高一化学《气体摩尔体积》知识点详解.doc

第二节气体摩尔体积新课指南在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上理解气体摩尔体积的概念掌握有关气体摩尔体积的计算通过气体摩尔体积和有关计算的学习培养分析推理归纳总结的能力本节重点气体摩尔体积的概念和有关气体摩尔体积的计算本节难点气体摩尔体积的概念及其推论的应用教材解读精华要义物质的体积密度和质量之间的关系物质的质量跟它的体积的比叫做这种物质的密度即物质在单位体积中所含的质量叫做该物质的密度计算不同固态物质和液态物质的体积见下表物质该物质的质量密度的物质所具有的体积归纳不同固态物质和液态物质体积的特点并分析其形成差异的主要原因对于固态物质和液态物质来说不同物质的体积一般是不同的如图所示21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站决定物质的体积大小有三大因素物质粒子数的多少物质粒子之间距离的大小物质粒子的大小直径为形成差异的主要原因构成液态固态物质的粒子间的距离是很小的在粒子数相同的条件下固态液态物质的体积主要决定于原子分子或离子本身的大小由于构成不同物质的原子分子或离子的大小也是不同的所以它们的体积也就有所不同如图所示21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站知识详解知识点气体摩尔体积重点难点决定气体体积大小的主要因素决定气体所含有的分子数或气体的物质的量在一定温度一定压强下气体中所含的分子数目或物质的量越多气体的体积就越大分子的直径和分子之间的距离一般来说气体分子的直径约为而分子之间的距离则约为即分子之间的距离约是分子直径的倍因此当分子数目相同时气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离而不是分子本身体积的大小如图所示思维拓展如图与图所示讨论气体分子之间的距离受哪些因素的影响是怎样影响的点拨受温度和压强的影响一定质量的气体当温度升高时气体分子之间的距离增大体积变大当温度降低时气体分子之间的距离减小体积变小当压强增大时气体分子之间的距离减小体积变小当压强减小时气体分子之间的距离增大体积变大当温度和压强一定时气体分子之间的平均距离大小几乎是一定值故粒子数是一定值其体积是一定值21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站注意要比较一定质量气体的体积就必须要在相同的温度和压强下进行才有意义不同气体在标准状况下的体积见下表不同气体在标准状况下的体积物质该物质的质量密度该物质所具有的体积标准状况标准状况标准状况结论在标准状况下任何气体所占的体积都约为气体摩尔体积概念单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积符号计算关系式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站单位或特定条件标准状况下的数值或如图所示对象气体中任何一种单一组分的气体或不相互反应的混合气体标准状况下的气体摩尔体积与常温常压下固液体摩尔体积的比较与分析见下表标准状况下气体摩尔体积常温常压下固液体摩尔体积体积比较体积近似约为体积各异分析特点气体粒子大小粒子间平均距离固液体粒子大小粒子间平均距离影响体积的因素粒子间的平均距离标准状况下各种气体的粒子间平均距离近似故体积近似粒子的大小常温常压下各固液态的粒子的大小各异故体积各异思维误区气体摩尔体积的特定值约是该数值与气体物质的量温度和压强三者的任意一项都有直接的关系观察下表中的数值并思考整理正确理解的含义气体物质的量气体温度气体压强气体体积点拨在标准状况下任何气体的体积都约为在标准状况下的气体摩尔体积约为在非标准状况下任何气体的体积不一定为但也有可能为的气体摩尔体积约为在非标准状况下任何气体的体积不一定为但也有可能为说明在回答有关概念性的问题时或之前要加一个约字在解答有关计算的问题时这个约字可以略去气体摩尔体积描述的对象可以是任何一种单一组分的气体或不相互反应的混合气体例如下列说法中正确的是和所占的体积都约为的气体摩尔体积约为在标准状况下和所占的体积都约为在标准状况下由和组成的混合气体中所含有的的物质的量约为分析本题主要考查对气体摩尔体积的理解和应用能力项中没有明确温度和压强无法比较无法确定气体的体积项中气体摩尔体积的单位不是而是或项中在标准状况下为冰状冰的体积远远小于项中该气体的物质的量约为再结合的分子组成可知的物质的量约为答案又如下列叙述中不正确的是任何气体所占的体积都约为在标准状况下任何气体的摩尔体积都约为在标准状况下任何气体所含该气体的粒子数约为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站组成的混合气体在标准状况下占有的体积约为分析项没指明标准状况项中气体摩尔体积的单位应是答案再如某气体在标准状况下的体积是这种气体的相对分子质量是分析在标准状况下设某气体的质量为得即标准状况下某气体的质量为该气体的摩尔质量为它的相对分子质量是答案还如下列数量的各物质中所含的原子数按由大到小的顺序排列正确的是氨气标准状况下氦时水磷酸钠分析本题把气体摩尔体积物质的量物质的质量等物理量融合在一起考查解题步骤是把所有物理量换算戍物质的量计算每摩尔物质所含的原子数求出题中每种物质所含的原子数中所含的原子的物质的量氦中所含的原子的物质的量21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站水中所含的原于的物质的量磷酸钠中所舍的原子的物质的量比较的计算结果可得答案答案说明物质的量是计算中心解题比较关键的一步是先把微粒数气体的体积物质的质量等有关数据转换成物质的量然后再进行比较阿伏加德罗定律难点通过学习气体摩尔体积的概念可知气体的体积主要决定于组成气体的分子数目和分子之间的平均距离而分子之间的平均距离又受气体的温度和压强的直接影响所含分子数日相同的气体在同温同压下分子之间的平均距离基本相等因此在相同温度和相同压强下所含分子数目相同的任意气体的体积相同同理在相同温度和相同压强下相同体积的任意气体都含有相同数目的分子这个规律叫做阿伏加德罗定律说明阿伏加德罗定律适用于任何气体包括混合气体不适用于非气体同温同压同体积和问分子数四同共同存在相互制约只要有三个同成立第四个同必定成立称作三同定一同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明确规定了温度为和压强为阿伏加德罗定律的推论难点根据阿伏加德罗定律限定不同的条件便可得到阿伏加德罗定律的多种形式推论熟练地掌握它们在解答有关问题时可达到事中功倍的效果推论同温同压下气体体积与物质的量成正比或气体密度与式量成正比数学表达式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站物理模型同温同压下两个体积不同且装有两种不同气体的集气瓶如图所示例如关于和下列说法中正确的是同温同压下与的体积比为同温同压下若则与的物质的量之比为体积相同时的质量一定大于的质量同温同压下若二者的物质的量相同其体积也相同分析项中两种气体的体积比等于它们的物质的量之比即21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站项正确项中如果仅知道两种气体的体积相同无法判断出二者的物质的量的多少也就很难判断出质量的大小因为两种气体所处的温度压强不一定相等因而体积相同时物质的量不一定相同项中相同温度相同压强相同物质的量的气体体积一定相同答案又如在相同温度和压强下体积氯化氢和体积水蒸气组成的混合气体完全冷凝后所得盐酸中的质量分数是分析根据阿伏加德罗定律的推论可知同温同压下气体体积比等于其物质的量之比设气的物质的量分别为然后将物质的量换算成质量则可求出盐酸中的质量分数21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案说明阿伏加德罗定律及其推论在解答有关气体的化学计算题日寸特别有用不过千万要注意使用的条件推论同温同体积时气体压强与物质的量成比数学表达式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站物理模型给足球打气进气越多足球内压强越大如图所示21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站例如一定温度下在两个大小相同的密闭容器中分别盛放气体和测得两个容器内的压强分别为和则可能是什么气体解因为两个容器的温度体积分别相同由阿伏加德罗定律的推论可知21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站可能为或某混合气体答气体可能为或平均式量为的混合气体又如适量的氯气与氨气先后通入一真空的密闭容器里在一定温度下完全反应后容器中只有氮气和氯化铵则容器里反应前后的压强之比为分析本题涉及反应的化学方程式为根据题意假设与反应那么反应后生成的气体物质只有且为由阿伏加德罗定律推论可知同温同体积时气体压强与物质的量成正比即21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案推论同温同压同体积时气体的质量与式量成正比数学表达式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站物理模型同温同压下两个体积相同的集气瓶中装有不同的气体如图所示例如某恒容容器的质量为当它充满气体时质量为如果改装甲烷在相同条件下当充满甲烷时质量为分析因为是同一恒容容器所以体积不变又已知两次操作是在相同条件下进行故可理解为同温同压同体积由阿伏加德罗定律的推论知21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站总质量答案同类变式在同温同压下某瓶充满质量为充满质量为充满气体质量为则的相对分子质量为分析解法设瓶的质量为根据阿伏加德罗定律同温同压同体积的容器所盛气体的物质的量相等可得则所盛气体的物质的量按算再设气体的相对分子质量为则有解得解法因与的质量之差为所以瓶中的物质的量为即根据阿伏加德罗定律气体的物质的量也为解法因同温同压下同体积的容器中所盛气体的物质的量相等所以气体的质量越小其相对分子质量就越小由题意知气体的质量小于的质量故气体的相对分子质量也应小于的相对分子质量故不必计算可知答案为答案又如相同条件下由等体积混合得到的混合气体中的质量为这种混合气体的质量为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站分析由阿伏加德罗定律的推论可知同温同压同体积时气体质量与式量成正比即21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站故21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站同理21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站所以总质量为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案推论同温同压同质量时气体的体积与式量成反比数字表达式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站物理模型同温同压下两个装有相同质量的不同气体的集气瓶如图所示例如体积和体积空气混合后在以上通过催化剂发生如下反应21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站若同温同压下测得反应前后混合气体的密度之比为则反应消耗的是原有的分析对纯气相反应来说反应前后的总质量是相同的故此题为同温同压同质量的情况由阿伏加德罗定律的推论应有21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站设反应消耗的的体积为则21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站故21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案又如和的混合气体若在同温同压下全部转化为后体积变为则原混合气体的平均式量为分析由阿伏加德罗定律的推论可知同温同压同质量时气体的体积与式量成反比21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案说明以上阿伏加德罗定律的推论完全不必死记硬背都可以从理想气体状态方程21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站推导将化学和物理知识综合运用不过此方程目前可只作了解待高二物理讲完再用知识点关于气体摩尔体积的计算重点重要公式及解析单一公式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该公式表达了任意状况下任意种类的气体的体积物质的量摩尔体积三者之间的换算关系但在应用时和必须是在同温同压下的值且气体体积的单位要相同由于的值不确定该公式用处不大21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该公式是公式的特定情况它适用于标准状况下的任意种类的气体的体积和物质的量之间的换算在应用时和必须是标准状况下的值且气体体积的单位要相同21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该公式适用于任意状况下任何种类的物质的质量体积和密度三者之间的换算在中学化学中主要用于气体和液体的相关计算21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该公式是公式的一种特定情况它适用于标准状况下的任意种类的气体的摩尔质量和密度二者之间的换算21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该公式表达的是任意状况万的任意种类的两种气体的密度之比混合气体本来无相对分子质量可言但对组成一定的混合气体来说可以根据各组分的摩尔质量来计算平均摩尔质量混合气体的平均相对分子质量在数值上等于混合气体的平均摩尔质量例如某常见气体在标准状况下的密度为填写下列空白该气体的相对分子质量为若气体的化学式为其名称为若该气体的化学式为其名称为分析根据式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站得对应的常见气体有和答案氮气一氧化碳又如氧气在放电后有转化为臭氧则放电后的混合气体对氢气的相对密度是分析根据阿伏加德罗定律可以推出相对密度21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站若能把放电后混合气体的平均相对分子质量求出则此题就迎刃而解了21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站未反应的反应后混合气体的物质的量混所以21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站混21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答案再如空气中各成分的体积分数是为为为求空气在标准状况下的密度分析可先计算出空气的平均摩尔质量在特定条件标准状况下混合气体的体积为则可计算混合气体的密度解21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站空气标准状况下空21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站答空气在标准状况下的密度为说明在标准状况下空气的密度这实际隐含了两层意思一是空气的体积为二是要求空气的平均摩尔质量求气体平均摩尔质量的公式为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站复合公式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站的复合21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站常用于标准状况下的气体的质量和体积之间的换算21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站的复合21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站常用于标准状况下的气体的分子数和体积之间的换算例如在标准状况下测得某气体的体积为计算此气体的相对分子质量分析本题在课本中是应用公式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站和21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站求解的实际上该题还可以应用复合公式21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站解标准状况下气体的物质的量为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站该气体的摩尔质量为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站即该气体的相对分子质量为答此气体的相对分子质量为注意该题的计算结果应保留位有效数字又如含分子数是的氧气在标准状况下的体积是多少解个的物质的量为在标准状况下的体积为答在标准状况下含分子数是的氧气的体积为