:H2O
③看数据:“1ml”约为“22.4L”。
(2)阿伏加德罗定律推论的理解
①气体的体积与__________有关。相同温度下,单位物质的量的气体压强越小,气体体积越大;相同压强下,单位物质的量的气体温度越高,气体体积越大。
②气体的压强与__________有关。相同分子数时,相同体积的气体温度越高,气体压强越大;相同温度下,相同体积的气体分子数越多,气体压强越大。
四、求气体摩尔质量M的常用方法
1.根据物质的质量(m)和__________:M=eq \f(m,n)。
2.根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=eq \f(NA·m,N)。
3.根据__________ρ:M=ρ×22.4 L·ml-1。
4.根据__________ (D=eq \f(ρ1,ρ2)):eq \f(M1,M2)=D。
5.对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:
M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
考点一:气体摩尔体积
【例1】下列有关气体摩尔体积的描述中,正确的是( )
A.在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.气体摩尔体积一定是22.4 L·ml-1
C.1 ml气体体积为22.4 L,则一定是标准状况
D.相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同
【归纳总结】标准状况下的气体摩尔体积
例2.(2023秋·云南·高一云南省昆明市第十二中学校联考期末)下列叙述正确的是
①标准状况下,0.2ml任何物质的体积均为4.48L
②若1ml气体的体积为22.4L,则它一定处于标准状况下
③标准状况下,1LCO和1LH2O的物质的量相同
④标准状况下,1gH2和14gN2的体积相同
⑤28gCO的体积为22.4L
⑥两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
⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大
⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④B.②③⑥⑦⑧C.④⑦⑧D.⑤⑥⑦⑧
考点二:阿伏加德罗定律的应用
【例3】同温同压下,在两个容积相同的容器中,一个盛有C2H4气体,另一个盛有N2和CO的混合气体。两容器内的气体一定具有相同的( )
①分子数②密度③质量④质子数⑤原子数⑥电子数
A.①④⑥B.①②⑤C.③④⑥D.①②③
考点三:有关气体摩尔体积的计算
【例4】34.0 g氨气的物质的量是________,标准状况下氨气的体积是________,所含的氨气分子数是________。
【归纳总结】计算关系
①气体的物质的量n=eq \f(V,22.4) ml;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·ml-1;
③气体的分子数N=n·NA=eq \f(V,22.4)·NA;
④气体的质量m=n·M=eq \f(V,22.4)·M g。
1.(2023秋·上海浦东新·高一校考期末)下列说法正确的是
A.固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B.气体的体积主要由微粒的大小决定
C.的气体摩尔体积约为
D.就微粒间的距离而言,气体比固体或液体更易受温度、压强影响
2.(2023秋·浙江杭州·高一杭十四中校考期末)2021年,中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。下列有关说法错误的是
A.该研究成果有利于实现“碳中和”,减轻温室效应
B.22g二氧化碳中约含个分子
C.标准状况下,二氧化碳的摩尔体积约为22.4L
D.16.2g淀粉[]中约含个碳原子
3.(2022秋·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第三高级中学校考期中)在两个密闭容器中,分别充有32g和48g,若两容器的温度和压强均相同。下列说法正确的是
A.和的气体密度比为4∶3B.和的氧原子数目比为2∶3
C.的体积为22.4LD.和物质的量之比为3∶2
4.(2023秋·内蒙古包头·高一统考期末)2021年9月,中科院天津生物所首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是
A.常温常压下,1mlCO2的体积约为22.4L
B.同温同压下,相同体积的CO和CO2的分子数之比为3:2
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6:10:5
D.22gCO2所含原子的数目与标准状况下6.72LCH4所含原子数目相同
5.(2023秋·四川广安·高一统考期末)关于等物质的量的和,则下列说法不正确的是
A.氧原子数目比为
B.摩尔质量之比为
C.同温同压下,密度之比为
D.常温常压下,所占体积比为
6.(2023秋·广东·高一统考期末)瓦斯()与的质量比为1:4时易发生爆炸,此时与的体积比为
A.1:1B.1:2C.1:4D.2:1
7.(2023秋·山东淄博·高一校考期末)最近,全国的雾霾天气对环境造成了严重影响,芜湖市开展了臭氧的监测。下列有关说法正确的是
A.臭氧的摩尔质量是48g
B.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C.20g氖气中含有6.02×1023个原子
D.1.00ml臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
8.(2023秋·浙江嘉兴·高一统考期末)同温同压下,向两个密闭容器中分别充入等质量的气体,下列说法正确的是
A.两种气体的体积之比为2∶3B.两种气体的物质的量之比为3∶2
C.两种气体的分子数之比为1∶1D.两种气体的密度之比是3∶2
9.(2023秋·辽宁鞍山·高一统考期末)常温下,向带有可移动活塞的密闭容器中分别充入和的混合气体和,停止充气后,活塞恰好停在容器的处。向和混合气体一侧加入足量(固体体积可忽略)并持续电火花引燃,充分反应恢复至起始温度,活塞两侧体积相同。下列说法正确的是
A.反应前和混合气体原子个数比为
B.与混合气体的密度可能相等
C.恢复至起始温度固体增重量等于氢气的质量
D.反应前容器中与的物质的量之比为
10.(2021秋·四川遂宁·高一校考期中)标准状况下,等质量的NH3和H2S两种气体,下列有关说法错误的是
A.所含原子数目之比为4:3B.体积之比为2:1
C.所含氢原子的物质的量之比为3:1D.密度之比为1:2
一、单选题
1.(2023秋·重庆北碚·高一西南大学附中校考期末)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是
A.分子数:N(甲)>N(乙)B.物质的量:n(甲)
2.(2022秋·上海宝山·高一校考期中)下列示意图中,白球代表氢原了,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的轻质隔板。将等质量的氢气与氦气同时充入容器,符合实际情况的是
A.B.C.D.
3.(2023秋·辽宁·高一校联考期末)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa。
下列说法错误的是
A.CO2是四种气体中温室效应最显著的
B.若容器的容积为22.4 L,13:00时N2原子个数少于2NA
C.12:30-13:30时间范围内CO2压强最大
D.实验开始时,四种气体密度相同
4.(2023秋·上海浦东新·高一上海市实验学校校考期末)在容积相同的两个容器里分别充入两种气体:①氢气②二氧化碳,并保持两个容器内气体的温度和密度均相等,下列说法正确的是
A.分子数目:①=②B.质量关系:①<②
C.原子数目:②>①D.压强关系:①>②
5.(2022秋·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考期中)下列关于决定物质体积大小的因素的说法不正确的是
A.物质的体积大小取决于粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离
B.相同条件下,分子数相同的任何气体的体积基本相同
C.同温同压下,任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
6.(2023秋·云南昆明·高一云南师大附中校考期末)如图为一定量理想气体压强与气体摩尔体积的关系,关于下列图像分析,错误的是
A.微粒间距:B<A
B.需实现A→B:恒温加压
C.需实现B→C:恒压降温
D.一定量的理想气体,决定气体摩尔体积的主要因素是微粒间距
二、计算题
7.(2022秋·新疆乌鲁木齐·高一乌市八中校考期中)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体8.96L,质量是12.8g。此混合物中:
(1)混合气体的平均摩尔质量是_______。
(2)CO的体积分数是_______。
(3)CO的质量分数是_______。
(4)C和O的原子个数比_______。
(5)CO和CO2的物质的量比是_______。
(6)碳原子的物质的量是_______。
(7)混合气体的密度_______g/L(保留小数点后两位)。
8.(2023秋·湖南长沙·高一统考期末)在紫外线作用下,氧气可转化为臭氧:,低空臭氧的浓度过高时对人体有害,因此要尽量避免在阳光强烈照射的中午前后进行户外活动。
(1)转化为属于________(填“化学”或“物理)变化。
(2)同温同压下,等体积的和的分子数之比为________。
(3)和的混合气体中含有氧原子的数目为________(用表示阿伏加德罗常数的值)。
9.(2020秋·云南昆明·高一昆明八中校考期中)回答下列问题
(1)有以下物质:①石墨;②铝;③乙醇;④氨水;⑤二氧化碳;⑥碳酸钠固体;⑦氢氧化钡溶液;⑧纯醋酸;⑨氧化钠固体;⑩氯化氢气体。
其中该状态下能导电的是___________;属于电解质的是___________。
(2)在标准状况下,和的混合气体共,质量为,则为___________,混合气体的平均摩尔质量为___________(保留1位小数)。
(3)同温同压下,同体积的甲烷()和二氧化碳中,原子数之比为___________,密度之比为___________。
(4)在标准状况下,、中,所含分子数最多的是___________,体积最小的是___________。
10.(2023秋·新疆乌鲁木齐·高一乌鲁木齐市第四中学校考期末)回答下列问题:
(1)同温同压下,相同体积的CO2和CO的质量比是___________。相同质量的CO和CO2的分子数比是___________。
(2)同温、同压下,11.5gRO2气体的体积与8gO2的体积相同,则R的相对原子质量是_______。
(3)在1mlNa2SO4中含有Na+的数目约为___________。
(4)把溶液和溶液等体积混合(假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和),则的物质的量浓度为___________。
(5)标准状况下,由和组成的混合气体的质量为,则和的物质的量之比是___________。
气体
0 ℃、101 kPa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
单位
使用条件
使用范围
物质种类
摩尔质量(M)
g/ml
任何条件
所有物质
__________
气体摩尔体积(Vm)
L/ml
__________
所有气态物质
不须注明物质种类
备注
M的大小只和物质的种类有关,Vm的大小只和压强和温度有关
条件
结论(等式)
语言叙述
T、p相同
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同压下,体积之比等于__________之比,等于分子数之比
T、V相同
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同体积下,压强之比等于__________之比,等于分子数之比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
同温同压下,密度之比等于__________
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