资源简介

(共43张PPT)
第2课时气体摩尔体积
【课程标准】
1.了解气体摩尔体积的含义。
2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。
3.理解阿伏加德罗定律及其推论。
【素养目标】
1.利用物质的量将宏观的物理量(气体体积)与微观中微粒的个数相联系，形成结构决定性质 的观念，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。(宏观辨识与微观探析)
2.通过对气体摩尔体积的学习，认识到根据气体摩尔体积的计算公式进行计算需要严格的 条件，培养严谨求实的科学态度，形成崇尚真理的意识。(科学态度与社会责任)
课前自主学习
学习任务— 气体摩尔体积
任务驱动：
单位物质的量的物质所具有的质量称为摩尔质量，那么对于气体来说，什 么是摩尔体积呢
1.影响物质体积大小的因素
(1)影响物质体积大小的主要因素。
决定 固体或液 体的体积
粒子数目
决定 气体体积
影 响 因 素L
(2)结论。
①同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。
②同温同压下，任何气体粒子之间的距离相等，1 mol任何气体的体积相同。 2.气体摩尔体积
(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号：Vm。
(2)公式：体积、气体摩尔体积、物质的量三者之间的关系：
(3)单位：L·mol-1。
(4)因素。
①温度越高，v 越大。②压强越大，v 越小。
(5)特殊值：标准状况(0℃和101 kPa)下，Vm=22.4 L ·mol- 。
【想一想】
气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体
提示：气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可为混合气体， 但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
学习任务二阿伏加德罗定律
任务驱动：
1811年阿伏加德罗在化学中引入了分子的概念，提出了阿伏加德罗假说，
即阿伏加德罗定律，其主要内容有哪些
1.含义：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.适用范围：只适用于气体，可以是单一气体也可以是混合气体。
提示：不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大，温度和压强不同时， 体积相同的两种气体的物质的量不一定相同，故所含的分子数也不一定相 同。
【情境 ·思考】有两个容积相同的集气瓶，一个在青藏高原上装满空气，一 个在海南岛上装满空气，两集气瓶中气体体积相同，所含的分子数一定相同
吗
课堂合作探究
探究任务—气体摩尔体积及有关计算
【生活情境】
在科学研究和实际生产中，涉及气态物质时测量体积往往比称量质量更方便。 例如，我们家庭中用的天然气就是按体积进行计量的。
【问题探究】
1.标准状况下，0.2 mol H 与0.8 mol O 的混合气体的体积为多少
提示：22.4 L。气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合 气体。
2.在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L ·mol- ,那 么Vm=22.4 L ·mol- 一定是处 在标准状况下吗
提示：不一定。同时改变温度和压强，气体摩尔体积Vm仍可能保持不变，如升高
温度的同时增加压强、降低温度的同时减小压强。
3.在标准状况下，1 mol H 、1 mol 水、1 mol 酒精所占的体积都约为22.4 L,是
否正确
提示：不正确。标准状况下必须是1 mol 气体的体积才约为22.4 L,而水、酒精
等物质在标准状况下不是气体。
4.标准状况下O 的密度如何计算
【探究总结】
注意气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol ,与气体的种类无关，即与气体是单一气体还是 混合气体无关；但讨论气体中原子数目时要注意气体分子的组成，如稀有气体是单原子分子 (2)不要看到“22.4 L”或“11.2 L”就默认为“1 mol”或“0.5 mol”,应用Vm=22.4 L·mol- 时需注意：
①物质的聚集状态一定为气态(可以是单质或化合物，也可以是纯净物或混合物);
②条件必须是标准状况下(0℃、101 kPa)。
(3)气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。
【拓展提升】气体摩尔体积的计算
气体的体积 ① 物质的量
②气体的密度
③气体的分子数
④气体的质量
密度
分子数 质量
①气体的物质的量
②
③ ④
1.单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积，气体摩尔体积不是固定不
变的，它取决于气体所处的温度和压强。下列说法正确的是( )
A.22.4L任何气体的物质的量均为1 mol
B.0.2 mol H 和0.8 mol CO L
C.标准状况下，1 mol 任何物质的体积必定是22.4 L
D.22.4 LCO 和 18 gH O 所含的分子数相等
【解题指南】解答本题需注意以下3点：
(1)使用Vm=22.4 L·mol- 计算时，必须是标准状况下。
(2)气体摩尔体积只适用于气体，不适用于固体与液体。
(3)气体摩尔体积的使用对象可以是单一气体，也可以是混合气体。
【解析】选B。没有指明标准状况，A项错误；气体摩尔体积既适用于单一气体， 也适用于混合物气体，只要符合物质的量为1 mol,且为标准状况下，体积就约为 22.4 L,B项正确；标准状况下，1 mol 任何气体的体积必定是22.4 L,C项错误；
18 g H O是1 mol H O,但22.4 LCO 不一定是1 mol,因为其条件不确定，D 项错 误。
【延伸探究】
(1)B项中，0.2 mol H 和0.8 mol CO 的体积比是多少
提示：1:4。相同条件下，气体的体积与物质的量成正比，V(H ):V(CO )=n(H ) n(CO )=0.2 mol :0.8 mol=1:4。
(2)B 项中，0.8 mol CO 在标准状况下的体积是多少
提示：17.92 L。V(CO )=0.8 mol×22.4 L ·mol- =17.92 L。
2. (2022 ·淄博高一检测)用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
( )
A.标准状况下，22.4 L 水含有NA 个氧原子
B.12 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为NA
C.常温常压下，22.4 LO 中含有2NA个氧原子
D.4 ℃时9 mL 水和标准状况下11.2 L 氮气含有相同的原子数
【解析】选B 。A.标准状况下水不是气态，不能用气体摩尔体积计算物质的量，
故A不选；B.12 g金属镁变为镁离子时失去的电子数
故B 选；C.常温常压下，Vm不等于22.4 L·mol- ,22.4 LO 物质的量不等于1 mol, 故C不选；D.4 ℃时9 mL 水质量为9 g,含有原子物质的量
标准状况下11.2 L 氮气含有原子物质的量 ,依据N=nNA可 知，二者原子个数不同，故D 不选。
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )
A.常温常压下，11.2 LCO 所含的原子数为1.5NA
B.常温常压下，48 gO 含有的氧原子数为3NA
C.标准状况下，22.4 LH O 所含分子数为NA
D.标准状况下，22.4 LH 所含原子数为NA
【解析】选 B。常温、常压(非标准状况)下，11.2 LCO 的物质的量不是0.5 mol, 所含原子数不是1.5NA;48 g O 的物质的量为1 mol,所含氧原子数为3NA;标准 状况下，H O 为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下，
22.4 LH 的物质的量为1 mol,所含氢原子数为2NA。
【补偿训练】
1.下列叙述正确的是( )
A.1 mol任何气体的体积一定是22.4 L
B.标准状况下，22.4 L 的任何气体中都约含有6.02×10 个分子
C.在标准状况下，体积为22.4 L 的物质都是1 mol
D.当温度高于0 ℃时，1 mol 任何气体的体积都大于22.4 L
【解析】选 B 。A项，没有注明气体所处的状况，不能确定气体的体积；B 项，标准 状况下，22.4L 任何气体的物质的量均为1 mol,都约含有6.02×10 个分子；C 项， 必须是气体才符合题意；D 项，未指明压强，当在一定压强时，其体积可能为
22.4 L,也可能小于22.4 L。
2.某化学兴趣小组在关于气体摩尔体积运用时，小组成员各自提出了一个关于
这方面的说法，你认为正确的是( )
A.1 mol O 和1 mol N 所占的体积约为22.4 L
B.标准状况下，H 的气体摩尔体积约为 L
C. 在标准状况下，1 mol H 和1 mol H O L
D.在标准状况下，22.4 L 由 N 、N O 组成的混合气体中所含有的氮原子的物质 的量约为2 mol
【解析】选 D。气体体积受温度、压强影响，这里未指明温度、压强，A 错误；
气体摩尔体积的单位为L·mol- ,B错误；标准状况下，水为非气态，不适用于气体 摩尔体积，C 错误；标准状况下，22.4 L 混合气体的物质的量为1 mol,含有氮原子 的物质的量为2 mol,D正确。
探究任务二阿伏加德罗定律及推论
教材情境
粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律在19世纪初就已经被发 现了。(意大利化学家阿伏加德罗于1811年提出的一条假说，当时称为“阿伏加 德罗假说”,后经大量实验证实为定律。)
【问题探究】
1.同温、同压下，体积相同的 H 、O 、H 和 O 的混合气体中所含分子数是否 相同 物质的量是否相同
提示：相同。因同温、同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，物质
的量相同。
2.结合阿伏加德罗定律讨论同温同压同体积的 O 和 O 的分子数相同吗 能说
原子数也相同吗
提示：分子数相同，原子数不相同。由阿伏加德罗定律可知，同温同压下，体积相 同的O 和 O 分子数相同，又因为一个O 分子中有2个氧原子，一个O 分子中 有3个氧原子，所以同温同压下，体积相同的O 和 O 原子数目不同。
【探究总结】
1.对阿伏加德罗定律的“四点”理解
(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况下，也可以是其他温度和压强条件下，只要 物质的状态是气态即可。
(2)阿伏加德罗定律及推论仅仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，对固体和液 体不适用。
(3)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”,即任意三个量相同，另一个量必相同。
(4)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
相同条件 结论
公式
语言叙述
同温同压 vn
同温同压下，体积比等于物质的量之比，等于 分子数之比
同温同体积 P _n _N pz n N
同温同体积下，压强比等于物质的量之比，等 于分子数之比
同温同物质的量 2
同温同物质的量下，压强比等于体积的反比
同温同压 P _M P M
同温同压下，密度比等于摩尔质量之比
同温同压同体积 M
同温同压下，体积相同的气体，质量比等于摩 尔质量之比
2.阿伏加德罗定律的推论
【拓展延伸】
计算混合气体摩尔质量的方法：
(1)已知混合物质的总质量[m(混)]和总物质的量[n(混)]:
(2)已知标准状况下混合气体的密度[p(混)]:M(混)=22.4p(混)
(3)已知同温同压下混合气体的密度[p(混)]是一种简单气体 A 的密度[p(A)]的
倍数 d(也常叫相对密度法): 即有：M(混)=d×M(A)
(4)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分
数：M (混)=Ma×A%+Mp×B%+Me×C%
【探究训练】
1.阿伏加德罗定律揭示了气体反应的体积关系。下列叙述不正确的是( )
A.同温同压下，1 mol H 和1 mol H O具有相同的体积
B.同温同压下，同体积的O 和 H 的物质的量相同
C.同温同压下，O 和 H 的密度之比为16:1
D.同温同压下，同体积的两个容器，一个盛有NO,另一个盛有N 和 O , 两容器内 的气体一定具有相同的分子总数
【解题指南】解答本题需注意以下两点：
(1)阿伏加德罗定律仅适用于气体。
(2)同温、同压、同体积气体都含有相同数目的分子，不是原子。
【解析】选A。 同温同压下，H 和 H O 不一定都为气体，体积不一定相同，A 错 误；根据阿伏加德罗定律：同温、同压、同体积的气体，分子数相等，其物质的量 也相等，B正确；同温同压下，O 和 H 的密度之比等于其摩尔质量之比，即
32 g ·mol- :2 g·mol- =16:1,C正确；阿伏加德罗定律适用于单一气体，也适用于 混合气体，D 正确。
【延伸探究】(1)A 项中“1 mol H 和1 mol H O”在什么条件下才具有相同的体
积
提示：同温同压下，当二者都是气体时，如常压、100℃以上时，具有相同的体积。
(2)将D 项中的“分子总数”改为“质量”,D项是否正确
提示：不正确。NO 的物质的量与 N 和O 的物质的量之和相等，但质量不一定 相等，只有当N 和O 的物质的量之比为1:1时质量才一定相等。
2.(双选)(2022 ·长沙高一检测)同温同压下，下列有关等物质的量的CH 、O 、CO
三种气体的说法不正确的是( )
A.所占的体积：V(CH )=V(O )=V(CO )
B. 所含分子数：N(CH )=N(O )=N(CO )
C.密度：p(CO )>p(CH )>p(O )
D.所含的电子数：N(CO )=N(CH )=N(O )
【解析】选 C 、D。同温同压条件下，气体体积之比等于物质的量之比，则等物
质的量的 CH 、O 、CO 所占的体积：V(CH )=V(O )=V(CO ),故 A 正确；依据 N=nNA 可知分子个数之比等于物质的量之比，则等物质的量的 CH 、O 、CO 所含分子数：N(CH )=N(O )=N(CO ),故B 正确；CH 、O 、CO 摩尔质量分别为 16 g·mol- 、32 g·mol- 、44 g·mol- ,则同温同压条件下，密度：p(CO )>p(O )>p(CH ), 故C 错误；1个二氧化碳分子与1个甲烷分子、1个氧气分子含有的电子数各 不相同，则相同物质的量的三种气体含有电子数不相等，故D 错误。
【补偿训练】
1.下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N 和 CO B.同温度、同体积的H 和 N
C.同体积、同密度的C H 和 C H D. 同压强、同体积的N O 和 CO
【解析】选 A 。A 项，N 和 CO 摩尔质量相同，质量相同时，物质的量相同，分子 数相同，所含原子数也相同；B 项，同温度、同体积而压强不同时，H 和N 的物质 的量不同，原子数也不同；C 项，同体积、同密度时两种气体的质量相同，但摩尔 质量不同，分子数不同，原子数也不同；D项，同压强、同体积时，N O 和 CO 的物 质的量不一定相同，则原子个数不一定相同。
2.同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1:2,根据阿伏加德
罗定律判断，下列叙述不正确的是( )
A.同温同压下甲和乙的密度之比为1:1
B.甲与乙的相对分子质量之比为1:1
C.同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1:1
D.等质量的甲和乙中的原子数之比为1:1
1:2,则 M (甲)=M(乙),根据密度公式，气体的密度等于质量除以体积，在同温同
压下甲、乙密度之比为1:1,A 项正确；甲、乙的相对分子质量相等，B 项正确； 同温同体积下，气体的物质的量之比等于压强之比，等质量的甲、乙气体的物质 的量相等，所以压强也相等，C 项正确；相对分子质量相等、质量相等，甲、乙分 子数相等，但是甲、乙分子的组成不确定，可能为单原子分子、双原子分子或多 原子分子，原子数不一定相等，D 项错误。
【解析】选D。同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，推知
3.硫化氢、氨气是化工厂常用原料，均具有一定的毒性、刺激性、麻醉性或窒
息性。
(1)同温同压下，同体积的氨气(NH )和硫化氢(H S)气体的质量比为多少
提示：根据阿伏加德罗定律，同温、同压、同体积的气体，物质的量相同，m=nM, 故质量之比等于摩尔质量之比，即
(2)同温同压下，氨气和硫化氢气体的密度比为多少
提示：同温同压下 日
(3)在标准状况下，0.01 mol某气体的质量为0.44 g,则该气体的密度为多少
(保留两位小数)
提示：标准状况下，0.01 mol 某气体的体积为0.01 mol×22.4 L ·mol =0.224 L,
课堂学业达标
1.(2022 ·丽水高一检测)在标准状况下，3.4 g NH 的( )
A.分子数约为6.02×10 3 B.物质的量为0.1 mol
C.体积约为4.48 L D.摩尔质量为17
【解析】选C。标准状况下气体摩尔体积为22.4Lmol ,n(NH)-173g4mg
0.2 mol。N=nNA=0.2 mol×6.02×10 mol- =1.204×10 ,故A、B 错误；V=nVm=
0.2 mol×22.4 L ·mol- =4.48 L,故C 正确；摩尔质量的单位是g·mol- ,氨气的摩尔 质量是17 g·mol ,故D 错误。
2.下列各组物质中，分子数相同的是( )
A.5 LCl 与 5LHC1
B.18g H O与标准状况下44.8 LCO
C.在25 ℃和1.01×10 Pa 时，等体积的空气与H
D.0.2 mol O 与标准状况下2.24 L 水
【解析】选C。缺少温度和压强的条件，虽然体积相同，但是分子数不一定相同，A
错误；18 g H O的物质的量为1 mol,标准状况下44.8 LCO 的物质的量是2 mol, 二者分子数不等，B 错误；同温、同压下，等体积的气体含有相同的分子数，C 正 确；2.24 L 水大于0.2 mol,D错误。
3. (2022 ·天津南开区高一检测)下列叙述中正确的为( )
A.1 mol任何气体体积若是22.4 L,它必定处于标准状况 B.两种气体的物质的量之比等于其分子数之比
C.标准状况下任何物质的体积都是 L
D.体积相同的任何气体都一定含有相同数目的分子
【解析】选 B。气体摩尔体积受气体所处状态的影响，标准状况下气体摩尔体
积是22.4 L·mol- ,但当气体摩尔体积是22.4 L·mol- 时，不一定是标准状况，故A 错误；根据分子数N=nNA 可知，物质的量相同的气体，其分子数也相同，即气体的 物质的量之比等于分子数之比，故 B 正确；气体摩尔体积只适用于气体，对液体 和固体不适用，故标准状况下1 mol 任何气体的体积是22.4 L,故C 错误；气体所 处的状态是否相同不明确，只有相同体积的任何气体处于同温同压下时才具有 相同的分子数，故D 错误。
4.(1)标准状况下，0.5 mol H,占有的体积约为 L。
(2)标准状况下，44.8 LH, 的质量约为 g。
(3)标准状况下，3.01×10 个氧气分子所占的体积约为____ L。
(4)标准状况下，33.6L 氧气所含的氧分子数约为 个。
(5)标准状况下，16 g 氧气和42 g N 的混合气体的体积约为 L。
(5 mol, mol,故混合气体的体积为
(0.5+1.5)mol×22.4 L·mol =44.8 L。
答案：(1)11.2 (2)4 (3)11.2
(4)9.03×10 3(1.5NA)(5)44.8
【解析】(1)V=0.5 mol×22.4 L·mol- =11.2 L。
(2)44.8 LH 的物质的量
(3)n(O =6030103231-=0.5 mol,V(O )=0.5 mol×22.4Lmol =11.2L。

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