必修一化学：第一章第2节《气体摩尔体积》导学案

第1章 从实验到化学

第2节 化学计量在实验中的应用

第2课时  气体摩尔体积

 • 学习目标 •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  

1.在知道气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，认识气体摩尔体积的概   念。

2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。

3.通过气体摩尔体积的学习，培养分析、推理、归纳的能力。

 • 自主学习 •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  

一、电解水实验

1.【探究】：在电解水实验中，相同条件下，生成O2和H2的体积比是         。O2和H2的物质的量之比为         。

2.【推理】：在相同温度和压强下，1mol O2和1mol H2的体积        。在相同的温度和压强下，任何气体分子之间的距离是           。

3.【结论】：在相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有           ，也可以说，在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有                。

二、物质的体积与组成物质粒子的关系

1.总结规律：①相同的条件下，相同物质的量的气体体积近似         ，而固体、液体却          。②相同的条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积大小关系：固体＜          ＜气体。

2.决定物质体积大小的因素：①物质所含粒子数的         ；②物质粒子本身的          ；③物质粒子之间            的大小。

3.决定气体体积大小的因素：气体分子间平均距离比分子          大得多，因此，当气体的物质的量(粒子数)一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间            的大小。

4.影响气体分子间平均距离大小的因素：温度和压强。温度越高，体积越      ；压强越大，体积越       。

三、气体摩尔体积

1.定义：单位          的气体所占有的        。

2.符号：         ，单位：L/mol或L•mol-1。

3.标准状况下Vm的数值：在标准状况下[0℃(373K)、1.01×105Pa]下，1摩尔任何气体所占的体积都约为22.4L。即：标准状况下Vm≈22.4L•mol-1

4.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0.2mol H2与0.8mol O2的混合气体在标准状况下的体积仍为22.4L。

5.气体摩尔体积的数值

  (1)22.4L•mol-1是标准状况气体摩尔体积的近似值。涉及标准状况下气体的计算时采用此值。

  (2)并不一定只有在标准状况下1mol气体的体积才是22.4L。若将1mol气体的温度和压强同时改变相同的倍数，气体体积不变，故1mol气体在标准状况下体积是22.4l，在非标准状况下体积也可能是22.4L。

6.气体摩尔体积的计算

  (1)气体的物质的量(n)、体积(V)、摩尔体积(Vm)的关系： 

  (2)标准状况下：

   ①气体的物质的量

   ②气体的密度。如标准状况下O2的密度==1.43g/L

• 合作探究 •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  • 

一、准确理解并正确应用气体摩尔体积

1.气体摩尔体积的数值

  在标准状况下，气体摩尔体积为22.4L·mol-1；在非标准状况下，1mol气体的体积可能是22.4L，也可能不是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.标准状况下气体摩尔体积的计算

  (1)摩尔质量与气体摩尔体积的关系    M=Vm·ρ(g/L)=22.4ρ g/mol

  (2)物质的量与气体摩尔体积的关系    

  (3)气体质量与气体摩尔体积的关系    

  (4)气体分子数与气体摩尔体积的关系  

二、阿伏加德罗定律推论

  (1)在标准状况下，1mol气体占22.4L，则2mol气体占44.8L，二者体积之比等于物质的量之比。

  结论：同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即

  (2)在0℃时，22.4L的容器中充入1mol气体时，容器的压强为1.01×105Pa。若充入2mol气体时，容器的压强是2.02×105Pa。即压强之比等于物质的量之比。

  结论：同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，即

  (3)在标准状况下：O2的密度=则H2的密度=二者的密度之比等于摩尔质量之比。

  结论：同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即.

  (4)在标准状况下，22.4LO2的质量是32g，22.4LH2的质量是2g，二者的质量之比等于摩尔质量之比。

  结论：同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比或密度之比，即

 • 典例剖析 •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  • 

【典例①】下列说法正确的是(NA表示阿伏伽德罗常数)   (    )

  A．在常温常压下。11.2L N2含有的分子数是0.5NA。

  B．标准状况下，18g水所占有的体积约是22.4L。

  C．32g O2在标准状况下的体积约是22.4L。

  D．在同温同压下，相同体积的任何气体所含的原子数相等。

【解析】本题考查了标准状况下的气体摩尔体积的理解和阿伏加德罗定律的概念。

【方法规律】在有关阿伏加德罗常数的正误判断题目中，常考查标准状况下的气体摩尔体积，常见问题有：

  (1)忽视外界条件是标准状况，如常温常压下，1mol H2的体积不是22.4L。

  (2)忽视研究对象是气体，如标准状况下H2O、酒精等不是气体。

  (3)将1mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆，前者单位为L，后者单位为L·mol-1。

【典例②】标况下，3.36L CH4的物质的量是         ，质量是        ，含有        个H原子，          mol e-

【解析】n(CH4)=V(CH4)÷Vm=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol；m(CH4)=0.15mol×16g/mol=2.4g

N(H)=n(H)×NA=0.15mol×4×6.02×1023mol-1=3.612×1023；

n(e-)=n(CH4)×10=0.15mol×10=1.5mol。

【答案】0.15mol  2.4g  3.612×1023  1.5

【方法规律】此类计算题是以“物质的量”作桥梁，将“质量、物质的量、气体体积、粒子个数”四个概念间相互联系起来：

 • 检测评价 •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  •  

1.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【   】

2.(双选)两个体积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的   【   】

   A．原子总数     B．质子总数    C．分子总数    D．质量

3.在相同条件下，2L CO2和3L O2具有相同的  【   】

①分子数  ②质子数  ③物质的量  ④原子数

      A．①③        B．②④         C．①②       D．④

4.在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、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．甲的分子数比乙的多        

B．甲的物质的量比乙的物质的量少

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

5.某气体的分子组成是RO2，在标准状况下，1.28g该气体的体积是448mL。求该气体的相对分子质量和R的相对分子质量。

【必修一】

第一章 从实验到化学

第2节 化学计量在实验中的应用

第2课时  气体摩尔体积参

【自主学习】

一、1.  1:2  1:2 

2.  相同  相等的  相同的体积  相同数目的粒子 

二、 1.   ① 相等  不  ② 液体 

2.  ① 多少  ② 大小  ③ 距离 

3.  直径  平均距离 

4.  大  小

三、1.  物质的量  体积  

2.  Vm 

【检测评价】

1.【解析】在同温同压下，气体体积与物质的量成正比。因CH4的摩尔质量最小，质量相同时，n(CH4)最大，所以体积也最大。

  【答案】D

2.【解析】由阿伏加德罗定律可知，在同温同压下，同体积的任何气体含有相同的粒子数，故两容器内分子总数相等。由3种气体各自都是双原子分子，故原子总数一定相等。又由于N和O原子的质子数和摩尔质量不同，则质子总数和质量不一定相等，只有当N2和O2的物质的量之比为1:1时，质子总数和质量与NO的才分别相等。

  【答案】AC

3.【解析】在相同条件下(指同温同压)气体体积之比等于物质的量之比，即二者物质的量之比为2:3，分子数比亦为2:3。1个CO2分子含有质子=6+8×2=22个，1个O2分子含有质子=8×2=16个，二者质子数之比为(2×22):(3×16)≠1:1。二者原子个数之比=(2×3):(3×2)=1:1，即二者原子个数相等。

  【答案】D

4.【解析】两种气体质量相等，而甲的密度大于乙的密度，由ρ=m/V可知V甲＜V乙；同温同压下，气体的物质的量与体积成正比，故n甲＜n乙，B正确；气体的分子数与物质的量成正比，甲的分子数比乙的少，A错；气体摩尔体积在相同的温度和压强下相等，C错；由M=m/n可知M甲＞M乙，D错。

  【答案】B

5. 【解析】解法一：设气体RO2的摩尔质量为x，0.448L气体质量为1.28g，根据n=VB/Vm=m/M，0.448L/(22.4L·mol-1)=1.28g/x，解得x=g/mol。即该气体的相对分子质量为，因此元素R的相对原子质量为：-2×16=32。

解法二：0.448L气体的物质的量：n=VB/Vm=0.448L/(22.4L/mol)=0.02mol，气体的摩尔质量M=m/n=1.28g/0.02mol=g/mol。即该气体的相对分子质量为，因此元素R的相对原子质量为：-2×16=32。

  【答案】该气体的相对分子质量为，R的相对原子质量为32。