高一化学气体摩尔体积讲义(供参考)

高一化学气体摩尔体积讲义(供参考)

只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 1 气体摩尔体积 2012.08.09 1.物质的体积、密度和质量之间的关系 ρ(B)= )( )( BV BM 2.对于固体和液体物质来说，1 mol 不同物质的体积是不同的。 决定物质体积大小的主要因素有三个： (1)微粒数的多少； (2)微粒间的距离； (3)微粒本身的大小。 影响物质体积的因素： 决定物质体积的因素有三方面：       L D N 粒子间距 粒子大小 粒子数目 摩尔体积是指 1mol 任何物质所占有的体积，各取 1mol 固态、液态、气态三种状 态的物质，则影响它们体积的只有后两个因素，哪一个是主要的呢? 由固体、液体很难被压缩这一事实可知：构成固体、液体的粒子之间的距离远小 于离子本身的大小，故决定 1mol 固体和液体物质体积的主要因素是粒子的大小， 不同物质的粒子大小不一样，所以 1mol 固体和液体物质的体积应各不相同。 由气体易被压缩这一事实可知，构成气体的粒子之间的距离较大(大约是气体分 子直径的 10 倍)，故决定 1mol 气体物质体积的主要因素为粒子之间的距离。 因为构成气体的粒子之间的距离较大，粒子间作用较弱，甚至可以忽略不计，温 度和压强等外界条件的改变，能明显影响气体粒子之间的距离，从而明显改变气 体的体积，故比较 1mol 不同气体的体积是否相同，要在相同的温度和压强下。 大量实验证明：在相同的温度和压强下，各种气体粒子之间的平均距离是相等的， 所以，相同的温度和压强下，1mol 任何气体的体积应是相等的。 3.气体摩尔体积 ①定义：单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。 ②气体摩尔体积的表达式 Vm=V/n 单位：L/mol(L·molB)或 m3/mol(m3·molB)。 ③使用气体摩尔体积时的注意事项。 a.应指明温度和压强 b.对任何气体包括混合气体都成立 c.气体的物质的 量为 1mol d.也可以用于相互不反应的混合气体。 4.阿伏加德罗定律 由理想气体的状态方程： PV=nRT （P 为气体的压强，V 为气体的体积，n 为 气体的物质的量，R 为常数，T 为气体的温度）可得 相同温度，相同压强时，相同体积的任何气体，都含有相同数目的分子数。 5.气体计算 (1)V(标)＝n·Vm=n·22.4L/mol (2)ρ(标)＝ )(标 标 v ）M（ ＝M/Vm= 1/224 MOLL M (3).在标准状况下，气体的摩尔体积约为 22.4L·molB。这个体积是在特定条件 下的气体摩尔体积，由它可求一定量的气体在标准状况下的体积。 例题 1 448mL 某气体在标准状况下的质量为 1.28g，求该气体的相对分子质量。 【解析】(1)0.448L 为 1.28g，22.4L 气体的质量为 x 只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 2 g l 4.22 448.0 0.448L22.4L=1.28gx，x=64g 即该气体的相对分子质量为 64。 拖 1①在相同状况下，下列气体的密度是最大的是( ) A.O2 B.CH4 .CO2 E.N2 ②已知空气的平均摩尔质量为 29g·molB。下列气体在实验室收集时，能用向 上排空气法收集的是( ) A.CO2 B.N2 C.CH4 D.Cl2 E.H2 F.O2 【例题 2】相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是( ) A.粒子大小不同 B.粒子质量不同 C.粒子间距离不同 D.粒子间作用力不同 拖 2 在给定温度和压强下物质的量相同的理想气体，影响其所占体积大小的主要 因素是 ( ) A.分子直径的大小 B.分子间距离的大小 C.分子间引力的大小 D.分子数目的多少 6、初中已学过化学反应式中反应物和生成物之间的质量关系，并能运用于化学方程式有关 质量的计算。在这节课中我们将学习物质的量、气体摩尔体积在化学方程式计算中的应用。 【提问】 根据氢气的质量计算出氢气的物质的量和标准状况下的体积各是多少？ 【师】 如何把物质的量运用于化学方程式中呢？ 2Na + 2H2O ＝ 2NaOH ＋ H2 化学计量数之比 2 ： 2 2 ： 1 扩大 NA 倍即 物质的量之比 2 mol ： 2 mol 2 mol ：1 mol 由此可以看出，化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，因 此物质的量、气体摩尔体积可用于化学方程式计算。 把 5.6 克 Fe 放入足量的盐酸中，铁完全反应。计算： （1）参加反应盐酸的物质的量； 只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 3 （2）生成氢气的体积（标准状况） 根据题中所给条件，可直接应用化学方程式中各物质的计量数之比等于物质的量之比，计算 出参加反应盐酸的物质的量和生成氢气的体积 解： （1）Fe ＋ 2HCl ＝ FeCl2 ＋ H2↑ 56 2 mol 5.6g n(HCl) n(HCl) mol2 6.5 56  g n(HCl)=0.2 mol (2) Fe ＋ 2HCl ＝ FeCl2 ＋ H2↑ 56 22.4L 5.6 g V(H2) )v(H 4.22 6.5 56 2 L g  V(H2)=2.24L 答：（1）参加反应盐酸的物质的量是 0.2 mol （2）生成氢气在标准状况下体积是 2.24L 三、【小结】化学方程式的计算主要步骤： （1）正确书写化学方程式； （2）列比例关系，单位要求：上下一致，左右相当 【课堂练习】把 10 克 CaCO3 与过量的盐酸反应，求生成气体在标准状况下的体积、质量、 物质的量各为多少？ 重点难点 1.对标准状况下的气体摩尔体积的理解 气体摩尔体积的一个特例就是在标准状况下的气体摩尔体积(Vm)。在标准状况 下，1 mol 任何气体的体积都约等于 22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积 时，不能简单地认为“22.4 L 就是气体摩尔体积”，因为这个 22.4 L 是有特定 条件的。这些条件就是： 标准状况，即 0℃和 101.325kPa，气体的物质的量为 1 mol，只有符合这些条件的气体的体积才约是 22.4 L。因此，22.4 L 是 1 mol 只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 4 任何气体在标准状况下的体积。 2.气体反应中的计算. 例题 3 下列叙述中，不正确的是 ( ) A.在标准状况下，1molH2O 的体积约是 22.4L B.在标准状况下，0.5molH2、0.5molN2 组成的混合气体的体积约为 22.4L C.在非标准状况下，1mol 任何气体的体积不可能约 22.4L D.在同温同压下，气体分子间距离几乎相等 拖 4 下列说法正确的是( ) A.在常温常压下，11.2L 氯气含有的分子数为 0.5NA B.在常温常压下，1mol 氦气含有的原子数为 NA C.32g 氧气含原子数目为 2NA D.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同 例题 4(全国高考题)在一定温度和压强下，1 体积 X2(气)和 3 体积 Y2(气)化合生 成 2 体积 Z(气)；则 Z 气体的化学式是 ( ) A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3 拖 5 有一真空储气瓶，净重 500g，在相同条件下，装满氧气后重 508g，装满另 一种气体 X 时重 511g，则 X 的相对分子质量为( ) A.44 B.48 C 64 D.71 拖 6NA 为阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是 ( ) A.标准状况下，相同体积的 H2 与水所含分子数目相同 B.标准状况下，以任意比混合的 H2、CO2 混合气体 22.4L，所含的分子数为 NA C.常温常压下，活泼金属与盐酸发生置换反应，生成 H2 22.4L，则反应中电子 转 移数为 NA D.常温常压下，1molHe 所含核外电子数为 4NA 拖 8 在一定条件下，使 9.6gC 和一定量 O2 在一密闭容器内恰好完全反应，测得 容器内压强比反应前增大了 0.6 倍，则 O2 的物质的量为 ( ) A.0.40mol B.0.50mol C.0.70mol D.0.60mol 只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 5 拖 12. 150℃时碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度 的( )倍。 A.96 B.48 C.24 D.12 拖 13 甲、乙两种化合物都含有 X、Y 两种元素，甲、乙中 X 元素的质量分数分 别为 30.4%和 25.9%，若已知甲的化学式为 XY2，则乙的化学式可能是( ) A.XY B.X2Y C.X2Y3 D.X2Y5 能力达标检测 1.下列说法正确的是(NA 表示阿伏加德罗常数的值) ( ) A.28g 氮气所含有的原子数目为 NA B.4g 金属钙变成钙离子时失去的电子数目为 0.1NA C.1mol 甲烷的质量与 NA 个甲烷分子的质量之和相等 D.在标准状况下，22.4L 甲烷和乙炔混合物所含的分子数为 NA 2.标准状况下四种气体的关系从小到大表示不正确的是 ( ) ①(标准状况)6.72L 甲烷 ②(标准状况)3.01×1023 个 HCl 分子 ③(标准状况)13.6gH2S 气体 ④(标准状况)0.2molNH3 气体 A.体积④＜①＜②＜③B.密度①＜④＜③＜② C.质量④＜①＜③＜②D.氢原子数②＜④＜③＜① 3.下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是 ( ) A.温度相同、体积相同的 O2 和 N2 B.质量相等、密度不等的 N2 和 C2H4 C.体积相等、密度相等的 CO 和 C2H4 D.压强相同、体积相同的 N2 和 O2 4.由 CO2、H2 和 CO 组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同。则混合气体 中 CO2、H2 和 CO 的体积比为( ) A.29∶8∶13 B.22∶1∶14 C.13∶8∶29 D.26∶16∶57 5.(典型例题设 NA 为阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是() A.标准状况下的 22.4L 辛烷完全燃烧，生成二氧化碳分子数为 8NA B.18g 水中含有的电子数为 10NA C.46g 二氧化氮和 46g 四氧化二氮含有的原子数均为 3NA D.在 1L2mol·LB 的硝酸镁溶液中含有的硝酸根离子数为 4NA 6.(1)标准状况下，112mL 某气体的质量为 0.14g，则其摩尔质量为 。 (2)1.56g 某一价金属与足量盐酸完全反应后，生成 0.04gH2，则该金属的摩尔质 量为____________。 7．(4 分)有五种物质是①6gH2，②0.1molCO2，③1.204×1024 个氯化氢分子，④147g 硫酸， ⑤95g 乙醇，它们的物质的量最大的是 填序号，下同)，所含分子数 最多的是_______，含有原子个数最多的是 ，质量最大的是 。 8．(6 分)0.2molKClO3 中所含氯原子与_________gMgCl2 中所含氯原子数相同；所含氧原子 数与________个 H3PO4 分子所含氧原子数相同；所含原子总数与_________molC4H6 分 子中所含原子总数相等；它完全分解可放出 O2_______mol，相当于_______________ 个氧原子，同时生成 KCl__________g。 只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 6 9. 2.3 g 金属钠投入到一定量水中，完全反应后，计算： （1）生成氢氧化钠的物质的量； （2）生成氢气的体积（标准状况）。