化学题.docx

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化学题

气体摩尔体积

●教学目标　

1．在学生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。

2．通过气体摩尔体积和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

●教学重点　

气体摩尔体积的概念　

●教学难点　

气体摩尔体积的概念　

●教学方法　

引导、归纳、启发、练习、讲解、讨论等　

●课时安排　

第一课时：

气体摩尔体积的概念　

第二课时：

有关气体摩尔体积的计算　

●教学用具　

投影仪、胶片　

●教学过程

第一课时

［引言］通过上一节课的学习，我们知道，1mol任何物质的粒子个数都相等，都约为6．02×1023个，1mol任何物质的质量都是以克为单位，在数值上等于构成该物质的粒子（分子、原子、离子等）的式量。

那么，1mol任何物质的体积（即摩尔体积）又该如何确定呢？

［师］1mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来。

若想要通过质量求体积，还需搭座什么桥呢？

［生］还需知道物质的密度。

［问］质量、密度和体积三者之间的关系是什么？

［生］质量等于密度乘以体积。

［师］很好，它们之间的关系我们可以用代数式表示为：

［草板书］m=ρ·V或V=

［师］请大家根据已有的知识来填写下表（可用计算器来进行计算）。

［投影］表一

［学生活动，教师请一位同学把计算结果填入表中空格内］　

空格内所填数值为：

［师］请大家根据自己的计算结果，口答下列问题。

［投影问题］1．1L=________cm3。

2．1mol不同的固态或液态的物质，体积________（填“相同”或“不同”）。

3．在相同状态下，1mol气体的体积________（填“相同”“不同”“基本相同”）。

4．同样是1mol的物质，气体和固体的体积相差________（填“不大”或“很大”）。

［学生活动］阅读课本相关内容和资料，分析上述问题，并回答：

1．1000cm3；2．不同；3．基本相同；4．很大。

［问］为什么在“表二”中要指明物质密度的测定条件，而“表一”中却无？

［生］因为“表二”所列物质为气体，“表一”所列物质为固体和液体。

气体的密度随着压强和温度等外界条件的变化而变化。

固体、液体的密度受外界条件的影响不大。

［师］回答得很好！

那么，质量是否会随外界条件的改变而改变呢？

［生］不会！

［问］由质量和密度决定的物质的体积呢？

［生］质量一定时，固体和液体的体积随外界条件的变化而变化不大；气体的体积受外界条件的影响显著。

［师］很正确！

那么，这些结论如何从理论上得到解释呢？

请大家阅读课本第50～51页的内容。

并总结。

［学生阅读、总结］　

［问］物质体积的大小取决于哪些微观因素？

［生］物质体积的大小取决于物质粒子数的多少，粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。

［问］当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素？

［生］粒子数一定时，固、液态物质的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。

［问］为什么相同外界条件下，1mol固、液态物质所具有的体积不同，而1mol气态物质所具有的体积却基本相同？

［生］在固态和液态中，粒子本身的大小不同，决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。

［问］为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行？

［生］因为气体的体积受温度、压强的影响很大，故说到气体的体积时，必须指明外界条件。

［师］大家回答得很正确。

对于气体来说，我们用得更多的是气体的体积，而不是质量，且外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，这给我们测定有关气体的量值提供了很大的方便，为此，我们专门引出了气体摩尔体积的概念。

这也是我们本节课所学的重点。

［板书］第二节　气体摩尔体积（第一课时）　

一、气体摩尔体积　

［师］所谓气体的摩尔体积，指的是：

［讲解并板书］单位物质的量的气体所占的体积。

［师］即气体的体积与气体的物质的量之比。

其符号为Vm，可表示为：

［板书］Vm=

［问］能否从气体摩尔体积Vm的表达式中，知道其单位呢？

［学生回答］能，是L/mol。

［教师板书］单位：

L/mol或L·mol－1。

［师］通过刚才对表二相关几种气体体积的计算，得到在相同的0℃，101kPa的条件下均约为22．4L，不仅仅是这几种气体，大量的科学实验表明，其他气体也是如此，即物质的量为1mol，条件为0℃和101kPa时的体积约为22．4L。

而我们通常又把温度为0℃、压强为101kPa时的状况称为标准状况。

因此我们可以得到一个什么样的结论？

［学生回答，教师板书］在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约为22．4L。

［师］这也表明，标况（标准状况）下气体的摩尔体积约为22．4L/mol或22．4L·mol－1　

大家在掌握气体摩尔体积这个概念时，一定要注意以下几点：

1．气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。

2．气体在不同状况下的气体摩尔体积是不同的，其在标准状况下的气体摩尔体积约为22．4L/mol。

3．同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。

下面，请大家根据所学知识，判断下列说法是否正确。

［投影练习］判断正误，并说明理由。

1．标况下，1mol任何物质的体积都约是22．4L。

2．1mol气体的体积约为22．4L。

3．标况下，1molO2和N2混合气的体积约为22．4L。

4．22．4L气体所含分子数一定大于11．2L气体所含分子数。

5．任何条件下，气体的摩尔体积都是22．4L/mol。

6．只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22．4L/mol。

［学生活动］　

答案：

1．错，物质应是气体；2．错，未指明条件——标况；3．正确，因气体体积与分子种类无关；4．错，未指明气体体积是否在相同条件下测定；5、6．均错，气体在标准状况下的摩尔体积约为22．4L，但并不是说只有在标准状况下才能为22．4L/mol，也不是在任何条件下都是22．4L/mol。

［师］请大家思考下面的问题，并回答。

［投影］同温同压下，体积相同的气体的物质的量是否相同？

所含的分子个数是否相同？

说明理由。

［学生思考后回答］气体的体积主要决定于气体所含的分子个数，而与气体分子的种类无关，在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。

即同温同压下，相同体积的气体含有相同数目的分子，则表示粒子集体的物质的量也必然相同。

［师］大家总结得很好！

这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，因此，又叫做阿伏加德罗定律。

［板书］阿伏加德罗定律：

在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

［师］由上述定律，我们很自然地可得出以下结论：

［板书］同温同压下：

［问题探究］在常温下（25℃），一个最大承受气压为2akPa的气球内充有0．1molH2，气压为0．8akPa。

若再向该气球内充H2，再充入H2物质的量的最大值为________。

［学生活动］分组讨论，分析：

根据阿伏加德罗定律可知，同温同压条件下，相同体积的任何气体，都含有相同的分子数。

那么本题的条件相当于同温即都是常温25℃，同体积即在同一个气球内，此条件下，很显然气球内气体的分子数越多，即物质的量越多，气体对气球的压力就越大，也就是同温同体积时，气体的物质的量与压强成正比，可表示为

。

所以有

=

可得nmax=0．25mol　

可再充入的H2的物质的量为0．25mol－0．1mol=0．15mol。

［师］大家所讨论得出的结论，是阿伏加德罗定律的一个重要推论，在今后的学习中还会用到。

［小结］影响气体体积的因素有多种，因此，说到气体的体积，一定要指明外界条件。

相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积。

标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22．4L/mol。

只要同学们正确理解和掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义，就很容易在气体的质量和体积之间进行相互换算。

这也是我们下一节课所要学习的主要内容。

［布置作业］课本习题：

二、1；三。

●板书设计

气体摩尔体积（第一课时）

一、气体摩尔体积　

单位物质的量的气体所占的体积　

Vm=

单位：

mol/L或mol·L－1　

在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22．4L　

阿伏加德罗定律：

在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子　

同温同压下：

●教学说明

本课题立足于师生共同探究和讨论，要求教师要充分调动起学生学习的积极性和主动性。

同时，要注意，学生在课堂上虽然很好地理解了气体摩尔体积，但在课下对有关条件特别容易忽略。

因此，教师在讲授时要注重强调外界条件对气体的影响。

同时还需在后续讲课中不断地强化。

●参考练习

1．下列说法中正确的是　

A．1molO2和1molN2所占的体积都约为22．4L　

B．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的物质的量约2mol　

答案：

D

2．下列说法中正确的是（视22．4为准确数）　

A．在0℃、1．01×105Pa的条件下，某气体的体积为2．24×10－2m3，该气体的物质的量为1mol　

B．1mol某气体的体积为22．4L，该气体所处的状况必定为标准状况　

C．在0℃的温度下，1mol某气体的体积为22．4L，该气体的压强为101kPa　

D．固态的二氧化碳又叫干冰，含CO21mol的干冰在标准状况下的体积必定小于22．4L　

答案：

AC　

3．已知空气的平均摩尔质量为29g/mol。

在同温、同压下，某气体R对空气相对密度为2，该气体是　

A．CH4　　　　　　　B．C2H4　　　　　　C．C2H2　　　　　　D．C4H10　

答案：

D　

4．在同温度、同体积和同质量的下列气体中，气体压强最小的是　

A．CO2B．CH4　C．H2D．CO　

答案：

A　

第二课时

［师］上节课我们重点学习了气体摩尔体积的概念及阿伏加德罗定律，请大家根据所学内容做以下练习。

［投影练习］1．在标准状况下，2molCO2的体积是多少？

44．8LH2的物质的量是多少？

它们所含的分子数是否相同？

2．在标准状况下，若两种气体所占体积不同，其原因是　

A．气体性质不同　

B．气体分子的大小不同　

C．气体分子间平均距离不同　

D．气体的物质的量不同　

［学生活动］　

答案：

1．44．8L，2mol，相同。

2．D　

［师］解决以上问题的依据实际上就是气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律，大家都能很轻松地正确解答。

结合上节课所学内容，并回忆我们以前学过的物质的量与质量及粒子个数的关系，请大家找出以下各量之间的关系，并把联系它们的中间量用符号标出来。

［板书］　　　　　　　　　　V　

Nn　

m　

［请一位同学上黑板标出］　

［学生板书］　

［问］NA、Vm、m、ρ分别代表什么？

［生］NA表示阿伏加德罗常数；Vm表示气体摩尔体积；m表示物质的摩尔质量；ρ代表物质的密度。

［问］此处的Vm约等于22．4L·mol－1吗？

为什么？

［生］不等于。

22．4L·mol－1特指标准状况下气体的摩尔体积。

［问］此处的ρ指的是固体、液体还是气体的密度？

［生］（一怔）气体的！

［师］不但是气体的密度，而且是一定条件下气体的密度。

如此说来，黑板上所表示的各量之间的关系还有什么不足之处？

［生］N、m、V所指物质的状态范围不同，其中N、m可指任何状态的物质，而V仅是对气体而言。

［师］很好！

为此，我们需在上述关系中的V后注明“气体”二字。

［板书］（气体）　

［师］这也告诉我们，在将来的学习过程中，使用公式和定律时，一定要注意它的使用条件和应用范围。

［问］根据前面所学知识，我们知道气体在一定条件下的密度ρ可通过它的质量m和在该条件下的体积V求得，即ρ=

，那么，能否通过气体的摩尔质量m和气体在一定条件下的气体摩尔体积Vm来计算其在该条件下的密度呢？

请大家思考后回答，并说出为什么？

［学生思考］　

［学生回答］能！

因为气体在一定条件下的密度与所取气体体积的多少无关，当我们取1摩尔的气体时，其质量m就等于m，它在一定条件下的体积V就等于Vm，由ρ＝

可知，它在一定条件下的密度可通过ρ=

来进行计算。

［师］回答得很好！

由此我们可推出气体在标准状况下的密度可用下式求得：

［板书］ρ标=

［过渡］下面，我们就在熟悉以上各量之间关系的基础上，重点学习有关气体摩尔体积的计算。

［板书］第二节　气体摩尔体积（第二课时）　

二、有关气体摩尔体积的计算　

［投影］1．标准状况下，2．2gCO2的体积是多少？

［师］请大家用规范的解题格式解答上题。

［学生活动，请一位同学上黑板解答］　

［学生板书］　

解：

n（CO2）=

=0．05mol。

因为标况下Vm=22．4L·mol－1。

V（CO2）=n（CO2）Vm=0．05mol×22．4L·mol－1=1．12L。

答：

在标准状况下2．2gCO2的体积为1．12L。

［师］大家做得都很好！

由我们刚刚总结出的N、m、V、ρ等量之间的关系图，可以很明确地获悉此题的解题思路：

求CO2气体的体积V，需知道n（CO2）和Vm，Vm在标准状况下为定值，故此题转化为求n（CO2），联系n（CO2）与题中已知条件m（CO2）的桥梁是m（CO2），至此，此题便可正确求解。

［师］请同学们再用正确的解题格式解答下题：

［投影］2．在标准状况下，测得1．92克某气体的体积为672mL。

计算此气体的相对分子质量。

［学生活动，教师巡视，并从学生中挑出有代表性的解题方法让学生写于投影胶片上，以备展示］　

［分析］本题已知气体的质量和气体在标况下的体积，要求的数值是气体的相对分子质量。

由以上各量的关系图可以看出，联系气体体积和质量的桥梁是气体的物质的量或气体在标况下的密度，因此，解题时可从此处着手。

解答此题的另一个关键是要清楚物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相等的。

故本题只要求出该气体的摩尔质量即可。

［师］下面是解答本题的两种解法。

请大家注意这两种解法的思路和步骤。

［投影展示］解法一：

解：

在标准状况下，该气体的密度为：

ρ标=

=2．86g·L－1，　

标准状况下，Vm=22．4L·mol－1。

则该气体的摩尔质量为：

m=ρ标×22．4L·mol－1=2．86g·L－1×22．4L·mol－1=64g·mol－1，　

即该气体的相对分子质量为64。

解法二：

解：

标准状况下，该气体的物质的量为　

n=

=0．03mol　

摩尔质量为：

M=

=64g·mol－1，　

即气体的相对分子质量为64。

答：

此气体的相对分子质量为64。

［师］大家课后还可以考虑此题是否有另外的解法。

下面，请大家思考和回答以下问题。

［投影］已知相对原子质量：

S:

32　Br:

80　H:

1　

现有3．4gH2S和0．1mol的HBr气体。

（1）不同条件下，哪个分子数较多？

（2）相同条件下，哪个该用较大的容器装？

（3）不同条件下，哪个质量大？

大多少？

（4）哪个所含H原子的物质的量多？

多多少？

（5）其中含S和Br各多少克？

［学生思考，并回答］　

［解答］3．4gH2S的物质的量为：

n（H2S）=

=0．1mol。

（1）条件不同时，例如改变压强或温度，只能改变气体的体积，改变不了分子的数目，因3．4gH2S和0．1molHBr的物质的量相同，故两者所含分子数相等。

（2）用较大容器装的气体的体积应该大，但在相同条件下，物质的量相同的气体体积相同，所以应用一样的容器装。

（3）不同条件下，物质的聚集状态有可能改变，但质量不变。

m（HBr）=n（HBr）M（HBr）=0．1mol×81g·mol－1=8．1g　比H2S多8．1g－3．4g=4．7g。

（4）0．1molH2S中含H原子0．2mol，而0．1molHBr中含H原子为0．1mol，故H2S所含H原子物质的量多，多0．2mol－0．1mol=0．1mol。

（5）0．1molH2S：

中含S0．1mol×32g·mol－1=3．2g。

0．1molHBr中含Br：

0．1mol×80g·mol－1=8g。

［问题探究］在平时的学习中，我们经常提到空气的平均相对分子质量为29，而空气的体积组成为：

N278%，O212%，Ar0．94%，CO20．04%，H20．02%，请大家讨论如何根据各成分的体积分数求得空气的平均相对分子质量。

［学生活动］讨论，分析：

对于混合气体而言，其平均相对分子质量在数值上应该等于混合气体的平均摩尔质量，由M=

可知：

=M1×n1%＋M2×n2%＋……＋Mini×%　

由阿伏加德罗定律可以推知同温同压下：

即它们各自的物质的量分数等于其对应的体积分数，所以有　

=M1×V1%＋M2×V2%＋……＋Mi×Vi%　

对于空气而言，其平均摩尔质量

就应为　

=28×78%＋32×21%＋40×0．94%＋44×0．04%＋2×0．02%=28．95

29　

因此空气的平均相对分子质量为29。

［师］关于混合气体的计算在学习和运用中比较常见，大家应充分利用所学到的各种知识灵活地加以应用。

［本节小结］在进行有关物质的量之间的换算时，必须熟悉各量之间的关系；对气体进行计算时，要注意外界条件；对于同一个问题，往往可通过不同的途径来进行解决。

［作业］习题：

一；四、2，3　

●板书设计　

气体摩尔体积（第二课时）

二、有关气体摩尔体积的计算　

ρ标=

解：

n（CO2）=

=0．05mol。

因为标况下Vm=22．4L·mol－1。

V（CO2）=n（CO2）Vm=0．05mol×22．4L·mol－1=1．12L。

答：

在标准状况下2．2gCO2的体积为1．12L。

●教学说明　

涉及物质的量的计算，概念较多，而概念的清晰与否，直接影响到解题的质量，所以，采取边学边练习、边比较的方法可以增强学生掌握知识的牢固程度。

●参考练习　

1．将1．5molH2充入一个材料弹性良好的气球，气球膨胀无皱折。

将该气球置于0℃、101kPa的环境下，其体积为____________L。

解析：

应用公式n=

可求出1．5molH2在标准状况下的体积为33．6L，但由于气球材料的收缩而使气球的体积小于33．6L。

答案：

＜33．6

2．某常见气体在标准状况下的密度为1．25g/L，请填空：

（1）该气体的相对分子质量为____________。

（2）若气体的分子式为A2型，其名称为____________；若该气体的分子式为AB型，其名称为____________。

答案：

（1）28　

（2）氮气　一氧化碳

3．同温、同压下，某气体对H2的相对密度为22，请填空：

（1）该气体的摩尔质量为____________。

（2）该气体能使澄清的石灰水变浑浊，该反应的离子方程式为____________。

答案：

（1）44g/mol

（2）CO2＋Ca2＋＋2OH－====CaCO3↓＋H2O

●备课资料

一、阿伏加德罗定律的几个重要推论及其应用　

1．同温、同压下，同体积的气体，其质量（m）之比等于其相对分子质量（M）之比，等于其密度（ρ）之比，即：

2．同温、同压下，气体的体积（V）之比等于其物质的量（n）之比，也等于其分子数目（N）之比，即：

3．同温、同压下，同质量的不同气体的体积（V）之比与其密度（ρ）成反比，即：

4．同温下，同体积气体的压强（p）之比等于其物质的量（n）之比，也等于其分子数目（N）之比，即：

［以上推论均可由气态方程推出］　

［例1］在一个密闭容器中盛有11gX气体（X的摩尔质量为44g·mol－1）时，压强为

1×104Pa，如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104Pa，这时容器内气体X的分子数约为　

A．3．3×1025B．3．3×1024

C．7．5×1023D．7．5×1022　

解析：

由于是密闭容器，则充入不同的X气体的条件是等温等容。

起始条件下气体X的物质的量为：

11g/44g·mol－1=0．25mol，　

当更多的X充入容器时，设此时有X的物质的量为n终，由阿伏加德罗定律的推论（同温同容下，气体的压强之比等于其物质的量比）可得出以下关系：

=1．25mol　

N终=n终NA=1．25mol×6．02×1023mol－1=7．5×1023。

答案：

C　

［例2］同温同压下测得氢气密度为0．089g·L－1，某种有刺激性气味的气体X密度为2．927g·L－1，又知此气体是三原子分子，且由两种元素组成，两元素的质量比为1：

1。

则某气体X的化学式为____________。

解析：

在已知元素质量比，而欲求其化学式时，首先需求出X的摩尔质量m（X），设此条件下气体摩尔体积为Vm，则有　

即同温同压下气体的密度比等于其摩尔质量比。

于是

M（X）=64g·mol－1。

由含两种元素质量比为1：

1，结合三原子分子，知其中一种元素的相对原子质量为32，另一种元素的相对原子质量为16。

可知气体是SO2。

答案：

SO2　

二、化学计算中的有效数字　

（1）有效数字　

有效数字是指在化学分析工作中实际能测量到的数字。

例如，用普通滴定管测得液体体积为21．05mL，它有四位有效数字。

由于滴定管能准确地测至0．1mL，估读至0．01mL，因此，该液体的体积应为21．05±0．01mL。

由于有效数字的最后一位是不准确的，所以，这一位数字就是“不确定数字”。

在记录实验数据或计算结果时，要注意所保留的有效数字应与所用仪器的精密度相一致。

例如，用感量为0．1g的托盘天平称得物质的质量为10．4g，就不能写成10．40g。

如果有效数字中有0，这个0是否为有效数字，则应具体情况具体分析后再确定。

如在18．0034中的两个0和0．0100中后面的两个0都是有效数字。

而在0．0100中前面的两个0只起定位的作用，它们不是有效数字。

即在数字前面的0不是有效数字，在数字中间或末端的0则应包括在有效数字的位数中。

例如，　

　　　　0．0045　　0．0040　　123　　0．0123　　3．005　　3．500　

有效数字二位　二位三位三位四位四位　

（2）有效数字的运算法则　

①加减法　

几个数相加或相减时，所得结果的小数点后面的位数，应与各参与加减的数中小数点后位数最少的数相同。

在计算时，为简便起见，可以在