专题1 第一单元 第3课时-教学文档

第3课时物质的聚集状态气体摩尔体积

【学考报告】

一、物质的聚集状态

1．物质的聚集状态、性质及微观解释

2.决定物质体积的因素

物质的体积与很多因素有关。在温度和压强一定时，物质的体积主要由微粒数目、微粒大小、和微粒间距离决定。

(1)在温度和压强一定时，1 mol 固态物质或液态物质的体积主要取决于微粒的大小，所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。

(2)气态物质中微粒之间的距离与外界的温度、压强有关，在温度和压强一定时，气态物质中微粒之间的距离相等；1 mol气态物质的体积主要取决于微粒间的距离，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有相同的体积。【训练1】气体的体积主要是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．①②B．①③

C．②③D．②④

解析气体的体积主要由气体物质的量的多少和气体分子间的平均距离决定。答案 C

点拨：气态物质中，与微粒间距相比，微粒本身大小可以忽略不计。

二、气体摩尔体积

1．气体摩尔体积

(1)单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，用V m表示，常用单位为L·mol－1。

(2)标准状况下，气体摩尔体积约为22.4__L·mol－1。

2．气体摩尔体积的相关计算

(1)气体的物质的量n＝V/V m；

(2)气体的摩尔质量M＝V m·ρ＝22.4__ρ(标准状况，ρ：g·L－1)；

(3)气体的分子数N＝n·N A＝V

V m·N A；

(4)气体的质量m＝n·M＝V

V m·M。

【思考探究】

1．气体摩尔体积与1 mol气体的体积有什么不同？

提示气体摩尔体积不是“体积”，单位不是体积单位L、m3等，其常用单位为L·mol－1。

2．标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体的体积是否为22.4 L?

答案是，气体摩尔体积研究的对象是气体，既适用于纯净气体，又适用于混合气体。

【例1】下列说法正确的是()

A．32 g O2占有的体积约为22.4 L

B．22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子

C ．在标准状况下，22.4 L 水的质量约为18 g

D ．22 g 二氧化碳与标准标况下11.2 L HCl 含有相同的分子数

解析 A 、B 都没有指明是否在“标准状况”下，是错误的；C 指明“标准状况”，但在此条件下水是非气体，所以22.4 L 水不是1 mol ，故也不是18 g ；D 项中22 g CO 2的物质的量为0.5 mol ，标准状况下11.2 L HCl 的物质的量也为0.5 mol ，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此选项D 符合题意。 答案 D

借题发挥：只要用到体积，就要考虑温度、压强；只要用到“22.4 L·mol －1”，就要弄清是否是标准状况、是否是气体。审题一定要准确。

【训练2】 在标准状况下，与12 g H 2的体积相等的N 2( )

A ．质量为12 g

B ．物质的量为6 mol

C ．体积为22.4 L

D ．分子数为6.02×1023

解析 12 g H 2的物质的量为6 mol ，则N 2的物质的量也为6 mol ；6 mol N 2的质量为168 g ，体积为134.4 L(标准状况)，分子数为3.612×1024。

答案 B

【例2】 (加试题) 设阿伏加德罗常数的值为N A ，标准状况下某种O 2和N 2的混合气体m g 含有b 个分子，则n g 该混合气体在相同状况下所占的体积应是( ) A.22.4 nb mN A

L B.22.4 mb nN A L C.22.4 nN A mb L D.nbN A 22.4L

解析 根据其组分及其含量相同，所以其质量与分子数成正比，设n g 该混合气

体含有的分子数为x 个，质量与分子数的比例式为：m g ∶b ＝n g ∶x ，x ＝ng ×b mg ＝

nb m ，n g 该混合气体含有的物质的量为：n ＝N N A ＝nb m N A ＝nb mN A mol ，其体积为：V ＝

n ×V m ＝nb mN A mol ×22.4 L/mol ＝22.4 nb mN A

L 。 答案 A

借题发挥：(1)要突出物质的量是计算的核心。(2)要充分利用公式n ＝m M ＝N N A

＝V 22.4 L/mol (标准状况)进行m 、n 、V 之间的相互换算。

【训练3】 (加试题)标准状况下，将1 g 氦气、11 g 二氧化碳和4 g 氧气混合，该混合气体的体积约为( )

A ．8.4 L

B ．11.2 L

C ．14.0 L

D ．16.8 L

解析 He 的物质的量为 1 g 4g/mol ＝0.25 mol ，二氧化碳的物质的量为11 g 44 g/mol ＝0.25

mol ，氧气的物质的量为 4 g 32 g/mol ＝0.125 mol ，则气体的总物质的量为0.25 mol

＋0.25 mol ＋0.125 mol ＝0.625 mol ，标准状况下，该混合气体的体积约为0.625 mol ×22.4 L/mol ＝14.0 L ，故选C 。

答案 C

三、气体体积运用于化学方程式中的计算 在化学反应方程式中，在相同状况下，气体体积之比等于气体的物质的量之比，等于物质的分子数之比，等于计量数之比。

【例3】 现有17.6 g 铁和铜的合金与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的H 2

4.48 L ，则合金中所含铜的物质的量为________。

解析 设17.6 g 铁和铜的合金中含有铁的物质的量为n ，则

Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑

1 mol 22.4 L

n 4.48 L

所以1 mol n ＝22.4 L 4.48 L

解得：n ＝0.2 mol m (Fe)＝0.2 mol ×56 g·mol －1＝11.2 g

n (Cu)＝17.6 g －11.2g 64 g·mol －1＝0.1 mol

答案 0.1 mol

【训练4】 现有14.4 g CO 和CO 2的混合气体，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________。