一、气体摩尔体积
〔引入〕前面我们学习了物质的量的有关知识,请同学们回忆物质的量与质量、粒子数目之间有什么关系?物质的量是怎样把宏观质量与微观粒子数联系起来的?
〔思考〕
1. 物质的量(n)、微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA)之间有什么关系? 2. 物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间有什么关系? (学生回答)
〔展示〕 质量 物质的量 粒子数 宏观 微观 ? 体积 粒子数
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〔讨论+计算〕在0℃、1.01×10Pa时1mol下列物质的体积为多少?
物质 Fe Al H2O H2SO4 H2 O2 CO2 N2 状态 固体 固体 液体 液体 气体 气体 气体 气体 密度 7.8g/ml 2.7g/ml 1g/ml 1.83g/ml 0.0893g/L 1.429g/L 1.965g/L 1.25g/L 体积
〔讨论〕由体积数据结合物质状态可得出什么结论?
结论:
1. 在相同条件下,1mol气体所占的体积比1mol固体或液体所占的体积大得多 2. 在相同条件下,1mol固体或液体的体积各不相同,而1mol气体的体积却几乎完全相同
〔思考〕从微观角度分析,物质的体积由哪些因素决定? (一)决定物质的体积(V)的微观因素:
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1. 粒子数目 2. 粒子大小 3. 粒子间距离 〔思考〕1. 固体、液体体积的主要决定因素有哪些?
固、液体体积 取决于 粒子数目 粒子大小
〔思考〕2. 气体体积的主要决定因素有哪些?
[实验启示] 气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大
粒子数目 取决于 气体体积 粒子间平均距离(d) 得多。
〔思考〕分子间的平均距离受哪些条件影响?是怎样影响的? 〔讨论〕为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相同呢?其他的相同条件下,1mol任何气体所占的体积是否都相同呢?
(二)气体摩尔体积
定义:单位物质的量的气体所占的体积。 符号:Vm
单位:L/mol或m3/mol等
VVmn 公式:
对象:任何气体(纯净或混合气体)
标准状况:温度:0℃、压强1.01×105Pa 标准状况:Vm约22.4L/mol
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思考:1mol气体在任何状况下所占的体积是不是都相等? 是不是都约为22 .4L? 几点注意: 1、状态:气体
2、状况:一定温度和压强下,一般指标准状况 3、定量:1mol
4、数值:约为22 .4L
5、通常状况:20℃、1atm(与标准状况比较) 6、气体体积与微粒数目有关,与种类无关。
7、结论:在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22 .4L。 8、有关计算:(标准状况下)
V=n×22.4L/mol(n—气体的物质的量)
二、例题
(一). 选择题:
1. 下列物质在常温、常压下,各取0.1mol,其体积最大的是( ) A. 原子半径为0.152nm的金属锂 B. 原子半径为0.227nm的金属钾 C. 原子半径为0.158nm的硫原子 D. 原子半径为0.128nm的金属铜
2. 决定一定量气体的体积大小和主要因素是( ) A. 气体分子的大小
B. 气体分子的相对分子质量 C. 气体分子间的平均距离 D. 气体分子的数目
3. 标准状况下,若两种气体所占的体积不同,其原因是( ) A. 气体性质不同
B. 气体分子的大小不同
C. 气体分子间平均距离不同 D. 气体的物质的量不同 答案:1. B 2. C 3. D
(二). 判断正误:
1. 温度为0℃,压强为505kPa时,CO2的气体摩尔体积为22.4L/mol ( ) 2. 标准状况下,一定量的任何气体体积都约为22.4L ( ) 3. 标准状况下,1molH2O的体积约为22.4L ( )
4. 当温度高于0℃时,1mol任何气体体积都大于22.4L ( )
5. 相同条件下,1molCO和1molCO2所含分子数相同,体积也相同 ( ) 答案:1. 错 2. 错 3. 错 4. 错 5. 对
(三)、有关气体摩尔体积的计算:
例题1:在标准状况下,3.2gSO2的体积是多少? (约1.12L)
例题2:在标准状况下,测得0.88g某气体的体积为448mL.计算此气体的相对分子质量。(44)
例题3:标况下,2.24LH2与2L氧气反应生成多少mol水? (0.1mol)
三、练习题及答案
(一)、选择题
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1. 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11.2L B. 25℃,1.01×105Pa,64gSO2中含有的原子数为3NA C. 在常温常压下,11.2L Cl2含有的分子数为0.5NA D. 标准状况下,11.2LH2O含有的分子数为0.5NA 3. 相同状况下,下列气体所占体积最大的是( ) A. 80g SO3 B. 16g O2 C. 32g H2S D. 3g H2 4. 下列各物质所含原子数目,按由大到小顺序排列的是( )
①0.5mol NH3 ②标准状况下22.4L He ③4℃ 9mL 水 ④0.2mol H3PO4 A. ①④③② B. ④③②① C. ②③④① D. ①④③②
6. 在一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( )(多选)
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
8. A气体的摩尔质量是B气体的n倍,同温同压下,B气体的质量是同体积空气的m倍,则A的相对分子质量为( )
A. m/n B. 29m/n C. 29mn D. 29n/m
9. 同温同压下,等质量的SO2和CO2相比较,下列叙述正确的是( ) A. 密度比为16:11 B. 密度比为11:16 C. 体积比为1:1 D. 体积比为16:11
11. 在标准状况下①6.72L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6g H2S ④0.2mol NH3, 下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是( )
a. 体积②>③>①>④ b. 密度②>③>④>① c. 质量②>③>①>④
d. 氢原子个数①>③>④>② A. abc B. bcd C. cba D. abcd
12. 0.2g H2、8.8g CO2、5.6gCO组成的混合气体,其密度是相同条件下O2的密度的( )
A. 0.913倍 B. 1.852倍 C. 0.873倍 D. 1.631倍
13. 同温同压下,某瓶充满O2时为116g,充满CO2时为122g,充满气体A时为114g,则A的式量为( )
A. 60 B. 32 C. 44 D. 28 14. 在一定温度和压强下,1体积X2气体与3体积Y2气体化合生成2体积气体化合物,则该化合物的化学式为( )
A. XY3 B. XY C. X3Y D. X2Y3
15. 混合气体由N2和CH4组成,测得混合气体在标准状况下的密度为0.821g/L,则混合气体中N2和CH4的体积比为( )
A. 1:1 B. 1:4 C. 4:1 D. 1:2 16. 1mol O2在放电条件下发生下列反应:3O2
则放电后混合气体对H2的相对密度是( )
A. 16 B. 17.8 C. 18.4
放电2O3,如有30%O2转化为O3,
D. 35.6
(二)、填空题
17. 阿伏加德罗定律是指:“在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都 。由阿伏加德罗定律可以推导出:
(1)同温同压下:
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a. 同体积的两种气体的质量与式量关系为 。 b. 两种气体的体积与物质的量关系为 。 c. 两种气体等质量时,体积与式量关系为 。 d. 两种气体密度与式量关系 。
(2)同温同体积时,不同压强的任何气体,与其物质的量的关系为 。
(三)、计算题
18. 把11体积的氢气,5体积氧气和1体积氯气在密闭容器中用电火花点燃,恰好完全反应,所得溶液溶质的质量分数为多少?
四、参考答案
一、1.B 3.D 4.A 5.CD 8.C 9.A 11.D 12.A 13.D 14.A 二、17. 含有相同数目的分子
m1M1V1n1V1M2ρ1M1(1)a. m2M2 b.V2n2 c.V2M1 d.ρ2M2 (2)p1:p2 = n1:n2
三、18. 28.9%
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15.B 16.B
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