《化學中常用的物理量——物質的量》認識化學科學PPT(第2課時氣體摩爾體積)
第一部分內容：素養目標
1.理解氣體摩爾體積的概念。
2.掌握物質的量、氣體摩爾體積、體積之間的關系;理解阿伏加德羅定律及其推論,突出體現證據推理與模型認知的素養。
3.通過演練掌握物質的量在化學方程式計算中的應用,建立模型認知,強化科學探究意識。
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化學中常用的物理量物質的量PPT，第二部分內容：知識鋪墊
1.氣體的密度和單位:單位體積的氣體所具有的質量叫氣體的密度。計算式: ______。單位:g·L-1。
2.與氣體體積有關的因素(就你學過的知識而言):氣體分子數的多少、溫度和壓強。
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化學中常用的物理量物質的量PPT，第三部分內容：新知預習
一、物質體積的影響因素
【微點撥】氣體的體積不但與氣體的物質的量有關,而且與溫度和壓強有關。描述或判斷一定物質的量的氣體的體積時,必須指明相對應的溫度和壓強。
二、氣體摩爾體積
1.定義
在一定的溫度和壓強下,單位物質的量的氣體所占的體積叫作氣體摩爾體積。符號為Vm。
2.單位
L·mol-1或 m3·mol-1。
3.特例
在標準狀況(0 ℃、101 kPa)下任何氣體的氣體摩爾體積約為
22.4 L·mol-1。
4.氣體體積、氣體摩爾體積、物質的量三者之間的關系
三、阿伏加德羅定律
1.內容:在同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。
2.應用:“三同”定“一同”
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化學中常用的物理量物質的量PPT，第四部分內容：自主測試
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)通常狀況下的氣體摩爾體積約為22.4 L。( )
(2)標準狀況下,36 g水的體積約為44.8 L。( )
(3)1 mol任何氣體所含分子數都相等,體積也都約為22.4 L。( )
(4)在同溫同壓條件下,相同體積的任何氣體單質所含原子數目相同。( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)×
2.在標準狀況下,決定1 mol不同物質體積大小的主要因素可能是( )
①微粒的大小?、谖⒘５臄的俊、畚⒘ｉg的距離
A.① B.②或③ C.①或③ D.③
答案:C
解析:由于1 mol不同物質的微粒數目已確定,故體積的決定因素是微粒的大小或微粒間距。
3.同溫同壓下,相同質量的下列氣體占有的體積最大的是( )
A.H2 B.O2 C.CH4 D.CO2
答案:A
解析:摩爾質量CO2>O2>CH4>H2,由____可知,質量相等的氣體,物質的量CO2<O2<CH4<H2。同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質的量之比,故氫氣占有的體積最大。
4.同溫、同壓下,若A容器中充滿O2,B容器中充滿O3。
(1)若所含分子總數相等,則A容器和B容器的容積之比是__________。
(2)若兩容器中所含原子總數相等,則A容器和B容器的容積比是__________。
(3)若A、B兩容器的體積比為3∶2,則O2和O3物質的量之比為__________,質量之比為__________,密度之比為__________。
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化學中常用的物理量物質的量PPT，第五部分內容：探究
氣體摩爾體積的理解與相關計算
問題探究
1.標準狀況下,1 mol任何物質的體積都約為22.4 L嗎?
提示:不是。物質的狀態有氣體、固體或液體,在標準狀況下,1 mol氣體的體積約為22.4 L,而1 mol固體或液體的體積均不是22.4 L。
2.氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,是否必須為純凈的氣體?
提示:不是。氣體摩爾體積的適用范圍是氣體,可以是單一氣體,也可以是混合氣體,并且混合氣體中氣體之間不能發生化學反應。如標準狀況下,0.2 mol H2和0.8 mol O2組成的混合氣體的體積約為22.4 L。
【微思考】當1 mol氣體的體積為22.4 L時,能否說明該氣體一定處于標準狀況?
提示:不能。標準狀況下,1 mol氣體的體積約為22.4 L,但1 mol氣體的體積為22.4 L時,并不一定說明該氣體處于標準狀況下,比如適當的升高溫度(氣體膨脹)、增大壓強(壓縮氣體),也能使1 mol氣體的體積變為22.4 L。
知識歸納
標準狀況下,氣體摩爾體積的相關計算
方法提煉
計算中使用“22.4 L·mol-1”的三注意
(1)使用“條件”:標準狀況。
(2)使用對象:必須是氣體物質,可以是單一氣體,也可以是混合氣體。水、乙醇、SO3、CCl4等物質在標準狀況下不是氣體。
(3)在標準狀況下,氣體摩爾體積約為22.4 L·mol-1。其他條件下的氣體摩爾體積不一定不是22.4 L·mol-1。
典例剖析
例1下列說法正確的是( )
①標準狀況下,6.02×1023個分子所占的體積約是22.4 L?、?.5 mol H2所占體積為11.2 L?、蹣藴薁顩r下,1 mol H2O的體積為22.4 L?、軜藴薁顩r下,28 g CO與N2的混合氣體的體積約為22.4 L?、莞鞣N氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L·mol-1?、迾藴薁顩r下,體積相同的氣體所含的分子數相同
A.①③⑤ B.④⑥ C.②④⑥ D.①④⑥
答案:B
解析:①該物質在標準狀況下不一定是氣體;②沒有限定處于標準狀況下,0.5 mol H2所占體積不一定為11.2 L;③標準狀況下, H2O不是氣體;⑤各種氣體的氣體摩爾體積在標準狀況下都約為22.4 L·mol-1。
對點訓練1下列說法正確的是( )
A.32 g O2的體積為22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德羅常數個氮氣分子
C.在標準狀況下,22.4 L水的物質的量為1 mol
D.在0 ℃、1.01×105Pa下,22 g CO2和16 g O2混合后的體積約為22.4 L
答案:D
解析:32 g O2的物質的量為1 mol,但1 mol氣體的體積不一定是22.4 L,同樣22.4 L氣體的物質的量也不一定為1 mol,即22.4 L N2不一定含有阿伏加德羅常數個氮氣分子,故A、B均不正確;在標準狀況下,水為液態,22.4 L水的物質的量不是1 mol,故C不正確;0 ℃、1.01×105Pa就是標準狀況下對應的溫度和壓強,在標準狀況下,1 mol任何氣體(包括混合氣體)的體積都約為22.4 L。
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化學中常用的物理量物質的量PPT，第六部分內容：隨堂檢測
1.下列說法中,錯誤的是( )
A.1 mol物質在標準狀況下的體積不一定是22.4 L
B.1 mol任何氣體在標準狀況下的體積都為22.4 L
C.標準狀況下,體積相同的氣體分子數相等
D.氣體摩爾體積為22.4 L·mol-1
答案:D
解析:物質在標準狀況下不一定是氣體,所以體積不一定是22.4 L,A正確;1 mol任何氣體在標準狀況下的體積均是22.4 L,B正確;標準狀況下,相同體積的氣體具有相同的分子數,C正確;氣體摩爾體積在標準狀況下是22.4 L·mol-1,D不正確。
2.用NA表示阿伏加德羅常數的值,下列敘述正確的是 ( )
A.常溫常壓下,含有NA個氮原子的氮氣體積約為11.2 L
B.標準狀況下,64 g SO2中含有的原子數為3NA
C.在常溫常壓下,11.2 L Cl2含有的分子數為0.5NA
D.標準狀況下,11.2 L H2O含有的分子數為0.5NA
答案:B
解析:含有NA個氮原子的氮氣的物質的量為0.5 mol,標準狀況下體積為11.2 L,常溫常壓下氣體摩爾體積大于22.4 L·mol-1,故A錯誤;標準狀況下,64 g SO2的物質的量為(64" " g)/(64" " g"•" mol^("-" 1) ) =1 mol,含有的原子數為3NA,故B正確;常溫常壓下,氣體摩爾體積大于22.4 L·mol-1,故11.2 L氯氣的物質的量小于0.5 mol,則分子數小于0.5NA,故C錯誤;標準狀況下,H2O不是氣體,故D錯誤。
3.同溫同壓下,11.2 L二氧化碳和11.2 L氧氣所含氧原子數( )
A.相等 B.前者多
C.后者多 D.無法確定
答案:A
解析:同溫同壓下,氣體摩爾體積相同,根據n=V/V_m 可知11.2 L二氧化碳和11.2 L氧氣的物質的量相等,由于CO2和O2分子中都含有2個氧原子,則二者含有氧原子的物質的量相等,根據N=nNA可知,二者含有氧原子數相等。
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