高一化学人教必修1第1章第2节《化学计量在实验中的应用》1-2-2(完整版)
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1.(2012·北京高一检测)下列有关气体摩尔体积的描述中 正确的是( )
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L D.标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L·mol-1
【答案】 A
【点拨】 单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩 尔体积,A正确;标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol- 1,1 mol O2的体积约是22.4 L,B、C、D错误。
温馨提示:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关。非 标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L·mol-1,也可能不是 22.4 L·mol-1。1 mol气体的体积若为22.4 L,它所处的状况 不一定是标准状况,如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm为22.4 L·mol-1。
2.阿伏加德罗定律及其推论 (1)阿伏加德罗定律 同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒 子。 对阿伏加德罗定律的理解要明确两点: ①阿伏加德罗定律仅适用于气体,可以是单一气体,也 可以是混合气体。
2.(2013·试题调研)气体的体积主要由以下什么因素决定
的( )
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
【答案】 C
【点拨】 气体的体积主要决定于气体分子数的多少和 分子间的平均距离两个因素。故选项C正确。
3.(2012·上海高一检测)相同温度和压强下,等质量的下
【解析】 标准状况下,水不是气体,“分子”不一定 是气体,A、C错误;B项没指明条件是标准状况,错误;D 项,标准状况下,1 mol混合气体所占的体积约为22.4 L,正 确。
【答案】 D
【点拨】 注意气体摩尔体积的适用条件 (1)标准状况下气体摩尔体积约为22. 4 L·mol-1,与气体的 种类无关,即与气体是单一气体还是混合气体无关;但讨论 气体中原子数目时要注意气体分子的组成,如稀有气体是单 原子分子。 (2)不要看到“22.4 L”或“11.2 L”就默认为“1 mol”或“0.5 mol”,要做到“两看”:
新知识·预习探究
●新知导学
1.物质体积的大小取决于构成这种物质的 □1 _______ _、粒子的大小和□2 ________这三个因素。
2.影响气体体积的因素有气体的物质的量、温度和 □3
________。
●新知导学
1.物质体积的大小取决于构成这种物质的 □1 _______ _、粒子的大小和□2 ________这三个因素。
有关气体摩尔体积的计算 ●思维导图 1.有关气体摩尔体积的计算
2.阿伏加德罗定律及其推论是什么?
●细品教材 1.关于标准状况下气体摩尔体积的计算——“四公 式”
①气体的物质的量n=22V.4 ②气体的摩尔质量M=22.4ρ ③气体的分子数N=n·NA=22V.4·NA ④气体的质量m=n·M=22V.4·M
(2)设混合气体中CO物质的量为x,CO2物质的量为y, 则有x+y=1.75 mol,28 g·mol-1x+44 g·mol-1y=61 g·mol- 1,解得:x=1 mol,y=0.75 mol。
(3)CO的体积分数即为物质的量分数,即: 1.175×100%=57.1%。
新考题·随堂自测
④同温、同压、同体积→气体的质量与摩尔质量成正比 →mm12=MM12。
温馨提示:①阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准 状况,也可以是其他温度和压强条件,只要是气态物质即 可。
②阿伏加德罗定律的推论不必死记公式,可通过阿伏加 德罗定律或公式pV=nRT进行推导,在理解基础上记忆。
●典例剖析
【例2】 (2013·经典习题选萃)如果a g某气体中含有的
然后再建立方程:116 32
gg-·m1o0l-01g=114
g-100 M
g
或122 44
g-100 g·mol-1
g=114
g-100 M
g
解得:M=28g·mol-1。
方法二:利用差量法计算。根据同温、同压、同体积
下,气体质量之差和相对分子质量之差存在正比关系,可
得:
44 g·m12o2l-g1--31126gg·mol-1=4142g2·mg-ol-111-4 gM 解得M=28g·mol-1
分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是( )
22.4b A.acNA L
22.4ac C. bNA L
22.4ab B. cNA L
22.4bc D. aNA L
【解析】 该题主要考查气体摩尔体积、质量、分子 数、体积之间的换算关系。
【答案】 D
【例3】 某容器充满O2时质量为116g,充满CO2时质
量为122g,若充满某气体时质量为114g,则该气体的相对分
子质量为( )
A.28
B.60
C.32
D.44
【解析】 方法一:设容器质量为m,某气体的摩尔质
量为M。根据阿伏加德罗定律推论,同温、同压下,相同体
积的气体其物质的量相等。
31216g·gm-olm-1=41422g·gm-olm-1,解得m=100g。
●典例剖析 【例1】 (2012·漳州高一检测)下列说法正确的是( ) A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L B.1 mol H2所占的体积约为22.4 L C.在标准状况下,NA个分子所占的体积约为22.4 L D.在标准状况下,1 mol NH3和CO混合气体所占的体 积约为22. 4 L
【答案】 A
●活学巧练 2.在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质 量为61 g。则两种气体的物质的量之和为________ mol,其 中CO2为________mol,CO占总体积的________%。
【答案】 1.75 0.75 57.1
【点拨】 (1)任何气体在标准状况下的摩尔体积都是 22.4L/mol,所以,题中两气体的物质的量之和为: 223.49.L2/Lmol=1.75 mol。
第一章
从实验学化学
第一章
第二节 化学计量在实验中的应用(共3课时)
第二节
第 2 课时 气体摩尔体积
新情境·激趣入题
在标准状况下,1mol气体的体积与1只篮球的体积的比 较
在1mol不同的固态物质或液态物质中,虽然含有相同的 粒子数,但由于粒子的大小是不同的,同时在固态物质或液 态物质中粒子之间的距离是很小的,这就使得固态物质或液 态物质的体积主要决定于粒子的大小,所以1mol不同的固态 物质或液态物质的体积是不同的。那么1mol气态物质的体积 是不是也不相同呢?
③相关结论 a.相同条件下,1mol O2和1mol H2的体积近似相同。 b.相同条件下,1mol固体和1mol液体的体积不同。 c.相同条件下,1mol气体的体积要大于1mol固体或液 体的体积。
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2.决定物质体积大小的因素 (1)粒子数目、粒子的大小、粒子之间的距离是决定物质 体积大小的三个因素。 (2)1mol任何物质的粒子数均为6.02×1023个,此时, 1mol物质体积的大小取决于构成物质的粒子的大小和粒子之 间的距离:
O2
1.429 32g÷1.429g/L=22.4 L
H2
0.0899 2g÷0.0899g/L=22.2 L
②20℃时,几种固体和液体的密度与体积
物质 密度/g·cm-3 1mol物质的体积/cm3
Fe Al H2O H2SO4
7.86 2.70 0.998 1.83
7.12 cm3 10.00 cm3 18.04 cm3 53.55 cm3
(5)影响因素:Vm受温度、压强的影响,即温度和压强 不同时,Vm不同。
(6)特例:在0℃、101kPa(标准状况)的条件下,Vm约为 22.4 L·mol-1。
(7)相关理解——“四注意”
(1)条件:标准状况,即0 ℃、101 kPa。 (2)标准:1 mol,即分子数为6.02×1023。 (3)对象:气体,可为单一气体,也可为混合气体。 (4)数值:约22.4 L,非精确值。
2.影响气体体积的因素有气体的物质的量、温度和 □3
________。
3.气体摩尔体积是指 □4 ________,符号为 □5 ________,常用单位有□6 ________,公式为□7 ________。
(4)同温同压下, □8 ________的任何气体都含有相同数
目的粒子。
参考答案:
②“三同定一同”定律。 同温、同压、同体积、同分子数中,只要有“三同”则 必有第“四同”。
(2)阿伏加德罗定律的四个常用推论 ①同温、同压→气体的体积与物质的量成正比
→VV12=nn12; ②同温、同压→气体的密度与摩尔质量成正比
→ρρ12=MM21;
③同温、同体积→气体的压强与其物质的量成正比 →pp21=nn12;
列气体中体积最小的是( )
A.O2
B.NO
C.N2
D.CO2
【答案】 D
【点拨】 同温同压下,等质量的气体,气体体积最小
说明其物质的量最小,设质量均为1 g,则其物质的量分别为
【答案】 D
【点拨】 A项未指明条件,错误;B项,氦气是单原子 分子,1 mol氦气含氦原子是1 mol,错误;C项,标准状况下 22.4 L任何气体都约含有6. 02×1023个分子,但原子数不确 定,因为有些气体是单原子分子,有些是双原子分子,还有 些是多原子分子,错误;D项,质量与条件无关,18 g水就是 1 mol,即含有6.02×1023个水分子,正确。
①固态物质或液态物质的体积取决于粒子的大小。 ②气态物质的体积取决于气态粒子之间的距离。 (3)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。
3.气体摩尔体积 (1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔 体积。 (2)符号:Vm。 (3)单位:L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。 (4)公式:Vm=Vn。
□1 粒子数目 □2 粒子之间的距离 □3 压强 □4 单位
□ □ 物质的量的气体所占的体积 5 Vm 6 L/mol(或L·mol-1)
□ 和m3/mol(或m3·mol-1)
7 Vm=Vn
□8 相同体积
●自主探究 决定物质体积大小的因素有哪些?为何在相同的条件(指 温度和压强)下,粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液 态却不相等?
提示:有三个因素:物质粒子数多少;粒子大小;粒子 间距。对气态物质而言,分子间距远大于分子直径大小,故 气体体积的大小只决定于分子数的多少和分子间距两个因 素。在相同温度和压强时,气体分子之间的平均距离是相同 的,因而体积也是相同的。而固体和液体物质,其粒子之间 距离非常小,可认为是相同的;在粒子数相同的条件下,体 积只决定于粒子的大小了,而构成不同固体和液体物质的粒 子大小是不同的,所以其体积是不同的。这也是气体摩尔体 积相同的原因。
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 L·mol-1进行求解。 (3)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无 关。
●活学巧练 1.(2013·试题调研)下列说法正确的是( ) A.气体摩尔体积就是22.4 L·mol-1 B.标准状况下,22.4 L的氦气含有2 mol氦原子 C.标准状况下,22.4 L任何气体都约含有6.02×1023个原 子 D.25 ℃、101 kPa时,18 g水的分子数约是6.02×1023
O2 1.6 g 0.05 mol ③实验结论:在同温、同压下,H2和O2的体积之比等于 它们的物质的量之比,也可理解成在相同温度和压强下, 1mol O2和1mol H2的体积相同。
(2)不同物质的体积计算(教材P13科学探究2)
①0℃、101kPa(标准状况)时,O2和H2的密度与体积 物质 密度/g·L-1 1mol物质的体积/L
新思维·名师讲堂
气体摩尔体积 ●思维导图
●细品教材 1.物质体积的求算 (1)电解水实验(教材P13科学探究1) ①电解水时生成的H2与O2的体积比约为2:1。 ②电解1.8gH2O,生成H2、O2的量的关系如下表:
物质 质量 物质的量 H2和O2的物质的 量之比
H2 0.2g 0.1mol 2:1