2018年秋高中化學 初高中銜接 專題04 氣體摩爾體積學案.doc

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專題04 氣體摩爾體積【知識回放】影響物質體積的因素（1）宏觀因素：溫度、壓強（2）微觀因素：微粒的數(shù)目、微粒的大小、微粒的平均距離（3）決定固體或液體體積的主要因素：微粒的數(shù)目、微粒的大小（4）決定氣體體積的主要因素：微粒的平均距離、溫度、壓強【新知精講】一、決定物質體積大小的因素1.影響物質體積大小的因素2.阿伏加德羅定律同溫、同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。二、氣體摩爾體積【科學探究】探究一對氣體摩爾體積的理解問題導引標準狀況時的氣體摩爾體積示意圖1.氣體摩爾體積的適用對象是氣體,是否必須為純凈氣體?提示 不一定。可以是純凈氣體,也可以是混合氣體。2.標準狀況下的氣體摩爾體積Vm=22.4 Lmol-1,那么Vm=22.4 Lmol-1時一定是標準狀況下嗎?提示 不一定。同時改變溫度和壓強,氣體摩爾體積Vm仍可能保持不變。如:升高溫度的同時增大壓強或降低溫度的同時減小壓強。探究二阿伏加德羅定律及其推論問題導引1.結合氣體體積的影響因素,思考分析“若兩種氣體體積相同,所含分子數(shù)也一定相同”的說法是否正確?提示 不一定,因為氣體體積受溫度和壓強的影響較大,若溫度和壓強不同時,體積相同的兩種氣體的物質的量不一定相同,故所含的分子數(shù)也不一定相同。2.結合阿伏加德羅定律討論同溫同壓同體積的O2和O3的分子數(shù)相同嗎?能說原子數(shù)目也相同嗎?提示 由阿伏加德羅定律可知,同溫同壓下,體積相同的O2和O3分子數(shù)相同,又因為一個O2分子中有2個氧原子,一個O3分子中有3個氧原子,所以同溫同壓下,體積相同的O2和O3原子數(shù)目不同?！局攸c突破】1.氣體摩爾體積的適用范圍氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,如0.2 mol H2與0.8 mol O2的混合氣體在標準狀況下的體積約為22.4 L。2.標準狀況下的氣體摩爾體積(1)定義:(2)計算:氣體的物質的量:n=。氣體的摩爾質量:M=。氣體的分子數(shù):N=nNA=NA。氣體的質量:m=nM=M。3.阿伏加德羅定律的推論推論公式同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質的量之比同溫同體積時,氣體的壓強之比等于其物質的量之比同溫同壓下,相同體積的任何氣體的質量之比等于其摩爾質量之比同溫同壓下,任何氣體的密度之比等于其摩爾質量之比同溫同物質的量的氣體,壓強之比等于體積的反比 4.對阿伏加德羅定律及推論的“三點”理解(1)適用于任何氣體,包括混合氣體,不適用于非氣體。(2)同溫、同壓、同體積、同分子數(shù),共同存在,相互制約,且“三同定一同”。(3)標準狀況下的氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的一個特例?！镜漕}探究】典例1 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是 ()A.含有NA個氦原子的氦氣在標準狀況下的體積約為11.2 LB.25 ,1.01105 Pa,64 g SO2中含有的原子數(shù)為3NAC.11.2 L Cl2含有的分子數(shù)為0.5NAD.標準狀況下,11.2 L CCl4含有的分子數(shù)為0.5NA【答案】:B錯誤。易錯警示在有關阿伏加德羅常數(shù)的正誤判斷題目中,?？疾闃藴薁顩r下的氣體摩爾體積,常見問題有:(1)忽視外界條件是標準狀況,如常溫、常壓下,1molH2的體積不是22.4L。(2)忽視研究對象是氣體,如標準狀況下,H2O、酒精等不是氣體。(3)將1mol氣體的體積與氣體摩爾體積的單位混淆,前者單位為L,后者單位為Lmol-1變式訓練1-1下列敘述正確的是()A.氣體的摩爾體積為22.4 Lmol-1B.1 mol O2的質量為32 g,它所占的體積是22.4 LC.標準狀況下,22.4 L水的質量約為18 gD.標準狀況下,22.4 L的任何氣體的物質的量都約是1 mol【答案】:D【解析】:在標準狀況下氣體的摩爾體積約為22.4Lmol-1,A項沒有指出所處的狀態(tài),A項錯誤;1molO2的質量為32g,B項未指明是否在標準狀況下,故它所占的體積不一定是22.4L,B項錯誤;氣體摩爾體積僅適用于氣體,水在標準狀況下不是氣體,C項錯誤。變式訓練1-2.下列敘述中正確的是()A.一定溫度、壓強下,氣體體積由其分子的大小決定B.一定溫度、壓強下,氣體體積由其物質的量的多少決定C.氣體摩爾體積是指1 mol任何氣體所占的體積為22.4 LD.不同的氣體,若體積不等,則它們所含的分子數(shù)一定不等【答案】:B22.4L;由阿伏加德羅定律及其推論知,不同氣體,若體積不等,則所含的分子數(shù)可能不相等。變式訓練1-3.下列說法中正確的是()A.0.5 mol H2所占的體積為11.2 LB.標準狀況下,6.021023個分子所占的體積約是22.4 LC.標準狀況下,1 mol H2O的體積約為22.4 LD.標準狀況下,28 g CO和N2的混合氣體的體積約是22.4 L【答案】:D【解析】:A項沒有指明氣體所處狀況,故0.5molH2的體積不一定是11.2L;B項沒有指明物質為氣態(tài),不能確定其體積;C項中的H2O在標準狀況下不是氣體;D項中,由于CO與N2的摩爾質量相等,二者以任意比例混合其平均摩爾質量不變,故CO和N2的混合氣體的物質的量為1mol,標準狀況下體積約是22.4L,D正確。典例2同溫同壓下,向兩個密閉容器中分別充滿等質量的O2、O3氣體,下列說法正確的是()A.兩氣體的物質的量之比為32B.兩種容器的體積比為23C.兩種氣體的分子數(shù)目相等D.兩種氣體的密度之比是32【答案】:A【解析】:因O2和O3質量相等,故其物質的量與摩爾質量成反比,即4832=32,A正確;同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質的量之比,即32,B錯誤;分子數(shù)目之比等于其物質的量之比,即32,C錯誤;同溫同壓下,氣體的密度之比等于其摩爾質量之比,即3248=23,D錯誤。方法技巧(1)阿伏加德羅定律的適用條件不僅僅是標準狀況,也可以是其他同溫同壓條件下,只要物質的存在狀態(tài)是氣態(tài)即可。(2)同溫、同壓、同體積和同分子數(shù),共同存在、相互制約,只要三“同”成立,第四“同”必定成立。變式訓練2-1 同溫同壓下,A容器中H2和B容器中NH3所含氫原子數(shù)相等,則兩個容器的體積比是()A.32B.13C.23D.12【答案】:A【解析】:1molH2含氫原子2mol,1molNH3含氫原子3mol,若H2和NH3所含氫原子數(shù)相等,則H2和NH3的物質的量之比為32,同溫同壓下氣體的體積比等于其物質的量之比,兩個容器的體積比是32。變式訓練2-2在兩個容積相同的容器中,一個盛有HCl氣體,另一個盛有H2和Cl2的混合氣體。在同溫同壓下,兩容器內的氣體一定具有相同的()A.原子數(shù)B.密度C.質量D.質子數(shù)【答案】:A變式訓練2-3.如圖所示,相同狀況下,分別用氯化氫和四種不同的混合氣體吹出體積相等的五個氣球。A、B、C、D四個氣球中所含原子數(shù)與氯化氫氣球中所含原子數(shù)一定相等的是()【答案】:C【解析】:相同狀況下,五個氣球的體積相同,則所含氣體的物質的量相等,氣體的分子數(shù)相同;HCl、N2、O2都為雙原子分子,故C中所含原子數(shù)一定與HCl相同,而A中所含原子數(shù)因Ar與O3的混合比例不同而變化,不一定與HCl相同;B、D中氣體無論以怎樣的比例混合,都大于HCl氣球中所含原子數(shù)。變式訓練2-4.同溫同壓下,若A容器中充滿O2,B容器中充滿O3。(1)若所含分子總數(shù)相等,則A容器和B容器的容積比是。(2)若兩容器中所含原子總數(shù)相等,則A容器和B容器的容積比是。(3)若兩容器的容積比為32,則O2和O3物質的量之比為,質量之比為,密度之比為?！敬鸢浮?(1)11(2)32(3)321123 (3)兩容器的容積比為32,則兩氣體的物質的量之比為32,質量之比為(332)(248)=11,密度之比為23?！净A題組】1.常溫、常壓下,用等質量的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個氣球,其中氣體為CH4的是( ) 2.下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是( )A.體積相等、質量不等的CO和N2B.等溫等體積的O2和N2C.等體積等密度的CO和N2D.等壓等體積的O2和N23.下列示意圖中,白球代表氫原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中間有一個可以上下滑動的隔板(其質量忽略不計)。其中能表示等質量的氫氣與氦氣的是( ) 4.下列說法中正確的是( )A.標準狀況下,1 mol水的體積是22.4 LB.1 mol任何氣體體積均為22.4 LC.在標準狀況下,0.3 mol N2和0.7 mol O2混合氣體總體積約為22.4 LD.通常狀況下,1 mol N2的體積約為22.4 L5.下列說法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)( )A.在常溫、常壓下,11.2 L N2含有的分子數(shù)是0.5NAB.標準狀況下,18 g水所占的體積約是22.4 LC.32 g O2在標準狀況下的體積約是22.4 LD.在同溫、同壓下,相同體積的任何氣體所含的原子數(shù)相等6.下列說法正確的是( )A.同溫、同壓下,相同質量的氣體都占有相同的體積B.同溫、同壓下,相同體積的氣體都含有相同數(shù)目的分子C.在標準狀況下,1 mol任何物質的體積均約是22.4 LD.1 mol某氣體的體積約為22.4 L,該氣體所處的狀況一定是標準狀況7.在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿O2、O3氣體,當這兩個容器內溫度和氣體密度相等時,下列說法正確的是( )A.兩種氣體的壓強相等B.O2比O3的質量小C.兩種氣體的分子數(shù)目相等D.兩種氣體所含的氧原子數(shù)目相等8.關于同溫、同壓下等體積的N2O(氣體)和CO2的敘述,其中正確的是( )質量相同 所含碳原子數(shù)與氮原子數(shù)相等 所含分子數(shù)相等A. B.C. D.9.下列說法正確的是( )A.32 g O2占有的體積約為22.4 LB.22.4 L N2含有阿伏加德羅常數(shù)個氮分子C.在標準狀況下,22.4 L水的質量約為18 gD.22 g二氧化碳與標準狀況下11.2 L HCl含有相同的分子數(shù)10.(1)現(xiàn)有34 g某氣體,摩爾質量為17 gmol-1,則:該氣體為 mol。 該氣體所含分子數(shù)為 NA。 該氣體在標準狀況下的體積為 L。 (2) g H2O中的氧原子數(shù)目與標準狀況下22.4 L CO2中的氧原子數(shù)目相同。 11.一定溫度和壓強下,30 L某種氣態(tài)純凈物中含有6.021023個分子,這些分子由1.2041024個原子構成。(1)該氣體的物質的量為 ,該氣體中每個分子含有 個原子。 (2)該溫度和壓強 標準狀況(填“是”或“不是”),此條件下的氣體摩爾體積為 。若O2在該條件下為氣態(tài),則2 mol O2在該條件下的體積為 L。 (3)標準狀況下該純凈物若為氣態(tài),其體積約是 L。 【提升題組】1.在一定條件下,某化合物X受熱分解:2XA+2B+4C,測得反應后生成的混合氣體對H2的相對密度為11.43,在相同條件下,X的相對分子質量是( )A.11.43 B.22.85 C.80.01 D.160.022.同溫、同壓下,某容器充滿O2質量為116 g,若充滿CO2質量為122 g,現(xiàn)充滿某氣體質量為114 g,則該氣體的相對分子質量為( )A.28 B.60C.32 D.443.有CO與CO2的混合氣體共33.6 L,其密度為1.726 gL-1,已知混合氣體共有9.031023個分子,則該混合氣體的平均摩爾質量是( )A.58.00 gmol-1B.36.09 gmol-1C.36.00 gmol-1D.38.67 gmol-14.一定量的液態(tài)化合物XY2在一定量的O2中恰好完全燃燒,反應方程式為:XY2(液)+3O2(氣)XO2(氣)+2YO2(氣)測得生成物的總體積為672 mL,密度為2.56 gL-1(標準狀況)。則:(1)反應前O2的體積為 mL(標準狀況); (2)化合物XY2的摩爾質量為 ; (3)若XY2分子中X、Y兩元素的質量比為316,則X、Y分別為 、 。 5.(1)質量之比為1676的三種氣體SO2、CO、NO,分子個數(shù)之比為 ;氧原子個數(shù)之比為 ;相同條件下的體積之比為 。 (2)標準狀況下,1.7 g NH3的體積為 L,它與標準狀況下 L H2S含有相同數(shù)目的氫原子。 (3)某氣體氧化物的化學式為RO2,在標準狀況下,1.28 g該氧化物的體積為448 mL,則該氧化物的摩爾質量為 ,R的相對原子質量為 。 【答案與解析】基礎題組2. 【答案】:C【解析】:CO和N2的相對分子質量相同,質量相等時,兩者物質的量相同,所以一定含有相同的分子數(shù)。A項中,質量不等;B選項中缺少等壓這一條件;C選項中等體積等密度也就相當于等質量,所以含有相同的分子數(shù);D選項中缺少等溫這一條件。3. 【答案】:A【解析】:氫氣屬于雙原子分子,而氦屬于單原子分子。根據(jù)它們的相對原子質量容易算出,它們的分子個數(shù)比為21。根據(jù)阿伏加德羅定律,在同溫、同壓下,分子個數(shù)比即是體積比,因此,A是正確的。4.【答案】:C【解析】:A項水為液體,不適用氣體摩爾體積;B項未指明氣體所處狀況;C項N2、O2可共存,故正確;D項通常狀況下,1 mol N2體積不是22.4 L,錯誤。5.【答案】:C【解析】:選項分析結論A條件不是標準狀況B標準狀況下水不是氣體C32gO2為1mol,標準狀況下體積約為22.4LD相同條件下,氣體所含分子數(shù)相同,但原子數(shù)不一定相同 6.【答案】:B【解析】:同溫、同壓下,質量相同的不同氣體物質的量不一定相同,所以不一定占有相同的體積,A錯誤;由阿伏加德羅定律知,B正確;水在標準狀況下不是氣體,體積也不為22.4 L,C錯誤;1 mol某氣體若處于高溫、高壓或低溫、低壓的情況下,氣體體積也可能約為22.4 L,D錯誤。7.【答案】:D【解析】:根據(jù)題意,因等溫度、等體積、等密度,則兩者等質量,B錯誤;等質量的O2和O3物質的量不相等,則壓強和分子數(shù)不相等,則A、C錯誤;O2和O3都是由氧原子構成的,所以等質量的O2和O3原子數(shù)相等,D正確。9.【答案】:D【解析】:A、B兩項都沒有指明是“標準狀況”下,錯誤;C項標準狀況下水不是氣體,所以22.4 L水不是1 mol,故也不是18 g;D項中22 g CO2的物質的量為0.5 mol,標準狀況下11.2 L HCl的物質的量也為0.5 mol,兩種氣體的物質的量相同,所以含有的分子數(shù)也相同。10.【答案】:(1)2 2 44.8 (2)36【解析】:(1)該氣體的物質的量為=2 mol,分子數(shù)為2NA,在標準狀況下的體積為22.4 Lmol-12 mol=44.8 L。(2)標準狀況下22.4 L CO2是1 mol,氧原子的物質的量是2 mol,故水是2 mol,即36 g。11.【答案】:(1)1 mol 2(2)不是 30 Lmol-1 60 L(3)22.4 L【解析】:(1)含有6.021023個分子,可知氣體的物質的量為1 mol,含有1.2041024個原子,說明分子為雙原子分子。(2)在此溫度和壓強下,1 mol氣體的體積是30 L,故其氣體摩爾體積為30 Lmol-1,不是標準狀況。若O2在該條件下為氣態(tài),則2 mol O2在該條件下的體積為30 Lmol-12 mol=60 L。(3)1 mol該純凈物若為氣態(tài),標準狀況下其體積約是22.4 L。提升題組1.【答案】:C【解析】:根據(jù)質量守恒定律,2 mol X生成7 mol混合氣體,X的摩爾質量為=80.01 gmol-1。2.【答案】:A【解析】:方法一:按常規(guī)思路,設容器的質量為m。同溫、同壓下,因為容器體積不變,所以有,得m=100 g,然后由,得M(某)=28 gmol-1,即相對分子質量為28,選A。方法二:差量法。同溫、同壓下,氣體質量之差和相對分子質量之差之間存在著正比關系,因此可以不計算容器的質量,直接由氣體質量差和相對分子質量差的正比關系求得。即:=M(某)=28 gmol-1,選A。方法三:估算法。由阿伏加德羅定律可知n(O2)=n(CO2)=n(氣體),m=nM,m與M成正比。故M (某)M(O2),M(某)M(CO2),即M(某)32 gmol-1。3.【答案】:D【解析】:m(總)=1.726 gL-133.6 L58 g,n(總)=1.5 mol,平均摩爾質量=m/n38.67 gmol-1。4.【答案】:(1)672 (2)76 gmol-1 (3)C S5.【答案】:(1)554 1054 554(2)2.24 L 3.36 L(3)64 gmol-1 32【解析】:(1)質量之比為1676,說明其物質的量之比為=554,所以其分子數(shù)之比為554,氧原子數(shù)之比為1054,相同條件下的體積之比為554。(2)1.7 g NH3的物質的量為=0.1 mol,在標準狀況下的體積為0.1 mol22.4 Lmol-1=2.24 L,0.1 mol NH3含有0.3 mol H,與0.15 mol H2S含有相同數(shù)目的氫原子,標準狀況下0.15 mol H2S的體積為0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L。(3)在標準狀況下,1.28 g該氧化物的體積為448 mL,其物質的量為=0.02 mol,摩爾質量為=64 gmol-1,R的相對原子質量為64-162=32。