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高一化学 气体摩尔体积 教案

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高一化学 气体摩尔体积 教案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。(重点)3.理解阿伏加德罗定律及其推论。(难点)气 体 摩 尔 体 积[基础·初探]教材整理1 物质体积大小的影响因素决定物质体积大小的因素有粒子数目、粒子的大小、粒子间距。1.固体、液体固体、液体取决于1 mol固体或液体的体积不同2.气体1 mol气体的体积大致相等教材整理2 气体摩尔体积 1. 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。温度越高,体积越大;压强越大,体积越小。[探究·升华][思考探究]探究1 标准状况时的气体摩尔体积示意图如右图。同时还知道:①在0 ℃和101 kPa(标准状况)的条件下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。②在25 ℃和101 kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.5 L·mol-1。又查阅资料知道:③在0 ℃和202 kPa的条件下,气体摩尔体积约为11.2 L·mol-1。④在273 ℃和202 kPa时,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。问题思考:(1)据①和②,判断气体体积与温度是什么关系?【提示】 压强和物质的量一定时,温度越高,体积越大,即气体体积与温度成正比。(2)据①和③,判断气体的体积与压强是什么关系?【提示】 温度和物质的量一定时,压强越大,体积越小,即气体体积与压强成反比。(3)据①和④,判断气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,一定是标准状况下的吗?【提示】 不一定。同时改变温度和压强,气体摩尔体积仍可能保持不变。如:升高温度的同时增加压强。(4)据①②③④知,使用气体摩尔体积为22.4 L·mol-1时要注意什么?【提示】 a.使用对象必须是气体;b.使用条件:标准状况。(5)在标准状况下,混合气体的摩尔体积也是22.4 L·mol-1 吗?【提示】 是。探究2 以物质的量为核心的计算(1)在标准状况下,3.36 L CO2的物质的量为多少?含有CO2的分子数为多少?【提示】 n(CO2)==0.15 mol,N(CO2)=0.15 mol×6.02×1023 mol-1=9.03×1022。(2)标准状况下,56 g N2的体积为多少?【提示】 n(N2)==2 mol,V(N2)=2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。(3)标准状况下,16 g A2气体的体积为11.2 L,则A2的相对分子质量为多少?【提示】 n(A2)==0.5 mol,M(A2)==32 g·mol-1,故A2的相对分子质量为32。[认知升华]升华1 标准状况下气体摩尔体积的涵义(1)状态:气体(单一气体或混合气体)。(2)条件:标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)。(3)定量:1 mol。(4)数值:约22.4,非精确值。(5)表示:Vm≈22.4 L/mol。(6)气体摩尔体积为22.4 L/mol时也可能是非标况。升华2 标准状况下,气体物理量的计算利用公式n===(标准状况)进行换算。(1)气体物质的量与体积:n=。(2)气体的摩尔质量:M=Vm·ρ=ρ标×22.4 L/mol。(3)气体的分子数与体积:N=n·NA=·NA。(4)气体质量与体积:m=n·M=·M=ρ标·V。[题组·冲关]题组1 气体摩尔体积的有关概念及基本计算1.下列说法中正确的是(  )A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 LB.H2的气体摩尔体积约为22.4 LC.在标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 LD.在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2 mol【解析】 气体体积受温度、压强的影响,这里未指明温度、压强,故A错;气体摩尔体积的单位为L·mol-1,故B错;标准状况下,水为液态,不适用于气体摩尔体积,故C错;标准状况下,22.4 L混合气体中,分子总数也为1 mol,故D对。【答案】 D2.下列说法不正确的是(  ) A.标准状况下,22.4 L任何气体的物质的量均为1 molB.0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 LC.常温下,1 mol任何气体的体积一定大于22.4 LD.任何状况下1 mol CO2和18 g H2O所含的分子数和原子数都相等【解析】 C项,压强不确定,所以不能与22.4 L作比较。【答案】 C【题后归纳】 “22.4 L/mol”使用的2个要素(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状况。(2)1种状态:必须为气体。如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。题组2 以物质的量为核心的计算3.设NA为阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是(  )A.常温常压下,11.2 L CO2所含原子数为1.5NAB.常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NAC.标准状况下,22.4 L H2中所含原子数为NAD.标准状况下,1 L H2O所含分子数为NA/22.4【解析】 A项,常温常压下,11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol,所含的原子数不是1.5NA;C项,22.4 L H2含有的原子数为2NA;D项,标况下,H2O为液态不是气态。【答案】 B4.(1)标准状况下,44.8 L H2的质量约为________ g。(2)标准状况下,3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________L。(3)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为________个。(4)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________ L。【解析】 (1)44.8 L H2的物质的量为=2 mol,m(H2)=2 mol×2 g·mol-1=4 g。(2)n(O2)==0.5 mol,V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(3)n(O2)==1.5 mol,N(O2)=1.5×6.02×1023=9.03×1023。(4)n(O2)==0.5 mol,n(N2)==1.5 mol,故混合气体的体积约为(0.5+1.5) mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。【答案】 (1)4 (2)11.2 (3)9.03×1023(4)44.85.现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g/mol。若阿伏加德罗常数用NA表示,则: (1)该气体的物质的量为________mol。(2)该气体所含原子总数为________个。(3)该气体在标准状况下的体积为________L。(4)该气体在标准状况下的密度为________g/L。【解析】 (1)由n=m/M可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数,进一步可求得原子数。(3)由V=n·Vm可求得该气体在标准状况下的体积。(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度,也可以由M=Vm·ρ求得密度。【答案】 (1)m/M (2)2mNA/M (3)22.4m/M(4)M/22.4阿伏加德罗定律及其推论[探究·升华][思考探究]阿伏加德罗定律及推论(1)同温同压下,1 L H2与1 L CO2含有的分子数相同吗?【提示】 相同。(2)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∶=16∶1。(3)相同温度下,向相同容积的密闭容器中分别充入1 mol H2和2 mol O2,容器中气体的压强比是多少?【提示】 同温同容下,气体的压强比等于气体的物质的量之比,即容器中气体的压强比为1∶2。(4)同温同压下,H2和O2的密度之比为多少?【提示】 ==。[认知升华]升华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分子(或气体的物质的量相同)。升华2 阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言表达T、p相同=同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比T、V相同=同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比T、p相同=同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比【特别提醒】(1)阿伏加德罗定律及其推论的适用范围是单一气体或混合气体。(2) “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。(3)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。[题组·冲关]1.在容积相同的两个密闭容器中分别充满气体O2、O3,当这两个容器内温度和压强相等时,下列说法正确的是(  ) A.两种气体的物质的量不相等B.两种气体的质量相等C.两种气体所含的原子数目相等D.两种气体的分子数目相等【解析】 等温等压等体积的气体具有相等的物质的量和分子数,A错误,D正确;因其摩尔质量不相等,故其质量不相等,B错误;因分子的组成不相同,在分子数相同的前提下,其原子数是不相同的,C错误。【答案】 D2.下列叙述正确的是(  )A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等B.任何条件下,等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等【解析】 具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定,故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定,即二者的质量大小无法比较。【答案】 B3.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∶2C.2∶3 D.1∶3【解析】 同温同压下,两种气体的体积之比等于物质的量之比。根据题意:n(H2)×2=n(NH3)×4,则V(H2)×2=V(NH3)×4,故V(H2)∶V(NH3)=2∶1。【答案】 A【题后反思】 使用阿伏加德罗定律的三个易错点易错点一 适用范围:任何气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。易错点二 定律中的同温同压,不一定指在标准状况下;气体摩尔体积为22.4 L·mol-1只是一种特殊情况。易错点三 定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量),只要其中有任意三个相同,则必有第四个相同,即“三同定一同”;若只有两个相同,则另外两个必定成比例,即“二同定比例”。

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