高中化学《气体摩尔体积》导学案+课后练习.docx

1、高中化学气体摩尔体积导学案+课后练习第二课时气体摩尔体积明确学习目标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推论。一、气体摩尔体积1物质体积大小的影响因素2气体摩尔体积(1)气体摩尔体积(2)影响因素气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。二、阿伏加德罗定律1电解水的实验探究(1)实验原理：2H2O2H2O2(2)实验装置(3)实验现象：V(H2)V(O2)21(4)计算推理(假设电解1.8 g H2O)2H2O2H2O2(5)实验结论在同温同压下，电解水生成H2和O2的体积比等于它们的物质的量之比。即相同温度和压强下，相同体积的H

2、2和O2的物质的量相同。2阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。1气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？提示：气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体，如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L，但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。2在同温、同压下1 L H2和1 L O2所含的分子数相同吗？提示：相同。同温同压下，1 L H2和1 L O2的物质的量相同，则二者所含的分子数相同。3同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积相同吗？其体积比是多少？提示：不相同。其体积比为

3、161。一、气体摩尔体积1气体摩尔体积的正确理解2有关计算(标准状况下)“四公式”气体的物质的量n。气体的摩尔质量M22.4 L/mol。气体的分子数NnNANA。气体的质量mnMM。即时练1下列说法正确的是()A在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 LB1 mol氢气所占的体积一定是22.4 LC标准状况下，6.021023个Cu原子所占有的体积约是22.4 LD标准状况下，28 g N2与CO的混合气体体积约为22.4 L答案D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 gmol1，则其体积VnVmVm

4、22.4 Lmol122.4 L，D正确。2下列说法正确的是()A常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子B标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子C22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子D标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子答案D解析A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，因CO为双原子分子应含有0.4NA个原子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12 L气体物质的量为0.05 mol，一个O2和CO2分子中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。方法规律(1)不要看到“22.4 L

5、”就默认为“1 mol”，要做到“两看”：一看是否为标准状况；二看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体或为非标准状况均不能用22.4 Lmol1进行求解。(2)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。二、阿伏加德罗定律1阿伏加德罗定律(1)含义：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。(2)适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(3)“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。2阿伏加德罗定律的推论 即时练3下图为两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是()A原子数相等 B密度相等C质量相等 D摩

6、尔质量相等答案A解析同T、同p下体积相等的两瓶气体，其分子的物质的量相等，又N2、O2、NO都是双原子分子，所以两瓶气体中原子的物质的量相等，由NnNA可得两瓶气体中所含原子数相等，A正确；两瓶气体中分子的物质的量相等，由mnM，M不一定相等，可知m不一定相等，C、D错误；由可得不一定相等，B错误。4(1)在同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为_，物质的量之比为_，原子总数之比为_，质量之比为_，密度之比为_。(2)在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中，所含分子数最多的是_，含原子数最多的是_，质量最大的是_，体积最小的是_。答案(1)111

7、153411411(2)H2H2H2OH2O解析(1)同温同压下相同体积的气体具有相同的物质的量，相同的分子数。(2)相同状况下气体的物质的量越多体积就越大。标准状况下水不是气体，体积最小。方法规律阿伏加德罗定律的理论依据阿伏加德罗定律及其推论都可由理想气体状态方程及其变形推出。pVnRT，pVRT，pVRT，pMRT，其中p压强、V体积、T热力学温度、n物质的量、R理想气体常数、密度。本课归纳总结1.物质的体积大小主要取决于构成物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离。2在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。3气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm

8、。气体摩尔体积的数值随温度和压强的改变而改变，在标准状况(0 ，101 kPa)下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol。4同温、同压下，气体的体积VVmn。11 mol下列物质在标准状况下体积为22.4 L的是()A水蒸气 B溴蒸气C三氧化硫气体 D一氧化氮气体答案D解析1 mol物质若在标准状况下体积为22.4 L，则此物质的摩尔体积为22.4 L/mol，则此物质在标准状况下必须为气体。水在标准状况下为非气态，故A错误；溴在标准状况下为液态，故B错误；三氧化硫标准状况下为固态，故C错误；NO标准状况下为气体，故D正确。2相同物质的量的各种固体或液体的体积并不相同，其主要原因是()A粒子

9、大小不同 B粒子质量不同C粒子间距离不同 D粒子间作用力不同答案A解析影响物质体积的因素有微粒数目、粒子本身大小以及粒子间的距离等因素；对于气体来说，温度、压强决定气体粒子间距，气体粒子间的距离远大于粒子本身的大小，粒子本身可以忽略不计。所以在同温同压下，相同物质的量的气体体积约相等；对于固体、液体来说，粒子本身的大小远大于粒子间的距离，粒子间的距离可以忽略不计，不同的固体、液体物质粒子大小不同，所以相同物质的量的各种固体或液体的体积，取决于粒子本身的大小。故选A。3下列叙述正确的是()A标准状况下任何气体的摩尔体积都是22.4 LB1 mol气体的体积若是22.4 L，它必定处于标准状况C两

10、种气体的物质的量之比等于其原子个数比D标准状况下，1 mol H2和O2的混合气体的体积是22.4 L答案D解析标准状况下，1 mol气体的体积为22.4 L，气体的摩尔体积是22.4 L/mol，故A错误；物质的量一定时，影响气体体积的因素有压强、温度，1 mol气体的体积是22.4 L，状态不一定是标准状况，故B错误；物质的量相同，若气体分子含有相同的原子数目，则两种气体的物质的量之比等于其原子个数比，但气体分子含有的原子数目不一定相等，两种气体的物质的量之比不一定等于其原子个数比，故C错误；气体摩尔体积适用于混合气体，标准状况下，气体摩尔体积为22.4 L/mol，1 mol H2和O2

11、的混合气体的体积是22.4 L，故D正确。4在标准状况下，若V L甲烷中含有的氢原子个数为n，则阿伏加德罗常数可表示为()A. B. C. D.答案D解析标准状况下甲烷的物质的量 mol，甲烷分子中含有4个氢原子，则N(H)4NAn，NA。5在标准状况下6.72 L CH4，3.011023个HCl分子，17.6 g CO2，0.2 mol NH3，下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是()a体积b密度c电子总数d原子总数Aabcd Bbcd Cacd Dabc答案A解析6.72 L CH4物质的量为0.3 mol；3.011023个HCl分子的物质的量为0.5 mol；17.6 g CO

12、2的物质的量为0.4 mol；0.2 mol NH3；根据VnVm知，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积，故a正确；气体密度，各物质的摩尔质量分别为CH4为16 g/mol，HCl为36.5 g/mol，CO2为44 g/mol，NH3为17 g/mol，相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，所以密度，故b正确；根据NnNA知，分子数与物质的量成正比，所以分子总数，甲烷分子中含有10个电子、HCl中含有18个电子、CO2分子中含有22个电子、氨气分子中含有10个电子，所以电子的物质的量分别是3 mol、9 mol、8.8 mol、2 mol，所以电子总数，故c正确；根据NnN

13、A知，分子数与物质的量成正比，所以分子总数，甲烷分子中含有5个原子、HCl分子中含有2个原子、CO2分子中含有3个原子、氨气分子中含有4个原子，所以原子的物质的量分别为1.5 mol、1 mol、1.2 mol、0.8 mol，所以原子总数，故d正确。6由三个原子构成的某气体分子，其摩尔质量为M g/mol，该气体的体积为V L(标准状况)，设阿伏加德罗常数的值为NA，则：(1)该气体的物质的量为_mol。(2)该气体中所含的原子总数为_个。(3)该气体在标准状况下的密度为_g/L。(4)该气体的一个分子的质量为_g。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)该气体的物质的量 mol。(2)由三个

14、原子构成的某气体分子，气体中所含的原子总数 mol3NA。(3)气体在标准状况下的密度 g/L。A篇知识对点训练知识点1气体摩尔体积1下列有关气体体积的叙述中，正确的是 ()A一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定B一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定C不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同D气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L答案B解析A中气态物质体积与构成气体的分子大小无关；C中比较气体的体积一定要在相同状况下；D中未指明温度和压强，气体摩尔体积数值不确定。B正确。2下列物质的体积一定是22.4 L的

15、是()A1 mol水蒸气B17 g氨气C标准状况下44 g二氧化碳D0 、2105 Pa时2 g氢气答案C解析A、B项未指明温度、压强；D项不是标准状况，体积不是22.4 L。3下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是()A标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 LB22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 LC只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 Lmol1，其他条件下一定不是该值D标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L答案D解析标准状况下，水是非气态，1 mol H2O的体积远远小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定CO2的体

16、积，B错误；对于气体来说，温度升高，体积增大，压强增大，体积缩小，如在273 、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 Lmol1，C错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，D正确。4有一种气体的质量是14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)，则该气体的摩尔质量是 ()A28.4 B28.4 gmol1C71 D71 gmol1答案D解析根据公式m/MnV/(22.4 Lmol1)，代入数值，14.2 g/M4.48 L/(22.4 Lmol1)，解得M71 gmol1。知识点2阿伏加德罗定律5下列情况中，气体分子数不一定相同的是()A相同体积的CO和CO2B同温

17、同压下1 L CO和1 L CO2C常温常压下1 g CO和1 g N2D在0 时，同压下等体积的CO2和H2答案A解析没有指明温度和压强，只是体积相同，无法确定分子数。6同温同压下，下列关于氢气和氧气的叙述中，正确的是 ()等体积的氢气和氧气所含的分子数相等氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的氢分子与氧分子大小相同氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计A BC D答案B解析同温同压条件下，等体积的不同气体所含分子数相同，故正确；同温、同压下，不同气体分子间距离基本相同，故正确；氢分子与氧分子大小不同，故错误；气体粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径，故气体分子本身

18、的大小对气体体积的影响可以忽略不计，故正确。综上所述，选B。7同温同压下，向两个密闭容器中分别充入等质量的O2、O3气体，下列说法正确的是()A两种气体的物质的量之比为32B两种气体的体积之比为23C两种气体的分子数相等D两种气体的密度之比是32答案A解析A项，O2和O3的质量相等，物质的量与摩尔质量成反比，即32，正确；B项，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，为32，错误；C项，气体的分子数之比等于其物质的量之比，为32，错误；D项，同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比，为23，错误。8同温同压下，A容器中H2和B容器中NH3所含氢原子数相等，则两个容器的体积比是()A32

19、 B13C23 D12答案A解析由阿伏加德罗定律推论可知，含氢原子数相同的H2和NH3，其分子数之比为32，则体积比为32。9同温同压下，已知O2的密度为 gL1，则NH3的密度为()A. gL1 B. gL1C. gL1 D. gL1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，(O2)(NH3)3217，(NH3) gL1。B篇综合提升训练10设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等B常温常压下，18 g H2O中含有的原子总数为3NAC标准状况下，22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAD常温常压下

20、，22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个氧原子答案B解析A项，因为不知道11.2 L O2是否处于标准状况下，所以无法计算其物质的量，错误；B项，18 g水为1 mol，每个水分子中有3个原子，所以18 g水所含的原子总数为3NA，正确；C项，标准状况下四氯化碳为液态，故无法用气体摩尔体积计算其物质的量，错误；D项中已知气体的体积求物质的量，必须是在标准状况下，所以条件错误。11用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LB298 K、1.01105 Pa时64 g SO2中含有的原子数为3NAC11.2 L Cl2含有

21、的分子数为0.5NAD标准状况下，11.2 L CCl4含有的分子数为0.5NA答案B解析含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L，A错误；64 g SO2的物质的量为1 mol，含有1 mol S原子和2 mol O原子，B正确；C项未指明温度和压强，C错误；D项中CCl4在标准状况下不是气态，D错误。12在同温同压下，a g气体A与b g气体B的分子数相同，下列说法中不正确的是()AA与B两种气体的相对分子质量之比为abB在同温同压的条件下，A与B两种气体的密度之比为baC同质量的A、B两种气体的分子个数之比为baD相同条件下，同体积A气体与B气体的

22、质量之比为ab答案B解析a g气体A与b g气体B的分子数相同，即物质的量相等，在同温同压的条件下，体积相等。A项，由n(A)，n(B)，n(A)n(B)可得M(A)M(B)ab；B项，(A)，(B)，(A)(B )M(A)M(B)ab；C项，a g气体A的分子数N1NA，a g气体B的分子数N2NA，N1N2M(B)M(A)ba；D项，同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同，则m(A)nM(A)，m(B)nM(B)，m(A)m(B)M(A)M(B)ab。13同温同压下，A容器中充满O2，B容器中充满O3。(1)若所含分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是_。(2)若两容器中所含气体原子

23、总数相等，则A容器和B容器的容积之比是_。(3)若两容器的容积之比为32，则O2和O3的物质的量之比为_，质量之比为_，密度之比为_。答案(1)11(2)32(3)321123解析(1)根据阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下，若气体分子数相等，即气体的物质的量相等，则其体积必相等。(2)若两容器中所含原子总数相等，则分子数之比为32，即物质的量之比为32，故同温同压下气体的体积比为32。(3)根据阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，即32；此时O2和O3两种气体的原子数相等，故气体质量相等；密度与气体体积成反比，为23。14现有14.4 g CO和CO2的混合气体

24、，在标准状况下其体积为8.96 L。(1)该混合气体的平均摩尔质量为_gmol1。(2)混合气体中碳原子的个数为_(用NA表示阿伏加德罗常数)。(3)将混合气体依次通过下列装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。气球中收集到的气体的摩尔质量为_gmol1。气球的体积为_L。答案(1)36(2)0.4NA(3)284.48解析(1)混合气体的物质的量为0.4 mol，36 gmol1。(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子为0.4 mol。(3)将混合气体依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸，则气球中收集到的气体是CO。CO的摩尔质量是28 gmol1。设原混合气体中CO的物质的量为n1 mol，CO2的物质的量为n2 mol，则有：，解得因此气球中收集到0.2 mol CO，在标准状况下的体积为4.48 L。