《化学中常用的物理量——物质的量》认识化学科学PPT(第2课时气体摩尔体积)
第一部分内容：素养目标
1.理解气体摩尔体积的概念。
2.掌握物质的量、气体摩尔体积、体积之间的关系;理解阿伏加德罗定律及其推论,突出体现证据推理与模型认知的素养。
3.通过演练掌握物质的量在化学方程式计算中的应用,建立模型认知,强化科学探究意识。
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化学中常用的物理量物质的量PPT，第二部分内容：知识铺垫
1.气体的密度和单位:单位体积的气体所具有的质量叫气体的密度。计算式: ______。单位:g·L-1。
2.与气体体积有关的因素(就你学过的知识而言):气体分子数的多少、温度和压强。
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化学中常用的物理量物质的量PPT，第三部分内容：新知预习
一、物质体积的影响因素
【微点拨】气体的体积不但与气体的物质的量有关,而且与温度和压强有关。描述或判断一定物质的量的气体的体积时,必须指明相对应的温度和压强。
二、气体摩尔体积
1.定义
在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫作气体摩尔体积。符号为Vm。
2.单位
L·mol-1或 m3·mol-1。
3.特例
在标准状况(0 ℃、101 kPa)下任何气体的气体摩尔体积约为
22.4 L·mol-1。
4.气体体积、气体摩尔体积、物质的量三者之间的关系
三、阿伏加德罗定律
1.内容:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2.应用:“三同”定“一同”
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化学中常用的物理量物质的量PPT，第四部分内容：自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L。( )
(2)标准状况下,36 g水的体积约为44.8 L。( )
(3)1 mol任何气体所含分子数都相等,体积也都约为22.4 L。( )
(4)在同温同压条件下,相同体积的任何气体单质所含原子数目相同。( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)×
2.在标准状况下,决定1 mol不同物质体积大小的主要因素可能是( )
①微粒的大小 ②微粒的数目 ③微粒间的距离
A.① B.②或③ C.①或③ D.③
答案:C
解析:由于1 mol不同物质的微粒数目已确定,故体积的决定因素是微粒的大小或微粒间距。
3.同温同压下,相同质量的下列气体占有的体积最大的是( )
A.H2 B.O2 C.CH4 D.CO2
答案:A
解析:摩尔质量CO2>O2>CH4>H2,由____可知,质量相等的气体,物质的量CO2<O2<CH4<H2。同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,故氢气占有的体积最大。
4.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A、B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__________。
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化学中常用的物理量物质的量PPT，第五部分内容：探究
气体摩尔体积的理解与相关计算
问题探究
1.标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L吗?
提示:不是。物质的状态有气体、固体或液体,在标准状况下,1 mol气体的体积约为22.4 L,而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。
2.气体摩尔体积的适用范围是气体,是否必须为纯净的气体?
提示:不是。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,并且混合气体中气体之间不能发生化学反应。如标准状况下,0.2 mol H2和0.8 mol O2组成的混合气体的体积约为22.4 L。
【微思考】当1 mol气体的体积为22.4 L时,能否说明该气体一定处于标准状况?
提示:不能。标准状况下,1 mol气体的体积约为22.4 L,但1 mol气体的体积为22.4 L时,并不一定说明该气体处于标准状况下,比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体),也能使1 mol气体的体积变为22.4 L。
知识归纳
标准状况下,气体摩尔体积的相关计算
方法提炼
计算中使用“22.4 L·mol-1”的三注意
(1)使用“条件”:标准状况。
(2)使用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。水、乙醇、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。其他条件下的气体摩尔体积不一定不是22.4 L·mol-1。
典例剖析
例1下列说法正确的是( )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ②0.5 mol H2所占体积为11.2 L ③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L ④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1 ⑥标准状况下,体积相同的气体所含的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥ C.②④⑥ D.①④⑥
答案:B
解析:①该物质在标准状况下不一定是气体;②没有限定处于标准状况下,0.5 mol H2所占体积不一定为11.2 L;③标准状况下, H2O不是气体;⑤各种气体的气体摩尔体积在标准状况下都约为22.4 L·mol-1。
对点训练1下列说法正确的是( )
A.32 g O2的体积为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C.在标准状况下,22.4 L水的物质的量为1 mol
D.在0 ℃、1.01×105Pa下,22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22.4 L
答案:D
解析:32 g O2的物质的量为1 mol,但1 mol气体的体积不一定是22.4 L,同样22.4 L气体的物质的量也不一定为1 mol,即22.4 L N2不一定含有阿伏加德罗常数个氮气分子,故A、B均不正确;在标准状况下,水为液态,22.4 L水的物质的量不是1 mol,故C不正确;0 ℃、1.01×105Pa就是标准状况下对应的温度和压强,在标准状况下,1 mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4 L。
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化学中常用的物理量物质的量PPT，第六部分内容：随堂检测
1.下列说法中,错误的是( )
A.1 mol物质在标准状况下的体积不一定是22.4 L
B.1 mol任何气体在标准状况下的体积都为22.4 L
C.标准状况下,体积相同的气体分子数相等
D.气体摩尔体积为22.4 L·mol-1
答案:D
解析:物质在标准状况下不一定是气体,所以体积不一定是22.4 L,A正确;1 mol任何气体在标准状况下的体积均是22.4 L,B正确;标准状况下,相同体积的气体具有相同的分子数,C正确;气体摩尔体积在标准状况下是22.4 L·mol-1,D不正确。
2.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A.常温常压下,含有NA个氮原子的氮气体积约为11.2 L
B.标准状况下,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0.5NA
D.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
答案:B
解析:含有NA个氮原子的氮气的物质的量为0.5 mol,标准状况下体积为11.2 L,常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,故A错误;标准状况下,64 g SO2的物质的量为(64" " g)/(64" " g"•" mol^("-" 1) ) =1 mol,含有的原子数为3NA,故B正确;常温常压下,气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,故11.2 L氯气的物质的量小于0.5 mol,则分子数小于0.5NA,故C错误;标准状况下,H2O不是气体,故D错误。
3.同温同压下,11.2 L二氧化碳和11.2 L氧气所含氧原子数( )
A.相等 B.前者多
C.后者多 D.无法确定
答案:A
解析:同温同压下,气体摩尔体积相同,根据n=V/V_m 可知11.2 L二氧化碳和11.2 L氧气的物质的量相等,由于CO2和O2分子中都含有2个氧原子,则二者含有氧原子的物质的量相等,根据N=nNA可知,二者含有氧原子数相等。
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