版新设计同步必修1第一章 第二节 第2课时Word文档下载推荐.docx
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答案
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
(6)√
2.下列说法中,正确的是( )
A.一定状况下,N2的摩尔体积可能恰好为11.2L/mol
B.在标准状况下1molN2的体积是22.4L/mol
C.1molN2的体积约是22.4L,则N2是处于标准状况
D.在标准状况下H2O的摩尔体积约是22.4L/mol
解析 由于温度和压强影响气体摩尔体积,则一定状况下N2的摩尔体积可能恰好为11.2L/mol,A项正确;
在标准状况下,1molN2的体积是22.4L/mol×
1mol=22.4L,B项错误;
1molN2的体积约是22.4L,气体摩尔体积为22.4L/mol,由于温度和压强影响气体体积,则N2不一定是处于标准状况,C项错误;
标准状况下水不是气体,则水的摩尔体积不是22.4L/mol,D项错误。
答案 A
3.对一定量气体体积的探究。
已知1mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1mol气体体积/L
H2
0℃,101kPa
22.4
O2
CO
0℃,202kPa
11.2
CO2
N2
273℃,202kPa
NH3
(1)从上表分析得出的结论:
①1mol任何气体,在标准状况下的体积都约为________。
②1mol不同的气体,在不同的条件下,体积__________(填“一定”、“一定不”或“不一定”)相等。
(2)理论依据:
相同条件下,1mol任何气体的体积几乎相等,原因是①____________,②______________。
(3)应用:
在标准状况下,4gO2的体积为多少升?
(写出计算过程)
解析
(1)从表中的数据可以看出:
1mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4L;
1mol不同气体,在不同条件下,体积不一定相同。
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同且1mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4gO2的物质的量n(O2)=
=0.125mol。
在标准状况下的体积为0.125mol×
22.4L·
mol-1=2.8L。
答案
(1)①22.4L ②不一定
(2)①气体分子数目相等 ②相同条件下,气体分子间的平均距离几乎相等
(3)V(O2)=n×
mol-1=
×
探究一、气体摩尔体积
【探究讨论】
1.标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4L·
mol-1,那么Vm=22.4L·
mol-1时一定是标准状况下吗?
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。
2.标准状况下,如何由气体的体积求算气体的质量?
提示 设气体体积为V、摩尔质量为M
n=
,m=n·
M=
3.标准状况下O2的密度如何计算?
提示 ρ(O2)=
=
=1.43g·
L-1
【点拨提升】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:
必须为标准状况。
非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。
因此在使用气体摩尔体积时。
一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:
必须为气体。
如水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:
“1mol”“约22.4”。
2.气体摩尔体积的适用范围
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,如0.2molH2与0.8molO2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L。
3.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=
②气体的密度ρ=
③气体的分子数N=n·
NA=
·
NA。
④气体的质量m=n·
M。
特别提醒:
(1)气体摩尔体积与温度、压强有关,标准状况下的气体摩尔体积为22.4L·
mol-1,非标准状况下的气体摩尔体积也有可能是22.4L·
(2)使用22.4L·
mol-1时的注意事项
①条件:
必须为标准状况,因此使用时,一定要看清气体所处的状况。
②物质状态:
如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。
③数值:
mol-1是近似值。
【典题例证1】 下列说法中正确的是( )
A.1molO2和1molN2所占的体积约为22.4L
B.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4L
C.在标准状况下,1molH2和1molH2O所占的体积都约为22.4L
D.在标准状况下,22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N原子的物质的量约为2mol
解析
选项
分析
结论
A
气体体积受温度、压强影响,这里未指明温度、压强
B
气体摩尔体积的单位为L·
mol-1
C
标准状况下,水为非气态,不适用于气体摩尔体积
D
标准状况下,22.4L混合气体中分子总数为NA
√
答案 D
【学以致用1】 下列说法正确的是( )
A.22.4L任何气体的物质的量均为1mol
B.0.2molH2和0.8molCO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4L
C.标准状况下,1mol任何物质的体积必定是22.4L
D.22.4LCO2和18gH2O所含的分子数相等
解析 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,也可以是混合物气体,只要符合物质的量为1mol,且为标准状况下,体积就约为22.4L,B项正确;
标准状况下,1mol任何气体的体积必定是22.4L,C项错误;
18gH2O是1molH2O,但22.4LCO2不一定是1mol,因为其条件不确定,D项错误。
答案 B
探究二、阿伏加德罗定律及其推论
1.相同体积的两个容器,一个盛放氧气,一个盛放氢气,在同温、同压下,两容器中气体分子的数目有何关系?
提示 同温同压下,同体积的不同气体具有相同的粒子数。
2.相同体积的甲、乙两个容器,甲中盛放1mol氮气,乙中盛放2mol氮气,则在相同温度下,甲、乙两容器中压强之比是多少?
提示 同温同体积时,气体的压强与其物质的量成正比,故甲、乙两容器中压强之比是1∶2。
1.阿伏加德罗定律
(1)内容:
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:
阿伏加德罗定律及其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)“三同定一同”规律:
同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件
公式
语言叙述
同温同压
同温同压下,体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同容
同温同容下,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
同温同物质的量下,压强比等于体积的反比
同温同压下,密度比等于摩尔质量之比
同温同压同
体积
同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比
【典题例证2】 下列条件中,两种气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
因为N2和CO具有相同的摩尔质量,所以两者质量相同时物质的量也相同,分子个数应相同,又因两者都是双原子分子,故原子个数也相等,分子数、原子数多少与密度无关
同温、同体积时,气体的物质的量之比等于压强之比,而B选项中没有提到压强,所以分子个数不一定相等
体积相同、密度相等,所以质量相等,C2H6和NO的摩尔质量也相等,所以分子个数相等,但由于它们的分子组成不同,所以原子个数不相等
同压强、同体积时,由于没有说明温度,所以两种气体的物质的量不一定相等,故原子个数不一定相等
【学以致用2】 同温同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是( )
A.密度之比为4∶5B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1D.原子数之比为3∶4
解析 由n=
可知,ρ=
,在相同条件下气体的相对分子质量之比等于其密度之比,所以两种气体的密度之比为64∶80=4∶5,A项正确;
设气体的质量均为mg,则n(SO2)=
mol,n(SO3)=
mol,所以二者物质的量之比为
∶
=80∶64=5∶4,B项错误;
根据V=n·
Vm可知,同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以两种气体的体积之比为5∶4,C项错误;
根据分子组成可知,两种气体的原子数之比为5×
3∶4×
4=15∶16,D项错误。
1.下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等
B.等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数前者大于后者
C.1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳和氮气,若气体体积相等,则质量也相等
解析 同温同压下,相同体积的气体,其物质的量一定相等,题中没有指明物质状态,A项错误;
等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等,B项错误;
两种气体不一定是处于相同条件下,无法判断二者的物质的量,则无法比较二者的质量大小,C项错误;
相同条件下的一氧化碳和氮气,若气体体积相等,则二者的物质的量相等,根据m=nM可知二者的质量也相等,D项正确。
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法不正确的是( )
A.常温常压下,71gCl2中含有的Cl2分子数目为NA
B.标准状况下,22.4LCCl4中含有的C原子数目为4NA
C.标准状况下,22.4L的CO2和O2组成的混合气体中,含氧原子数为2NA
D.2.1gO2和2.7gO3的混合气体所含氧原子数为0.3NA
解析 71gCl2物质的量为1mol,所含Cl2分子数为NA,A项正确;
标准状况下CCl4呈液态,B项不正确;
标准状况下22.4L的CO2和O2的混合气体即1mol混合气体,无论是1个CO2还是1个O2中都含有2个O原子,故1mol混合气体中含氧原子数为2NA,C项正确;
2.1gO2和2.7gO3的混合气体即共有4.8g氧原子,氧原子的物质的量为0.3mol,故含氧原子数为0.3NA,D项正确。
3.阿伏加德罗定律之所以能够成立的本质原因是在一定温度和压强下( )
A.气体体积的大小只随分子数的多少变化
B.相同体积的气体含有相同的分子数
C.不同气体分子的大小几乎相等
D.不同气体分子间的平均距离几乎相等
解析 分子间的直径相对于分子间的距离而言太小,所以气体的体积主要决定于分子间的距离。
4.同温同压下,同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为____________;
同质量的氨气和硫化氢气体体积比为____________,其中含有的氢原子数目比为________________________________________________________________;
若二者氢原子数相等,则它们的体积比为_____________________________。
解析 同温同压下,同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的物质的量相等,故质量比为17∶34=1∶2;
同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为
=2∶1,氢原子数目之比为(2×
3)∶(1×
2)=3∶1;
二者氢原子数相等时,物质的量之比为
=2∶3,故同温同压下体积之比为2∶3。
答案 1∶2 2∶1 3∶1 2∶3
课时作业
基础巩固
1.下列说法中正确的是( )
A.48gO3占有的体积约为22.4L
B.22.4LN2含阿伏加德罗常数个氮分子
C.在标准状况下,22.4LSO3的质量约为18g
D.18g水与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数
解析 A、B项,均未指明标准状况;
C项SO3为固态。
2.常温常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为CH4的是( )
解析 将n=
代入V=Vm·
,由此可知相同质量、相同温度压强下,气体体积与摩尔质量成反比。
该四种气体中CH4摩尔质量最小,故体积最大。
3.下列叙述正确的是( )
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由气体的物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积为22.4L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不相等
解析 一定温度和一定压强下,气体的体积由分子数多少决定,故A项错误;
气体摩尔体积是指1mol任何气体在一定温度和压强下所占的体积,22.4L是标准状况下的体积,故C项错误;
对于不同的气体,若气体体积不等,则它们所含的分子数有可能相等,故D项错误。
4.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小
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
解析 根据阿伏加德罗定律可知同温、同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即
,由于
>1,所以M(甲)>M(乙);
由于它们的质量相等,所以甲的物质的量比乙的物质的量小,甲的分子数比乙的分子数少;
外界条件相同,所以它们的摩尔体积相同。
5.在标准状况下,与12gH2的体积相等的N2的( )
A.质量为12gB.物质的量为6mol
C.体积为22.4LD.物质的量为12mol
解析 12gH2的物质的量为6mol,因二者体积相等,所以N2的物质的量也为6mol,B正确、D错误,N2的质量为:
28g/mol×
6mol=168g,A错误;
体积为22.4L/mol×
6mol=134.4L,C错误。
6.关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述:
①质量相同;
②所含碳原子数与氮原子数相等;
③所含分子数相等,其中正确的是( )
A.①②③B.②③
C.①②D.①③
解析 同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2,其物质的量相等,所含的分子数也相等,二者的摩尔质量均为44g·
mol-1,故二者的质量也相等;
由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同,故②错误。
7.下列说法正确的是( )
A.1mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L·
B.20℃、1.0×
105Pa时,同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C.当1mol气态物质的体积为22.4L时,该气体一定处于标准状况
D.2mol气体的体积约为44.8L
解析 A项,没有给出气体所处的温度和压强,标准状况下气体摩尔体积约为22.4L·
mol-1,A项错误;
B项,根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,同体积的任何气体都含有相同的分子数,B项正确;
C项,1mol气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4L,C项错误;
D项,没有给出气体所处的温度和压强,D项错误。
8.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。
其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
解析 等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)=2∶1,相同条件下气体的物质的量与体积成正比,所以其体积关系为V(H2)∶V(He)=2∶1,C、D均错误;
B中氦气应为单原子分子。
9.
(1)现有34g某气体,摩尔质量为17g·
mol-1,则:
①该气体为________mol。
②该气体所含分子数为________NA。
③该气体在标准状况下的体积为________L。
(2)________gH2O中的氧原子数目与标准状况下22.4LCO2中的氧原子数目相同。
解析
(1)该气体的物质的量为34g/(17g·
mol-1)=2mol,分子数为2NA,在标准状况下的体积为22.4L·
mol-1×
2mol=44.8L。
(2)标准状况下22.4LCO2是1mol,氧原子的物质的量是2mol,故水是2mol,即36g。
答案
(1)①2 ②2 ③44.8
(2)36
10.同温同压下,若A容器中充满O2,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________。
解析
(1)根据阿伏加德罗定律:
同温同压同体积的气体具有相同的分子数,故A容器和B容器的容积比是1∶1。
(2)原子总数相等,则分子总数之比为3∶2,物质的量之比为3∶2,故两容器容积比是3∶2。
(3)两容器的体积比为3∶2,另两气体的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×
32)∶(2×
48)=1∶1,密度之比为(1÷
3)∶(1÷
2)=2∶3。
答案
(1)1∶1
(2)3∶2 (3)3∶2 1∶1 2∶3
能力提升
11.
(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO,分子数之比为________;
氧原子数之比为________;
相同条件下的体积之比为________。
(2)标准状况下,1.7gNH3的体积为________L,它与标准状况下________LH2S含有相同数目的氢原子。
(3)某气体氧化物的化学式为RO2,标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,则该氧化物的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。
解析
(1)质量之比为16∶7∶6,说明SO2、CO、NO的物质的量之比为
=5∶5∶4,所以其分子数之比为5∶5∶4,氧原子数之比为10∶5∶4,相同条件下的体积之比为5∶5∶4。
(2)1.7gNH3的物质的量为1.7g÷
17g·
mol-1=0.1mol,标准状况下的体积为0.1mol×
mol-1=2.24L,0.1molNH3含有0.3molH,与0.15molH2S含有相同数目的氢原子,则标准状况下0.15molH2S的体积为0.15mol×
mol-1=3.36L。
(3)标准状况下,1.28g该氧化物的体积为448mL,其物质的量为0.448L÷
mol-1=0.02mol,摩尔质量为1.28g÷
0.02mol=64g·
mol-1,R的相对原子质量为64-16×
2=32。
答案
(1)5∶5∶4 10∶5∶4 5∶5∶4
(2)2.24 3.36 (3)64g·
mol-1 32
12.标准状况下,①6.72LCH4 ②3.01×
1023个HCl分子 ③0.2molNH3,这三种气体按质量由大到小排列的顺序是(填物质的数字代号,下同)________,按氢原子数由少到多排列的顺序是________,密度由大到小排列的顺序是________。
解析 先计算出三种气体的物质的量:
n(CH4)=
=0.3mol,n(HCl)=
=0.5mol,n(NH3)=0.2mol。
质量分别是:
m(CH4)=0.3mol×
16g·
mol-1=4.8g,m(HCl)=0.5mol×
36.5g·
mol-1=18.25g,m(NH3)=0.2mol×
mol-1=3.4g,故顺序由大到小是:
②>①>③。
氢原子数分别为0.3mol×
4=1.2mol,0.5mol×
1=0.5mol,0.2mol×
3=0.6mol,故氢原子数由少到多顺序为②<③<①;
相同状况下气体相对分子质量越大,密度越大,故密度②>③>①。
答案 ②>①>③ ②<③<① ②>③>①
13.现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg/mol。
若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为________L。
(4)该气体在标准状况下的密度为________g/L。
解析
(1)由n=m/M可求,
(2)由物质的量可求得该气体的分子数,进一步可求得原子数;
(3)由V=nVm可求得该气体在标准状况下的体积;
(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度,也可以由M=Vm·
ρ求得密度。
答案
(1)m/M
(2)2mNA/M (3)22.4m/M (4)M/22.4
14.
(1)0.25m
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