2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第1章 第3节 第2课时 气体摩尔体积(含答案).doc

2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第1章 第3节 第2课时 气体摩尔体积(含答案) 细读教材记主干一、影响物质体积的主要因素二、气体摩尔体积1概念在一定的温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，用 Vm表示，单位：Lmol1或m3mol1。2常用数值标准状况下(0 ，101 kPa)，气体摩尔体积约为 22.4_Lmol1。3Vm、V与n之间的关系式：Vm。三、阿伏加德罗定律及推论1同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。2同温同压下，相同体积的任何气体的物质的量相同。3同温同压下，不同气体的体积比等于物质的量之比，等于所含气体分子数之比。4同温同压下，不同气体的密度之比等于其摩尔质量之比。重点剖析1气体分子之间的距离受温度、压强影响：温度越高分子间距离越大，反之越小；压强越大，分子间距离越小，反之越大。2气体摩尔体积不仅适用于单一、纯净的气体，也适用于混合气体，如标准状况下，1 mol空气的体积约为22.4 L。3气体摩尔体积与其它物理量的转化。(1)气体的物质的量n。(2)气体的质量mnMM。(3)气体的分子数目NnNANA。(4)气体的摩尔质量：MVm，标准状况下，M(气)22.4 (的单位是gL1)。特别提醒(1)利用相对密度计算气体的摩尔质量，同温同压时，(相对)。(2)M(气)，既适用于单一气体，也适用于混合气体，混合气体的平均摩尔质量。典例印证例题1双选设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是()A常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为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 H2O所含分子数为NAD标准状况下，22.4 L H2中所含原子数为2NA解析A项，常温常压下， Vm22.4 Lmol1，则11.2 L CO2的物质的量n(CO2)0.5 mol，所含原子数小于1.5 NA；B项，48 g O3的物质的量n(O3)1 mol，n(O)3n(O3)，则N(O)3NA；C项，标准状况下，H2O为液态，不适用气体摩尔体积；D项，n(H2)1 mol，n(H)2n(H2)，则N(H)2NA。答案B、D标准状况下，气体摩尔体积Vm22.4 Lmol1，使用时一定要注意以下三方面：1下列物质的体积约为22.4 L的是()A标准状况下1 mol H2OB20 、101 kPa时36.5 g HClC常温常压下17 g NH3D0 、101 kPa时0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体解析：选DA项，标准状况下H2O为液态；B项，20 、101 kPa不是标准状况，且温度比标准状况高，故1 mol气体在该状况下大于22.4 L；C项，常温常压不是标准状况。 重点剖析1阿伏加德罗定律及推论(1)定义：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。(2)推论：相同条件结论公式语言叙述T、p相同同温同压下，气体的分子数与其体积成正比T、V相同温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比N、T相同分子数相等、温度相同的气体，压强与其体积成反比T、p相同同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比同T、p、V同温同压下，相同体积的任何气体的质量与其摩尔质量成正比同T、V、m同温、同体积下，相同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成反比2.气体摩尔体积与阿伏加德罗定律的关系标况准况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特定情况，二者关系如下：温度压强气体体积气体所含分子数目阿伏加德罗定律同温同压相同体积相同1 mol气体0 1.01105 Pa22.4 L6.021023个特别提醒(1)气体摩尔体积受温度和压强的影响，不同条件下，气体摩尔体积可能不同。如标准状况下，Vm22.4 Lmol1，但不是标准状况下也可能存在Vm22.4 Lmol1。(2)阿伏加德罗定律只适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。(3)同温、同压、同体积和同分子数之间相互制约，只要“三同”成立，第四“同”必定成立。(4)注意分析分子的组成，如Ar是单原子分子，O2是双原子分子，O3是三原子分子。典例印证例题2以下说法中，正确的是()A在标准状况下1 mol N2的体积是22.4 Lmol1B在标准状况下H2O的摩尔体积约是 22.4 Lmol1C同温同压下的两种气体，只要所含微粒数目相同，则所占体积一定相同D一定状况下，N2的摩尔体积可能恰好为 22.4 Lmol1解析标准状况下，1 mol N2的体积是22.4 L，A错。标准状况下，H2O是液态，摩尔体积远小于22.4 Lmol1，B错。同温同压下，分子数相等则体积相等，而微粒包括分子、原子、质子、电子等，故C错。在非标准状况下，可能存在Vm22.4 Lmol1。答案D同温同压下两种气体比较体积、微粒数、质量等时，须先由体积比等于物质的量之比这一关系延伸得质量或微粒数的关系。2下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是()A同质量、不同密度的N2和COB同温度、同体积的H2和N2C同体积、同密度的C2H4和C2H6D同压强、同体积的N2O和CO2解析：选AA项N2和CO摩尔质量相同，质量相同时，物质的量相同，分子数相同，所含原子数也相同；B项同温、同体积而压强不同时，H2和N2的物质的量不同，原子数也不同；C项同体积、同密度时两种气体的质量相同，但摩尔质量不同，分子数不同，原子数也不同；D项当同压、同体积时，其温度和物质的量不一定相同，则原子个数不一定相同。题组一气体摩尔体积1判断正误(1)标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。()(2)标准状况下，1 mol O2和N2的混合气体(按任意比混合)的体积约为22.4 L。()(3)1 mol H2的体积约为22.4 L。()(4)20 时，1 mol任何气体的体积总比22.4 L大。()答案：(1)(2)(3)(4)2下列叙述正确的是()A一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B一定温度、压强下，气体体积由气体的物质的量的多少决定C气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 LD不同的气体，若体积相等，则它们所含的分子数一定相等解析：选B在一定温度和压强下，气体体积由气体的物质的量多少决定，A错，B正确。气体摩尔体积是描述在一定温度和压强下单位物质的量的气体所占的体积，而在标准状况下Vm22.4 Lmol1，故C错。不同的气体，只有在同温同压下，同体积才等分子数，故D错。3在指定的条件下，下列各物质的体积由大到小的顺序是_。1 mol CO2气体(常温常压)1.5 mol O2(常温常压)56 g铁块(常温常压)120 ，常压下，5 mol水蒸气解析：同温同压下的气体，微粒数目越多，所占体积越大。微粒数目相同时，V固体V气体。答案：题组二阿伏加德罗定律及其推论4判断正误(1)相同温度和压强下，相同体积的任何物质都含有相同数目的分子。()(2)标准状况下，N2与H2的密度之比为141。()(3)相同温度和压强下，两种气体的体积比等于其分子数之比。()(4)相同温度、相同容积的两容器的压强之比等于其物质的量的反比。()答案：(1)(2)(3)(4)5下列示意图中，白球代表氢原子，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隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是()解析：选A氢气属于双原子分子，而氦气属于单原子分子。根据它们的相对原子质量容易算出，氢气与氦气的分子个数比为21，根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，分子个数比即体积比，因此，A是正确的。6同温同压条件下，等质量的CO2与O2的体积比为_，分子数之比为_，原子数比为_，密度之比为_。解析：等质量的CO2与O2的物质的量之比为3244，即811，分子数之比、体积比都等于物质的量之比，原子数之比为381121211，密度之比等于摩尔质量之比118。答案：8118111211118一、选择题1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 Lmol1C标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 LD相同物质的量的气体，气体摩尔体积也相同解析：选A气体摩尔体积的影响因素是温度和压强，在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 Lmol1。2双选下列说法正确的是()A32 g O2占有的体积约为22.4 LB22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子C22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数D质量相同的N2和CO，在同温同压下所占气体体积相同解析：选C、D32 g O2在标准状况下所占体积约为22.4 L，A错误；标准状况下，22.4 L N2为1 mol，含有阿伏加德常数个N2分子，B错误；22 g CO2的物质的量为0.5 mol，含分子数目为0.5 NA，标准状况下11.2 L HCl的物质的量为0.5 mol，含HCl分子数目为0.5 NA，C正确；因M(N2)M(CO)，等质量的N2和CO，物质的量相等，在同温同压下所占气体体积相同，D正确。3有一种气体的质量为14.2 g，体积是4.48 L(标准状况)，该气体的摩尔质量是()A71 gmol1B71C28.4 gmol1 D28.4解析：选A由M进行计算。n0.2 mol，则M71 gmol1。4用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是()A1 mol N2所含有的原子数为NAB标准状况下，22.4 L氦气含有2NA个原子C标准状况下，22.4 L氯化氢所含的原子数为NAD24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等解析：选D1 mol N2含有2 mol N，即含2NA个N原子；标准状况下，22.4 L He为1 mol，He为单原子分子，故1 mol He含有NA个原子；C项，n(HCl)1 mol，n(原子)2n(HCl)2 mol，即含2NA个原子；24 g O2和24 g O3所含n(O)1.5 mol，均含1.5NA个O原子。5在标准状况下，与32 g O2的体积相等的N2()A质量为14 gB分子数为6.021024C体积为22.4 L D物质的量为2 mol解析：选Cn(O2)1 mol，V(O2)22.4 L，因此n(N2)1 mol，m(N2)28 g，N(N2)6.021023，V(N2)22.4 L。6如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数)()A. L B. LC. L D. L解析：选A审题时，首先要明确题目所给的条件及需要回答的物理量一定质量的气体在标准状况下的体积，然后根据各基本物理量的含义和相互关系形成清晰的解题思路。c g该气体的物质的量为n，则标准状况下的体积V L。7CO2和N2的混合气体对氢气的相对密度为20，则该混合气体的平均摩尔质量为()A20 gmol1 B30 gmol1C15 gmol1 D40 gmol1解析：选D20，则20M(H2)202 gmol140 gmol1。8如图所示是表示物质分子的示意图，和为两个体积相同的固定容器，图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是()A若中的H2为1 mol，则中所含氢原子为6.021023个B若中的H2为1 mol，则它的体积约为22.4 LC和中气体的质量比为18D和中气体的物质的量比为12解析：选CA项，1 mol H2所含氢原子为26.021023个，错误；B项，没有指明处于标准状况下，错误；从图可知，和中H2与O2的个数比为21，所以物质的量比为21，质量比为18，C项正确，D项错误。9下列各组物质中两种物质分子数相同的是()A1 g H2和8 g O2B1 mol HCl和11.2 L CO(标准状况)C18 g H2O和22.4 L CO2(标准状况)D6.021023个氯分子和0.5 mol N2解析：选C两种物质的物质的量相同时，所含的分子数也相同。A项中1 g H2为0.5 mol,8 g O2为0.25 mol，故二者所含的分子数不相等；B项中标准状况下11.2 L CO为0.5 mol，与HCl的物质的量不相同；D项中6.021023个氯分子为1 mol，与N2的物质的量不相同；只有C项中的两物质均为1 mol，所含分子数均为NA个。10如图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摩尔质量相等解析：选A由同温、同压可得Vm相同，再由公式n，可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由原子个数之比等于物质的量之比可得，两瓶内分子所含原子数相同，A项正确；由mnM，两瓶内分子的物质的量相等，M不一定相等，故m不一定相等，同理由也得不一定相等。11以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础，下列与“物质的量”相关的计算正确的是 ()A现有CO、CO2、O3三种气体，它们分别都含有1 mol O，则三种气体的物质的量之比为321Bn g Cl2中有m个Cl原子，则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为 C标准状况下，11.2 L X气体分子的质量为16 g，则X气体的摩尔质量是32D5.6 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等解析：选B含1 mol O的CO、CO2、O3的物质的量分别是1 mol、 mol、 mol，三者之比为632，A错误；n g Cl2物质的量为 mol，含Cl原子数 NA2m，NA，B正确；摩尔质量的单位为 gmol1，C错误；未说明温度、压强状况，不能进行气体体积与物质的量的一切相关计算和比较，D错误。12已知m g A和n g B所含分子数相同，则下列说法不正确的是()A标准状况下，同体积的气体A、B的质量比为mnB25 下，同质量的气体A、B的分子数比为nmC同温同压下，气体A、B的密度比为nmD相同状况下，同质量的气体A、B的体积比为nm解析：选C由A、B气体的分子数相同知，两气体的物质的量相等，则此时 ，A项正确；同质量的A、B的物质的量之比，即分子数之比为nm，相同状况下，体积比为nm，B、D项正确；同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，即 ，C项不正确。二、非选择题13标准状况下有：6.72 L甲烷，3.011023个氯化氢分子，13.6 g硫化氢，0.2 mol NH3。对这四种气体的关系从小到大的顺序，请用序号填空：(1)体积：_。(2)密度：_。(3)质量：_。(4)N(H)：_。解析：n(CH4)0.3 mol；n(HCl)0.5 mol；n(H2S)0.4 mol；n(NH3)0.2 mol。在标准状况下，物质的量大的气体体积也大，四种气体的体积由小到大的顺序为：；密度的大小与摩尔质量成正比，故密度从小到大的顺序为：；据mnM可知，质量从小到大的顺序为：；根据每种气体的物质的量及分子组成可知氢原子数从小到大的顺序为：。答案：(1)(2)(3)(4)14填空：(1)SO2的相对分子质量为_，其摩尔质量为_。(2)标准状况下，0.5 mol任何气体的体积都约为_。(3)4 g H2与标准状况下22.4 L SO2相比，所含分子数目较多的是_。(4)0.01 mol某气体的质量为0.28 g，该气体的摩尔质量为_，标准状况下该气体的体积是_。答案：(1)6464 gmol1(2)11.2 L(3)H2(4)28 gmol10.224 L15某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M gmol1，该气体的质量为m g，阿伏加德罗常数为NA，则：(1)该气体在标准状况下的体积为_ L。(2)该气体在标准状况下的密度为_gL1。(3)该气体所含的原子总数为_个。(4)该气体的一个分子的质量为_ g。解析：气体的物质的量为n mol，在标准状况下，Vm22.4 Lmol1，VnVm mol22.4 Lmol1 L；标准状况下， gL1；气体中含有原子数为 mol2NA；一个分子的质量为： g。答案：(1)(2)(3)(4)16现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题：(1)该混合气体的平均摩尔质量为_。(2)混合气体中碳原子的个数为_(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(3)将混合气体依次通过下列如图所示装置，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_。气球中收集到的气体中，电子总数为_(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。气球的体积为_L。解析：(1)混合气体的物质的量为0.4 mol，混合气体的平均摩尔质量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NaOH溶液和浓硫酸，则最后收集到的气体是CO。设原混合气体中CO的物质的量为n1，CO2的物质的量为n2。则，解得，因此气球中收集到0.2 mol CO，含有2.8 mol电子。0.2 mol CO在标准状况下的体积为4.48 L。答案：(1)36 gmol1(2)0.4NA(3)28 gmol12.8NA4.48