高中化学专题化学家眼中的物质世界丰富多彩的化学物质第课时物质的聚集状态苏教版必修

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第 3 课时　物质的聚集状态 专题 1 　 第一单元　丰富多彩的化学物质 学习目标定位 1. 知道物质常见的聚集状态及影响物质体积的因素。 2. 知道气体摩尔体积的含义，熟记标准状况下的气体摩尔体积。 3. 能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。 内容索引 新知导学 —— 新知探究 　 点点落实 达标检测 —— 当堂检测 　 巩固反馈 新知导学 状态 物质 密度 1 mol 该物质的质量 1 mol 该物质的体积 结论 固态 Fe 7.86 g·cm － 3 (20 ℃ ) g 7.12 cm 3 ________________________________________ Al 2.70 g·cm － 3 (20 ℃ ) 27 g cm 3 液态 H 2 O 0.998 g·cm － 3 (20 ℃ ) 18 g cm 3 H 2 SO 4 1.83 g·cm － 3 (20 ℃ ) g 53.55 cm 3 1. 在温度和压强一定时，决定物质体积大小的主要因素有： 、 、 。 2. 根据表格中的数据完成下列填空： 微粒的数目 微粒的大小 一、影响物质体积的因素 微粒间的距离 56 10 18.04 98 相同条件下 1 mol 固体、液体的体 积差别较大 气态 O 2 1.429 g·L － 1 (0 ℃ 、 101 kPa) ( 标准状况 ) g 22.39 L ____________________________________________________________ H 2 0.089 9 g·L － 1 (0 ℃ 、 101 kPa)( 标准状况 ) 2.016 g L 32 22.42 相同条件下， 1 mol 气体 的体积近似相等，在标 准状况下约为 22.4 L 3. 分析出现上述结论的原因 (1) 在温度和压强一定时，任何 1 mol 固态物质或液态物质所含微粒数目 。微粒之间的距离 ，但 不同，所以 1 mol 固态物质或液态物质的体积往往是 的。 (2) 对气态物质来说：通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于 。在温度和压强一定时，微粒间的距离 ，因此，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有 _____ 。 相同 很小 微粒的大小 不同 气体微粒间的距离 近似相等 大致 相同的体积 1. 物质体积大小的影响因素 大小 相等 归纳总结 2. 粒子数目相同物质的体积关系 不同 相同 1. 下列四种因素： ① 温度和压强、 ② 所含微粒数、 ③ 微粒本身大小、 ④ 微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是 A. ②③④ B. ②④ C. ①③④ D. ①②④ √ 答案 解析 活学活用 解析　 气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。 1. 气体摩尔体积是 ，符号是 V m ，表达 式： V m ＝ ，常用的单位是 。标准状况下，气体摩尔体积约为 。 2. 对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点： (1) 气体摩尔体积的适用范围是 。在 下， 1 mol ____ 所占的体积约是 22.4 L 。 单位物质的量的气体所占的体积 二、气体摩尔体积 L·mol － 1 22.4 L·mol － 1 气态物质 标准状况 气体 (2) 气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积 ；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积 。 (3) 气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于 。如 0.3 mol H 2 与 0.7 mol O 2 的混合气体在标准状况下的体积约为 。 (4)1 mol 气体在非标准状况下的体积，可能是 22.4 L ，也可能不是 22.4 L 。 越大 越大 混合气体 22.4 L ② 气体的摩尔质量 M ＝ ； 3. 标准状况下，气体摩尔体积的有关计算 V m · ρ ＝ 22.4 ρ g·mol － 1 1. 标准状况下的气体摩尔体积 归纳总结 2. 下列叙述正确的是 A.1 mol 任何气体的体积都为 22.4 L B.1 mol 任何物质在标准状况下所占的体积都为 22.4 L C. 只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为 22.4 L·mol － 1 D. 标准状况下， 22.4 L 任何气体的物质的量都是 1 mol √ 答案 解析 活学活用 解析　 A 中没有指明该物质所处的状况，错误； B 中没有指明该物质的状态，错误； C 中在非标准状况下气体摩尔体积也可能为 22.4 L·mol － 1 ，错误； D 中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。 3. 设 N A 表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是 A. 常温常压下， 11.2 L CO 2 所含的原子数为 1.5 N A B. 常温常压下， 48 g O 3 含有的氧原子数为 3 N A C. 标准状况下， 22.4 L H 2 O 所含分子数为 N A D. 标准状况下， 22.4 L H 2 所含原子数为 N A √ 答案 解析 方法点拨 解析　 A 项，常温、常压下 11.2 L CO 2 的物质的量不是 0.5 mol ，因此所含原子数不是 1.5 N A ； 方法点拨 C 项，标准状况下 H 2 O 为液态，不能应用 22.4 L·mol － 1 ； 方法点拨　 气体摩尔体积使用时注意 (1)1 个条件：必须指明条件。非标准状况下， 1 mol 气体的体积不一定是 22.4 L 。 (2)1 种状态：必须为气态。如水、酒精、 SO 3 、 CCl 4 等物质在标准状况下不是气体。 (3)1 个单位：气体摩尔体积单位是 L·mol － 1 ，而不是 L 。 1. 实验探究气体的体积与物质的量的关系 (1) 下图为电解水的实验装置。图中 A 试管中收集到的气体是 ， B 试管中收集到的气体是 ，二者的体积比是 。 H 2 O 2 三、阿伏加德罗定律 2∶1 (2) 若有 1.8 g H 2 O 电解，则产生 H 2 的质量为 g ，物质的量产生 H 2 与 O 2 为 mol ；产生 O 2 的质量为 g ，物质的量为 mol ；二者物质的量之比为 。 (3) 实验结论 ① 在同温同压下，气体的物质的量比等于 。 ② 在同温同压下， 1 mol 的不同气体，其体积 。 0.2 0.1 1.6 0.05 2∶1 体积比 相同 2. 判断下列说法的正误，正确的打 “√” ，错误的打 “×” (1) 标准状况下， 1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 L( 　　 ) (2) 同温同压下， 1 mol( 含有相同的粒子数 ) 任何气体的体积相同 ( 　　 ) (3) 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数 ( 　　 ) (4) 标准状况下， 16 g 氧气与 2 g 氢气的体积比是 1 ∶ 2( 　　 ) √ √ √ √ 阿伏加德罗定律 (1) 阿伏加德罗定律： ___________________________________________ 。 归纳总结 相同温度相同压强下，相同体积的任何气体都含 有相同数目的粒子 ( 分子 ) (2) 阿伏加德罗定律的基本推论： 推论 公式 同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比 同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比 同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比 特别提醒 　 (1) 阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。 (2) 同温、同压、同体积和同分子数，共同存在，相互制约，只要 “ 三同 ” 成立，第四 “ 同 ” 必定成立。 (3) 注意分析分子的组成。如 Ar 是单原子分子， O 2 是双原子分子， O 3 是三原子分子。 4. 下列叙述正确的是 A. 同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等 B. 任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等 C.1 L 一氧化碳气体一定比 1 L 氧气的质量小 D. 同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等 √ 答案 解析 活学活用 解析　 只有气体物质才符合阿伏加德罗定律 —— 在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定，故 1 L CO 和 1 L O 2 的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法比较。 A. 原子数相等 B. 密度相等 C. 质量相等 D. 摩尔质量相等 5. 如图两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是 √ 答案 解析 方法点拨 解析　 由同温同压可得 V m 相同，再由公式 n ＝ 可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由原子个数之比等于其物质的量之比可得两瓶内分子所含原子数相同， A 项正确； 两瓶内分子的物质的量相等，由 m ＝ nM ， M 不一定相等，故 m 不一定相等，同时由 ρ ＝ 也可得 ρ 不一定相等。 方法点拨 1. 阿伏加德罗定律可适用于任何气体 ( 纯净的或是互不反应的混合气体 ) ，但不适用于液体或固体。 2. 同温、同压、同体积、同分子数称为 “ 四同 ” ，四 “ 同 ” 共同存在，相互制约，只要有三个 “ 同 ” 成立，第四个 “ 同 ” 就必定成立，在实际应用中往往是知道三 “ 同 ” 而求得另一 “ 同 ” 。 学习小结 3. 标准状况下气体的摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例，与 m 、 N 、 V 之间的换算关系是 达标检测 解析　 气体的体积在温度、压强一定时，体积与其物质的量成正比；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，所以 A 、 D 错误， B 正确； 非标准状况下气体摩尔体积不一定为 22.4 L·mol － 1 ， C 错误。 1. 下列有关气体体积叙述正确的是 A. 一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定 B. 一定温度、压强下，气体体积由其物质的量的多少决定 C. 气体摩尔体积是指 1 mol 任何气体所占的体积约为 22.4 L D. 不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不等 1 2 3 4 5 √ 答案 解析 解析　 A 中缺少标准状况的条件； B 中根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子数，故 B 正确； C 中， 1 mol 气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于 22.4 L ； D 中缺少标准状况条件。 2. 下列说法正确的是 A.1 mol 任何气体的体积都约是 22.4 L B.293k 、 1.01 × 10 5 Pa 时，同体积的 O 2 和 CO 2 含有相同数目的分子数 C.1 mol 气态物质，当体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况 D.2 mol 任何气体体积都约为 44.8 L √ 1 2 3 4 5 答案 解析 3. 标准状况下，若 11.2 L 氧气含有 n 个氧原子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为 A.4 n B.3 n C.2 n D. n √ 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 答案 解析 4. 现有 m g 某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为 M g·mol － 1 。若阿伏加德罗常数用 N A 表示，则： (1) 该气体的物质的量为 mol 。　 (2) 该气体所含原子总数为 个。 解析　 由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。 1 2 3 4 5 答案 解析 (3) 该气体在标准状况下的体积为 L 。 (4) 该气体在标准状况下的密度为 g·L － 1 。 解析　 由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由 M ＝ V m · ρ 求得密度。 解析　 由 V ＝ nV m 可求得该气体在标准状况下的体积。 (5) 该气体一个分子的质量为 g 。 解析　 由摩尔质量为 M g·mol － 1 ，知每一个分子的质量为 5. 同温同压下，同体积的氨气和硫化氢气体 (H 2 S) 的质量比为 ；同质量的氨气和硫化氢气体的体积比为 ，其中含有的氢的原子个数比为 ；若二者氢原子数相等，它们的体积比为 。 1 2 3 4 5 答案 解析 1 ∶ 2 2 ∶ 1 3 ∶ 1 2∶3 本课结束