【成才之路】2016高中化学第一章第2节第2课时气体摩尔体积课件新人教版必修1.ppt

成才之路成才之路 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修1 从实验学化学从实验学化学第一章第一章第二节化学计量在实验中的应用第二节化学计量在实验中的应用第一章第一章第第2课时气体摩尔体积课时气体摩尔体积第一章第一章新情境新情境 激趣入题激趣入题1新知识新知识预习探究预习探究2新思维新思维名师讲堂名师讲堂3新考题新考题随堂自测随堂自测4新提升新提升达标作业达标作业5新视点新视点专家博客专家博客6新情境新情境激趣入题激趣入题在标准状况下，在标准状况下，1 mol气体的体积与气体的体积与1只篮球的体积的比较只篮球的体积的比较在在1 mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的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，所以质的体积主要决定于粒子的大小，所以1 mol不同的固态物质不同的固态物质或液态物质的体积是不同的。那么或液态物质的体积是不同的。那么1 mol气态物质的体积是不气态物质的体积是不是也不相同呢？是也不相同呢？新知识新知识预习探究预习探究1了解气体摩尔体积的含义。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。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。理解阿伏加德罗定律及其推论。学习目标学习目标1物质体积的大小取决于构成这种物质的物质体积的大小取决于构成这种物质的_、粒、粒子的大小和子的大小和_这三个因素。这三个因素。2影响气体体积的因素有气体的物质的量、温度和影响气体体积的因素有气体的物质的量、温度和_。3气体摩尔体积是指气体摩尔体积是指_，符，符号为号为_，常用单位有，常用单位有_，公式为公式为_。(4)同温同压下，同温同压下，_的任何气体都含有相同数目的分的任何气体都含有相同数目的分子。子。新知预习新知预习粒子数目粒子数目粒子之间的距离粒子之间的距离压强压强单位物质的量的气体所占的体积单位物质的量的气体所占的体积VmL/mol(或或Lmol1)和和m3/mol(或或m3mol1) 相同体积相同体积决定物质体积大小的因素有哪些？为何在相同的条件决定物质体积大小的因素有哪些？为何在相同的条件(指指温度和压强温度和压强)下，粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液下，粒子数相同气体的体积近似相等而固体、液体却不相等？体却不相等？提示：提示：有三个因素：物质粒子数多少；粒子大小；粒子间有三个因素：物质粒子数多少；粒子大小；粒子间距离。对气态物质而言，分子间距离远大于分子直径大小，故距离。对气态物质而言，分子间距离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离两个因气体体积的大小只决定于分子数的多少和分子间距离两个因素。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。原因。自主探究自主探究新思维新思维名师讲堂名师讲堂1物质体积的求算物质体积的求算(1)电解水实验电解水实验(教材教材P13科学探究科学探究1)电解水时生成的电解水时生成的H2与与O2的体积比约为的体积比约为21。电解电解1.8 g H2O，生成，生成H2、O2的量的关系如下表：的量的关系如下表：气体摩尔体积气体摩尔体积 教材点拨教材点拨物质物质质量质量物质的量物质的量H2和和O2的物质的量之比的物质的量之比H20.2 g0.1 mol21O21.6 g0.05 mol实验结论：在同温、同压下，实验结论：在同温、同压下，H2和和O2的体积之比等于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，它们的物质的量之比，也可理解成在相同温度和压强下，1 mol O2和和1 mol H2的体积相同。的体积相同。(2)不同物质的体积计算不同物质的体积计算(教材教材P13科学探究科学探究2)0、101kPa(标准状况标准状况)时，时，O2和和H2的密度与体积的密度与体积物质物质 密度密度/gL11 mol物质的体积物质的体积/LO21.42932 g1.429 g/L22.4 LH20.08992 g0.0899 g/L22.2 L20时，几种固体和液体的密度与体积时，几种固体和液体的密度与体积相关结论相关结论a相同条件下，相同条件下，1 mol O2和和1 mol H2的体积近似相同。的体积近似相同。b相同条件下，相同条件下，1 mol固体和固体和1 mol液体的体积不同。液体的体积不同。c相同条件下，相同条件下，1 mol气体的体积要大于气体的体积要大于1 mol固体或液体固体或液体的体积。的体积。物质物质密度密度/gcm31 mol物质的体积物质的体积/cm3Fe7.867.12 cm3Al2.7010.00 cm3H2O0.99818.04 cm3H2SO41.8353.55 cm32决定物质体积大小的因素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。积大小的三个因素。(2)1 mol任何物质的粒子数均为任何物质的粒子数均为6.021023个，此时，个，此时，1 mol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：的距离：固态物质或液态物质的体积取决于粒子的大小。固态物质或液态物质的体积取决于粒子的大小。气态物质的体积取决于气态粒子之间的距离。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。同数目的粒子。 (2015经典习题选萃经典习题选萃)下列说法正确的是下列说法正确的是()A在标准状况下，在标准状况下，1 mol水的体积是水的体积是22.4 LB1 mol H2所占的体积约为所占的体积约为22.4 LC在标准状况下，在标准状况下，NA个分子所占的体积约为个分子所占的体积约为22.4 LD在标准状况下，在标准状况下，1 mol NH3和和CO混合气体所占的体积混合气体所占的体积约为约为22. 4 L【解析【解析】标准状况下，水不是气体，标准状况下，水不是气体，“分子分子”不一定是不一定是气体，气体，A、C错误；错误；B项没指明条件是标准状况，错误；项没指明条件是标准状况，错误；D项，项，标准状况下，标准状况下，1 mol混合气体所占的体积约为混合气体所占的体积约为22.4 L，正确。，正确。【答案【答案】D典例透析典例透析【点拨】【点拨】注意气体摩尔体积的适用条件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标准状况下气体摩尔体积约为22. 4 Lmol1，与气体，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。子分子。(2)不要看到不要看到“22.4 L”或或“11.2 L”就默认为就默认为“1 mol”或或“0.5 mol”，要做到，要做到“两看两看”：一看是否为标准状况；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标准状况均不能用22.4 Lmol1进行求解。进行求解。(3)气体的质量或物质的量与外界条件气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强温度、压强)无关。无关。(2015试题调研试题调研)下列说法正确的是下列说法正确的是()A气体摩尔体积就是气体摩尔体积就是22.4 Lmol1B标准状况下，标准状况下，22.4 L的氦气含有的氦气含有2 mol氦原子氦原子C标准状况下，标准状况下，22.4 L任何气体都约含有任何气体都约含有6.021023个原个原子子D25 、101 kPa时，时，18 g水的分子数约是水的分子数约是6.021023【解析【解析】A项未指明条件，错误；项未指明条件，错误；B项，氦气是单原子项，氦气是单原子分子，分子，1 mol氦气含氦原子是氦气含氦原子是1 mol，错误；，错误；C项，标准状况下项，标准状况下22.4 L任何气体都约含有任何气体都约含有6. 021023个分子，但原子数不确个分子，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；是多原子分子，错误；D项，质量与条件无关，项，质量与条件无关，18 g水就是水就是1 mol，即含有，即含有6.021023个水分子，正确。个水分子，正确。【答案【答案】D1关于标准状况下气体摩尔体积的计算关于标准状况下气体摩尔体积的计算“四公式四公式”有关气体摩尔体积的计算有关气体摩尔体积的计算 教材点拨教材点拨温馨提示：温馨提示：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关。非标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准状况下气体摩尔体积可能是22.4 Lmol1，也可能不是，也可能不是22.4 Lmol1。1 mol气体的体积若为气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在是标准状况，如气体在273 和和202 kPa时，时，Vm为为22.4 Lmol1。2阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律及其推论(1)阿伏加德罗定律的含义阿伏加德罗定律的含义同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。子。对阿伏加德罗定律的理解要明确两点：对阿伏加德罗定律的理解要明确两点：阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体，也可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。以是混合气体。“三同定一同三同定一同”定律。定律。同温、同压、同体积、同分子数中，只要有同温、同压、同体积、同分子数中，只要有“三同三同”则必则必有第有第“四同四同”。温馨提示：温馨提示：阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状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。况，也可以是其他温度和压强条件，只要是气态物质即可。阿伏加德罗定律的推论不必死记公式，可通过阿伏加德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罗定律或公式pVnRT进行推导，在理解基础上记忆。进行推导，在理解基础上记忆。 (2015经典习题选萃经典习题选萃)设设NA为阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数的值，如果的值，如果a g某双原子分子气体的分子数为某双原子分子气体的分子数为p，则，则b g该气体在该气体在标准状况下的体积标准状况下的体积V(L)是是()A22.4ap/bNAB22.4ab/pNAC22.4a/bNAD22.4pb/aNA典例透析典例透析【解析【解析】该题主要考查气体摩尔体积、质量、分子数、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。体积之间的换算关系。【答案【答案】D (2015广东省湛江师大附中等校高一期中广东省湛江师大附中等校高一期中)(双双选选)在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是()A同温度、同体积、同压强的同温度、同体积、同压强的O2与与N2B同质量、不同密度的同质量、不同密度的N2和和C2H4C同体积、同密度的同体积、同密度的CO和和CH4D同压强、同体积的同压强、同体积的N2和和O2【解析【解析】根据阿伏加德罗推论，同温同压下，气体的体根据阿伏加德罗推论，同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，积比等于物质的量之比，O2与与N2的体积相同，物质的量就相的体积相同，物质的量就相等，分子数也就相等，等，分子数也就相等，A对；对；N2和和C2H4的摩尔质量相等，质量的摩尔质量相等，质量相等时物质的量也相等，分子数也就相等，相等时物质的量也相等，分子数也就相等，B对；对；CO和和CH4的的体积、密度相同，质量就相等，由于体积、密度相同，质量就相等，由于CO和和CH4的摩尔质量不的摩尔质量不相等，质量相同时物质的量不相等，分子数也就不相等，相等，质量相同时物质的量不相等，分子数也就不相等，C错；错；D项没有温度条件，物质的量无法比较，错，选项没有温度条件，物质的量无法比较，错，选AB。【答案【答案】AB(2015辽宁省大连市高一期末辽宁省大连市高一期末)下列说法正确的是下列说法正确的是()A在常温常压下，在常温常压下，11.2L N2含有的分子数为含有的分子数为0.5 NAB标准状况下，标准状况下，22.4 LH2和和O2的混合物所含分子数为的混合物所含分子数为NAC标准状况下，标准状况下，18 g H2O的体积是的体积是22.4 LD1 mol SO2的体积是的体积是22.4 L【解析【解析】A中常温常压下中常温常压下11.2 L N2的物质的量不是的物质的量不是0.5 mol，故分子数不是，故分子数不是0.5 NA，错；标准状况下，错；标准状况下，22.4 L H2和和O2的混合物的物质的量为的混合物的物质的量为1 mol，所含分子数为，所含分子数为NA，B对；标准状对；标准状况下水是液体，况下水是液体，18 g H2O的体积不是的体积不是22.4 L，C错；错；D中没有说中没有说明在标准状况下，不能计算气体的体积，错。明在标准状况下，不能计算气体的体积，错。【答案【答案】B(2015湖北省武汉华中师大一附高一期中湖北省武汉华中师大一附高一期中)下列示意图，下列示意图， 白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间白球代表氢原子，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有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计其质量忽略不计)。其中能表示等。其中能表示等质量的氢气与氦气的是质量的氢气与氦气的是()新考题新考题随堂自测随堂自测1(2015四川省攀枝花市高一期末四川省攀枝花市高一期末)标准状况下，气体的标准状况下，气体的体积大小主要取决于体积大小主要取决于()A分子数目分子数目B分子间距分子间距C分子大小分子大小D分子种类分子种类【解析【解析】在标准状况下，气体的分子间距离是相等的，在标准状况下，气体的分子间距离是相等的，所以决定气体体积大小的因素为气体分子的多少，所以选所以决定气体体积大小的因素为气体分子的多少，所以选A。【答案【答案】A2(2015湖南省益阳市六中高一期中湖南省益阳市六中高一期中)同温同压下，等质同温同压下，等质量的下列气体所占有的体积最大的是量的下列气体所占有的体积最大的是()AO2BCH4CCO2DSO2【解析【解析】由由m/MV/Vm可知同温同压下，相同质量的可知同温同压下，相同质量的气体的体积与其相对分子质量成反比关系。故气体的体积与其相对分子质量成反比关系。故B正确。正确。【答案【答案】B【点拨【点拨】熟练掌握一些基本公式及其变形式，但也要注熟练掌握一些基本公式及其变形式，但也要注意基本公式的适用范围如：意基本公式的适用范围如：nm/M，适用于任何物质任何状，适用于任何物质任何状态下，态下，nV/Vm只适用于气体，二者综合所得公式只适用于气体，二者综合所得公式m/MV/Vm只适合讨论气体物质。只适合讨论气体物质。3(2015北京市昌平区高一期末北京市昌平区高一期末)对对1 mol N2和和1 mol CO2进行比较，下列说法不正确的是进行比较，下列说法不正确的是()A分子数一定相同分子数一定相同B原子数一定不相同原子数一定不相同C体积一定相同体积一定相同D质量一定不相同质量一定不相同【解析【解析】1 mol N2分子数为分子数为NA，原子数为，原子数为2NA，标准状，标准状况下体积为况下体积为22.4 L，质量为，质量为28g; 1 mol CO2分子数为分子数为NA，原子，原子数为数为3NA，标准状况下体积为，标准状况下体积为22.4 L，质量为，质量为44 g，则分子数相，则分子数相同，原子数不相同，体积只有在标准状况下才相同，质量不相同，原子数不相同，体积只有在标准状况下才相同，质量不相同，答案选同，答案选C。【答案【答案】C4(2015湖北省襄阳市四校高一期中湖北省襄阳市四校高一期中)下图表示下图表示1 g O2与与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度与温度(T)的关系，则的关系，则x气体可能是气体可能是()AN2BCH4CCO2DNO5(2015上海市金山中学高三期中上海市金山中学高三期中)某非金属单质某非金属单质A和氧和氧气发生化合反应生成气发生化合反应生成B。B为气体，其体积是反应掉氧气体积为气体，其体积是反应掉氧气体积的两倍的两倍(同温同压同温同压)。以下对。以下对B分子组成的推测一定正确的是分子组成的推测一定正确的是()A有有1个氧原子个氧原子B有有2个氧原子个氧原子C有有1个个A原子原子D有有2个个A原子原子【解析【解析】根据根据nVVm可知，气体的体积之比等于物可知，气体的体积之比等于物质的量之比。质的量之比。B为气体，其体积是反应掉氧气体积的两倍，这为气体，其体积是反应掉氧气体积的两倍，这说明有说明有1 mol O2消耗可生成消耗可生成2 mol B，则根据原子守恒可知，则根据原子守恒可知B中中应含有应含有1个个0，答案选，答案选A。【答案【答案】A6(2015唐山市一中高一期中唐山市一中高一期中)关于关于O2与与O3气体，下列比气体，下列比值一定为值一定为23的是的是()A若两种气体所占体积相同，两种气体的质量之比若两种气体所占体积相同，两种气体的质量之比B若温度和压强相同，两种气体的密度之比若温度和压强相同，两种气体的密度之比C若两种气体原子数相同，两种气体的质子数之比若两种气体原子数相同，两种气体的质子数之比D若两种气体的质量相同，两种气体的分子数之比若两种气体的质量相同，两种气体的分子数之比【解析【解析】A中气体的状态不一定相同，不正确；在相同中气体的状态不一定相同，不正确；在相同条件下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，所以条件下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，所以B正确；氧正确；氧气都是氧元素形成的不同单质，在原子数相同的条件下，两种气都是氧元素形成的不同单质，在原子数相同的条件下，两种气体的质子数是相同的，气体的质子数是相同的，C不正确；两种气体的摩尔质量不不正确；两种气体的摩尔质量不同，质量相同时，分子数是不同的，同，质量相同时，分子数是不同的，D不正确。不正确。【答案【答案】B新视点新视点专家博客专家博客单分子膜法测定阿伏加德罗常数单分子膜法测定阿伏加德罗常数思路分析：思路分析：由于油脂分子的特点，将一滴油脂滴在水面由于油脂分子的特点，将一滴油脂滴在水面上，它会在水面上形成一层薄膜，亲水部分向下、直立在水面上，它会在水面上形成一层薄膜，亲水部分向下、直立在水面上，只要能充分散开，就可视为单分子层，这样利用体积可测上，只要能充分散开，就可视为单分子层，这样利用体积可测定阿伏加德罗常数。定阿伏加德罗常数。实验设计实验设计若油脂在水面上为单分子层，则油膜的厚度即可认为是分若油脂在水面上为单分子层，则油膜的厚度即可认为是分子的直径子的直径(把分子看成是球形的，忽略分子间空隙把分子看成是球形的，忽略分子间空隙)。如果测出。如果测出一滴油所含油脂的体积一滴油所含油脂的体积V，在水面形成单分子膜的面积，在水面形成单分子膜的面积S，即可，即可根据根据dV/S算出分子直径。算出分子直径。