第三讲 气体摩尔体积
学习目标
1.理解气体摩尔体积(L·mol) 2.掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系。 知识梳理 一、决定物质的体积的因素
物质的质量(m)、体积(V)、密度(ρ)之间的关系:
-1ρ = m/V 给出一些物质的数据(0℃、101Kpa),求体积:
物质 Fe Al Pb H2O H2SO4 H2 O2 CO2 粒子数 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 2323232323232323质量/(g) 55.8 26.98 207.2 18.0 98.0 2.016 32.00 44.01 密度(0℃) 7.88 g/ml 2.7 g/ml 11.3 g/ml 1.0 g/ml 1.83 g/ml 0.0899 g/L 1.43 g/L 1.977 g/L 体积 【思考】1、物质体积的大小取决于:
①粒子________ ②微粒的 ③微粒之间的__________。 当粒子之间的距离很小时,物质的体积决定于 , 当粒子之间的距离比较大时,物质的体积决定于 。 2、通过计算可知,1 mol固态和液态不同物质,体积是 的。
因为固态和液态物质,虽然含有相同的粒子数,但粒子的大小是不同的,同时粒子之间的距离又小,故固态和液态物质的体积主要决定于 。
3、通过计算可知,1 mol气态不同物质,体积是 的。
当改变温度和压强,气体的体积比固液体更容易发生 ,说明气体分子间的距离比固液粒子间距离 。 4、气体分子间距离与 关系非常密切。
温度升高,气体分子之间的距离 压强增大,气体分子之间的距离
当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于 ,而不是 。 阿伏加德罗定律:
同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子,这就是阿伏加德罗定律。
1阿伏加德罗定律适用于任何气体或有气体参加的反应,包括混合气体,但不能用于非气体。 ○
2阿伏加德罗定律的推论 ○ 条 件 结 论 = = 备 注 N气体的分子数 (吹气球) 推论1 同温同压 1
推论2 同温同体积 推论3 同温同压 二、气体摩尔体积(Vm) 1、气体摩尔体积:
= = = = p气体的压强 (车胎打气) ρ气体的密度,M气体的摩尔质量(排空气法收集气体) 单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。 2、计算公式:气体摩尔体积(Vm)=
单位:L/mol和m/mol。
在标准状况下,1 mol任何气体所占的体积都约为 。 3、使用注意:
①标准状况下(条件)指的是
②气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。例如 STP(标况) 下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol;20℃和101×10Pa的条件下,气体摩尔体积约为24.0 L·mol。 ③可以说:1 mol任何气体(包括混合气体)在STP下的体积基本相等,都约为22.4L。 4、气体摩尔体积与物质的量(n)、物质的质量(m)、粒子数(N)、气体体积(V)之间的关系: ÷M ×NA
物质的质量 物质的量 粒子数 ×M ÷NA
÷Vm ×Vm 气体体积 题型聚焦
题型? 气体摩尔体积的相关概念
【例1】下列说法中不正确的是 ( )。
A.1 mol CO2在压强一定情况下,50℃的体积比20℃的大 B.1 mol N2在0℃和3.03×10Pa时,所占体积一定比22.4 L小 C.在标准状况下,1 mol H2O的摩尔体积为22.4 L/mol D.在标准状况下,17 g NH3的体积恰好是22.4 L 【例2】下列有关气体体积的叙述中,正确的是( )
A. 一定温度和压强下,各种气体物质体积的大小,由构成气体的分子大小决定 B. 一定温度和压强下,各种气体物质体积的大小,由构成气体的分子数决定 C. 不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同 D. 气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L 【迁移】
在给定温度和压强下的理想气体,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 题型? 有关气体摩尔体积的计算 【例2】
物质 H2 CH4
5
-1
3
-1
3
物质的量 0.5 mol 体积(标况) 22.4 L 分子数 2
质量 密度
N2 HCl 3.36L 36.50 g 【例3双选】0.3 mol氧气和0.2 mol臭氧(O3)的( )
A.分子数相等 B.原子数相等
C.标准状况下的体积比是3:2 D.标准状况下体积比是2:3
【例4】按体积比为4:2:3所组成的N2、O2、CO2混合气体30.8 g在标准状况下体积为___ L。 【迁移】
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( )
A.
B.
C.
D.
题型? 阿伏加德罗定律
【例5】下列几种气体中,在同温同压下,等质量时所占体积最大的( )
A.CO B.HCl C.Ar D.CO2
【例6】在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 【迁移】
在三个密闭容器中分别通入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相等时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是( )
A.p(Ne)>p(H2) >p(O2) B.p(O2) >p(Ne) >p(H2) C.p(H2) >p(O2)>p(Ne) D.p(H2) >p(Ne) >p(O2)
题型④ 平均摩尔质量的计算
【例7】在0℃和101kPa的条件下,将1.40 g N2、1.60 g O2和4.00 g Ar混合,该混合气体的体积是____,该混合气体平均摩尔质量是____,该混合气体在此状况下的密度是____。
练.(09年上海化学·30)臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O2
放电 2O3
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为 g/mol(保留一位小数)。 (2)将8L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5L,其中臭氧为 L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有20.0g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为 。
【例8双选】由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。 则该混合气体中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
【迁移】
固体A在一定温度下分解生成气体B、C、D:2A == B↑+ 2C↑+ 3D↑,若测得生成气体的质量是同体积氢气的15倍,则固体A的摩尔质量是( )
-1-1-1-1
A. 30 g·mol B. 60 g·mol C. 90 g·mol D. 120 g·mol 课后训练
1.下列说法中,正确的是( )
A.1mol某气体的体积是22.4 L,该气体所处的状况不一定是标准状况.
3
B.非标准状况下,1 mol O2的体积必定不是22.4 L
C.某物质含有阿伏加德罗常数个微粒,该物质在标准状况下的体积为22.4 L D.标准状况下,1 mol H2和O2的混合气体的体积不一定为22.4 L
2.H2和CO的混合气体5.6 L(标准状况)充分燃烧,需要O2的质量为( )
A.8 g B.16 g C.4 g D.无法确定
3(双选).下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数( )
A.在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NA B.在常温常压下,1mol He含有的原子数目为NA C.71 g Cl2所含原子数为2NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含原子数相同
4.在相同条件下.一个容器充满NO,另一个容器充满N2和O2,两个容器的体积相同,则两个容器内的气体一定具有相同的( )
A.原子数 B.电子数 C.中子数 D.质量
5(双选).标准状况下有①6.72 L CH4 ②3.01×10个HCl ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3,下列对四种气体的关系从小到大表示不正确的是( )
A.体积 ④<①<②<③ B.密度 ①<④<③<②
C.质量 ④<①<③<② D.氢原子数 ④<②<③<①
6.下列数量的各物质所含原子数按由大到小顺序排列是 ( )①4℃时144mL水 ②34g氨气 ③标准状况下224L氢气 ④1.1mol硫酸
A.④③②① B.①②③④ C.③①④② D.③①②④
7.在标准状况下,15 g二氧化碳和一氧化碳组成的混合气体,其体积为10.08 L,则此混合气体中,一氧化碳和二氧化碳的物质的量之比为多少?
8、(1)现有两种气体,它们的相对分子质量分别为MA:MB,当两种气体质量相同时,标准状况下A与B的体
积比为 ,密度比为 ,所含分子数比为 。当两种气体(同温同压)的体积相同时,A和B的质量比为
(2)同一状态下,20 ml A2气体与30 ml B2气体恰好完全反应生成20 ml某气体X,则可推出X的化学式为( )
A.AB2
B.AB3
C.A2B3
D.A3B2
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(3)同温同压下的氧气和氢气,其密度比为 _;若质量相同时,两种气体的体积比为
若体积相同时,两种气体的质量比为___ _。 9.同温同压下,若A容器中充满O2和B容器中充满O3
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是 ; (2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是 ;
(3)若两容器的体积比为3:2,则O2和O3物质的量之比为 ,质量之比为 ,密度之比为 .
走近名校
1.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体分子间的平均距离?( )
A、阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和质量; B、阿伏伽德罗常数,气体的摩尔质量和体积; C、该气体的密度、体积和摩尔质量;
D、阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度。
4
2.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气,通过电火花,使这三种气体恰好反应,冷却得到的溶液溶质的质量分数为28.9%,则容器内H2、O2、Cl2的体积比为( )
A.9∶4∶1
B.8∶2∶4
C.11∶5∶1
D.9∶4∶2
3.(省实验2015期末)某气体由常见的一种或多种气体组成,经测定其中只含有碳、氧两种元素,碳、氧元素
的质量比为3:8,则关于该气体的说法正确的是 A.该气体一定是纯净物
B.该气体一定是CO、CO2的混合物
C.该气体中所含的物质最多只有2种 D.该气体可能含有3种成分 4.(2012·徐州师大附中检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L B.25℃,1.01×10 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA C.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5 NA D.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5 NA
5、在同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为 ,物质的量之比为
,原子总数之比为 ,质量之比为 ,密度之比为 。
6.标况下,一个装满Cl2的容器为74.6 g,若装满N2,则质量为66 g,则此容器的容积为多少升?
7.氢气和氧气的混合气体在0℃和一定压强下体积为a L,点燃后发生反应,待气体恢复至原来温度和压强时,测得其体积为b L,原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少?(若将温度改为120℃则结果如何?)
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