新教材高中化學第1章認識化學科學第3節(jié)第2課時氣體摩爾體積課件魯科版必修第一冊

第2課時氣體摩爾體積第1章2021素養(yǎng)目標1.通過對1mol氣體的體積的交流研討,提出氣體摩爾體積這個概念,理解氣體摩爾體積的定義及影響因素,養(yǎng)成宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。2.了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關系,能夠運用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的相互關系進行簡單計算,形成證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。3.通過對相同狀況下不同氣體的體積的研究,理解阿伏加德羅定律及其推論,并能夠解決實際問題,養(yǎng)成證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。課前篇素養(yǎng)初探知識鋪墊1.氣體的密度和單位:單位體積的氣體所具有的質(zhì)量叫氣體的密度。計算式:ρ=。單位:g·L-1。2.與氣體體積有關的因素(就你學過的知識而言):氣體分子數(shù)的多少、溫度和壓強。必備知識一、物質(zhì)體積的影響因素

【微點撥】氣體的體積不但與氣體的物質(zhì)的量有關,而且與溫度和壓強有關。描述或判斷一定物質(zhì)的量的氣體的體積時,必須指明相對應的溫度和壓強。二、氣體摩爾體積1.定義在一定的溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫作氣體摩爾體積。符號為Vm。2.單位L·mol-1或

m3·mol-1。3.標準狀況下氣體摩爾體積在標準狀況(0℃、101kPa)下任何氣體的氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1。

4.氣體體積、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量三者之間的關系三、阿伏加德羅定律1.內(nèi)容:在同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。2.應用:“三同”定“一同”正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。1.在標準狀況下,1molO2與1molH2O的體積相同。(

)2.在標準狀況下,1mol氣體的體積約是22.4L,在非標準狀況下,1mol氣體的體積則一定不是22.4L。(

)3.同溫同壓下,等體積的兩種氣體單質(zhì)一定具有相同的原子數(shù)。(

)4.標準狀況下,氫氣的氣體摩爾體積為22.4L。(

)5.同溫同體積條件下,等質(zhì)量的SO2和O2對應的壓強之比為1∶2。(

)6.在相同條件下,相同物質(zhì)的量的CO、N2的混合氣體與O2的分子個數(shù)相同,原子個數(shù)也相同。(

)××××√√課堂篇素養(yǎng)提升探究1氣體摩爾體積的理解與相關計算問題探究標準狀況時的氣體摩爾體積示意圖

1.標準狀況下,1mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4L嗎?提示

不是。物質(zhì)的狀態(tài)有氣體、固體或液體,在標準狀況下,1

mol氣體的體積約為22.4

L,而1

mol固體或液體的體積均不是22.4

L。2.氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,是否必須為純凈的氣體?提示

不是。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,并且混合氣體中氣體之間不能發(fā)生化學反應。如標準狀況下,0.2

mol

H2和0.8

mol

O2組成的混合氣體的體積約為22.4

L?！疚⑻骄?】當1

mol氣體的體積為22.4

L時,能否說明該氣體一定處于標準狀況?提示

不能。標準狀況下,1

mol氣體的體積約為22.4

L,但1

mol氣體的體積為22.4

L時,并不一定說明該氣體處于標準狀況下,比如適當?shù)纳邷囟?氣體膨脹)、增大壓強(壓縮氣體),也能使1

mol氣體的體積變?yōu)?2.4

L。深化拓展標準狀況下,氣體摩爾體積的相關計算

典例剖析例1下列說法正確的是(

)①標準狀況下,6.02×1023個分子所占的體積約是22.4L②0.5molH2所占體積為11.2L③標準狀況下,1molH2O的體積為22.4L④標準狀況下,28gCO與N2的混合氣體的體積約為22.4L⑤各種氣體的氣體摩爾體積都約為22.4L·mol-1⑥標準狀況下,體積相同的氣體所含的分子數(shù)相同A.①③⑤ B.④⑥ C.②④⑥ D.①④⑥答案

B解析

①該物質(zhì)在標準狀況下不一定是氣體;②沒有限定處于標準狀況下,0.5

mol

H2所占體積不一定為11.2

L;③標準狀況下,

H2O不是氣體;⑤各種氣體的摩爾體積在標準狀況下都約為22.4

L·mol-1。易錯警示計算中使用“22.4

L·mol-1”的三注意(1)使用“條件”:標準狀況。(2)使用對象:必須是氣態(tài)物質(zhì),可以是單一氣體,也可以是混合氣體。水、乙醇、SO3、CCl4等物質(zhì)在標準狀況下不是氣體。(3)在標準狀況下,氣體摩爾體積約為22.4

L·mol-1。其他條件下的氣體摩爾體積不一定不是22.4

L·mol-1。變式訓練1(2021湖北武漢外國語學校高一期中)設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

)A.常溫常壓下,22.4LCO2中含有NA個CO2分子B.常溫常壓下,1.7gH2O2中含有的電子數(shù)為0.9NAC.標準狀況下,2.24LH2O含有的分子數(shù)等于0.1NAD.分子數(shù)為NA的CO、C2H4的混合氣體體積約為22.4L,質(zhì)量為28g答案

B解析

常溫常壓下,22.4

L

CO2的物質(zhì)的量不是1

mol,A錯誤;1.7

g

H2O2的物質(zhì)的量是0.05

mol,0.05

mol

H2O2含有的電子數(shù)為0.9NA,B正確;標準狀況下H2O不是氣態(tài),C項錯誤;D項中未說明是標準狀況,則氣體的質(zhì)量不一定是28

g,D項錯誤。探究2阿伏加德羅定律及推論問題探究1.同溫同壓下,氣體的體積大小與什么有關?提示

同溫同壓下,氣體分子之間的距離相同,所以分子數(shù)越多,氣體體積越大,即同溫同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量的多少有關。2.同溫同壓下,相同體積的任何氣體都具有相同的質(zhì)量嗎?提示

不一定。同溫同壓下,相同體積的任何氣體都具有相同的物質(zhì)的量的分子,當氣體的摩爾質(zhì)量不同時,相同物質(zhì)的量的氣體的質(zhì)量也不相同。3.相同容積的兩個容器,一個盛放氧氣,一個盛放氫氣,若兩容器的溫度和壓強相同,則兩容器中氣體分子數(shù)目有何關系?提示

兩容器中的氣體分子數(shù)目相同。4.相同容積的甲、乙兩個容器,甲中盛放1mol氮氣,乙中盛放2mol氮氣,則在相同溫度下,甲、乙兩容器中壓強之比是多少?提示

同溫同體積時,氣體的壓強與其物質(zhì)的量成正比,故甲、乙兩容器中壓強之比是1∶2?！疚⑻骄?】同溫、同壓下,不同氣體的密度相同嗎?深化拓展1.阿伏加德羅定律

即“三同(T、p、V)”定“一同(N)”。注意同溫、同壓、同體積的氣體所含分子數(shù)相同,但不同氣體分子中所含原子數(shù)目不一定相同。2.阿伏加德羅定律的重要推論

相同條件結論公式語言敘述T、p相同在同溫、同壓時,氣體的體積與物質(zhì)的量成正比T、V相同溫度與體積相同的氣體,壓強與物質(zhì)的量成正比T、p、m相同同溫、同壓下,相同質(zhì)量的氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量的反比T、p相同同溫、同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成正比典例剖析例2(2020福建龍巖第二中學高一月考)下列敘述不正確的是(

)A.常溫常壓下,兩種氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比B.在同溫同體積下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比C.在標準狀況下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質(zhì)量之比D.在同溫同壓下,相同體積的兩種氣體的質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比答案

C易錯警示(1)阿伏加德羅定律及推論主要使用于任意氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體。(2)阿伏加德羅定律的適用范圍是氣體,可概括為三“同”定一“同”,即在同溫、同壓、同體積的條件下,才有分子數(shù)相等這一結論,但所含原子數(shù)不一定相等。(3)阿伏加德羅定律及其所有推論不必死記硬背,用時可以通過理想氣體狀變式訓練2(2020北京首師大附中高一期中)下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是(

)A.質(zhì)量相等、密度不等的N2和C2H4B.等壓等體積的N2和CO2C.等溫等體積的O2和N2D.不同體積等密度的CO和C2H4答案

A解析

N2和C2H4的摩爾質(zhì)量相等,在質(zhì)量相等時二者的物質(zhì)的量相等,即分子數(shù)相等,故A正確;等壓條件下,由于溫度不一定相同,等體積的N2和CO2的物質(zhì)的量不一定相等,所以其分子數(shù)不一定相等,故B錯誤;由于壓強未知,等溫等體積的O2和N2物質(zhì)的量不一定相等,所以其分子數(shù)不一定相等,故C錯誤;不同體積等密度的CO和C2H4質(zhì)量不相等,CO和N2的摩爾質(zhì)量相等,則兩種氣體物質(zhì)的量不相等,分子數(shù)目一定不相等,故D錯誤。探究3各物質(zhì)的物理量在化學方程式中的關系問題探究已知參與反應的各物質(zhì)的物理量之間的比例關系如下:

aA+

bB==cC+

dD系數(shù)比:

a∶

b∶

c∶

d質(zhì)量比:

aMA∶bMB∶

cMC∶

dMD物質(zhì)的量比: a∶

b∶

c∶

d(1)在相同條件下,若上述反應中參加反應的物質(zhì)均為氣態(tài),則反應的各氣體體積之間有怎樣的定量關系?提示

在同溫同壓下,參加反應的氣體體積之比等于化學方程式中各物質(zhì)化學式之前的系數(shù)之比,即V(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)=a∶b∶c∶d。(2)若上述反應中C為氣體,則反應物A的質(zhì)量與反應物B的物質(zhì)的量以及氣體C在標準狀況下的體積有怎樣的定量關系?提示

aA

+

bB==cC(g)

+

dD

a×MA

g

b

mol

c×22.4

L

m(A)

n(B)

V(C)(3)已知下列反應中各物質(zhì)的定量關系:

2H2(g)

+

O2(g)

==

2H2O(l)系數(shù)

2

1

2物質(zhì)的量2mol 1mol 2mol質(zhì)量 2mol×2g·mol-1 1mol×32g·mol-1 2mol×18g·mol-1標準狀況2mol×1mol×

下氣體體積

22.4L·mol-1

22.4L·mol-1計算標準狀況下4.48LH2與足量O2反應生成H2O的質(zhì)量。

提示

方法一:先把4.48

L換算成物質(zhì)的量為0.2

mol,再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學方程式中化學式前的系數(shù)之比算出可生成0.2

mol

H2O,最后用公式m=n×M算出H2O的質(zhì)量為3.6

g。方法二:找出直接關系。44.8

L

H2生成36

g

H2O,則4.48

L

H2生成3.6

g

H2O?！疚⑻骄?】在化學反應中,反應物的總物質(zhì)的量一定等于生成物的總物質(zhì)的量嗎?提示

不一定。化學反應過程中,反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變,但物質(zhì)的總物質(zhì)的量可能不變、減小或增大,與化學方程式中各物質(zhì)化學式前的系數(shù)有關。深化拓展根據(jù)化學方程式的計算物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算,其步驟可歸納為“2個未知”和“2個式子”。即根據(jù)題意設未知量,根據(jù)化學方程式列關系式,根據(jù)關系式列比例式,根據(jù)比例式求未知數(shù)。(1)設未知量:根據(jù)題意設出未知量。對于未知量的設置,一要注意未知量的表示符號;二要注意未知量不帶單位。(2)列關系式:根據(jù)化學方程式列關系式時,不同的物質(zhì),可以用不同的單位,同一種物質(zhì)只能用同一種單位,即上下單位相同,左右單位對應。(3)列比例式:根據(jù)關系式列比例式時,要注意比例式等號兩邊物質(zhì)的比例關系要相對應。(4)求未知數(shù):根據(jù)比例式求未知數(shù),要注意挖掘題干中對數(shù)字位數(shù)要求的隱含信息,主要體現(xiàn)為保留小數(shù)點后幾位或保留幾位有效數(shù)字。典例剖析例3(1)將9.2g鈉投入足量的水中,生成NaOH

g,生成H2的體積在標準狀況下為

。

(2)400mL某濃度的NaOH溶液恰好與5.6LCl2(標準狀況)完全反應,生成NaClO的物質(zhì)的量為

。

答案

(1)16

4.48L

(2)0.25mol解析

(1)依據(jù)題意→寫出正確的化學方程式→找出量的關系→列比例求解方法一:2Na+2H2O==2NaOH

+

H2↑46

g

80

g

22.4

L9.2

g

m(NaOH)

V(H2)方法二:2Na+2H2O==2NaOH

+

H2↑2

mol

2

mol

1

mol0.4

mol

n(NaOH)

n(H2)n(NaOH)=0.4

mol,n(H2)=0.2

mol,則m(NaOH)=n(NaOH)×M(NaOH)=0.4

mol×40

g·mol-1=16

g,V(H2)=n(H2)×Vm=0.2

mol×22.4

L·mol-1=4.48

L。2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O

1

mol

1

mol

0.25

mol

n(NaClO)0.25

mol∶n(NaClO)=1∶1,則n(NaClO)=0.25

mol。變式訓練3過氧化鈉能與水發(fā)生反應,某同學欲用該反應制取標準狀況下的氧氣1.12L。(1)計算至少需要稱取過氧化鈉的質(zhì)量是多少?(2)反應后生成NaOH的物質(zhì)的量是多少?解

設需要過氧化鈉的質(zhì)量為m,生成NaOH的物質(zhì)的量為n,則2Na2O2+2H2O==4NaOH

+

O2↑2×78

g

4

mol

22.4

Lm(Na2O2)

n(NaOH)

1.12

L答:(1)至少需要稱取過氧化鈉7.8

g。(2)反應后生成NaOH的物質(zhì)的量為0.2

mol。素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案

D解析

物質(zhì)三態(tài)中氣體分子之間的間隔最大,固體或液體中粒子間隔較小,則1

mol固體或液體的體積主要由粒子的大小決定,A錯誤;氣體的體積受分子數(shù)目、分子之間距離及粒子大小影響,相同條件下氣體分子間的距離遠大于粒子的大小,則氣體的體積大小主要受分子數(shù)目、分子之間距離影響,因此在相同條件下1

mol氣體的體積主要由分子間距離決定,B錯誤;狀況未知,氣體的摩爾體積不確定,在標準狀況下O2的氣體摩爾體積約為22.4

L·mol-1,C錯誤;氣體微粒間的距離受溫度和壓強影響大,固體或液態(tài)微粒間的距離受溫度和壓強影響小,D正確。2.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

)A.常溫常壓下,含有NA個氮原子的氮氣體積約為11.2LB.標準狀況下,64gSO2中含有的原子數(shù)為3NAC.在常溫常壓下,11.2LCl2含有的分子數(shù)為0.5NAD.標準狀況下,11.2LH2O含有的分子數(shù)為0.5NA答案

B解析

含有NA個氮原子的氮氣的物質(zhì)的量為0.5

mol,標準狀況下體積為11.2

L,常溫常壓下氣體摩爾體積大于22.4

L·mol-1,故A錯誤;標準狀況下,64

g

S