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化学计量在实验中的应用2


第二节 化学计量在实验中的应用2
基础知识:
⑴物质的体积(V)、密度(ρ)、质量(m)三者之间的关系: ρ= m V m V= ρ m =ρV

粒子数:相同 ⑵ 1 mol不同物质的 质量:不相同

问题:相同条件下,1 mol不同物质(即粒子集体)的 体积是否相同?

第二节 化学计量在实验中

的应用2 二.气体摩尔体积 科学探究: ⑴电解水的实验:假设电解了1.8 g H2O,请你根 据对实验的观察以及所学知识进行计算,完成下 列表格 H2和O2的 H2和O2的物 质量 物质的量 体积之比 质的量之比 H2 O2 2﹕ 1 0.2 g 0.1 mol 1.6 g 0.05 mol 2﹕ 1

结论:在相同温度和压强下,1 mol H2和O2的 体积 相 同

⑵下表列出了0 ℃、101 kPa(标准状况)时O2和H2的密度, 请计算出1 mol O2和H2的体积 密度/g· L—1 1 mol 物质的体积 O2 1.429 约22.4 L H2 0.089 9 约22.4 L ⑶下表列出了20 ℃时几种固体和液体的密度,请计算 出1 mol 这几物质的体积
密度/g· cm—3 Fe Al H2 O 7.86 2.70 0.998 1 mol 物质的体积

H2SO4 1.83 请根据上面两表数据及计算结果讨论 结论:在相同条件下 ① 1 mol O2和H2的体积 约相 同,标况下约为 22.4 L . ② 1 mol固体和液体的体积 不 同 ③ 1 mol 气体比1 mol 固体和液体的体积大得多 .

7.10 cm3 9.99 cm3 18.0 cm3 53.6 cm3

解释:
决定物质体积大小的因素:①粒子数 ②粒子大小 ③粒子间的距离
决定1mol物质体积 的主要因素 固体和液体物 质的体积 (粒子间的距离很小) ②粒子大小 ③粒子间的距离 (粒子大小可忽略) 气体物质 的体积 (粒子间的距离很大)

不同物质的粒子大小不同,因此:相同条件下,1 mol固体、液体物质 的体积不相同 实验证明: 气体分子间的平均距离与温度和压强有关,温度升高分子间的平 均距离增大,压强增大分子间的平均距离减小;但在相同的温度和 压强下,任何气体分子间的平均距离近似相等 因此:相同条件下,1 mol任何气体物质的体积都约相同;即相同条 件下,粒子数相同的任何气体具有相同的体积。也可以说,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粒子(或分 子);这就是著名的阿伏加德罗定律。

1.气体摩尔体积:
⑴概念:单位物质的量的气体所占据的体积叫做气体摩尔体积,号为 Vm . V V n = ⑵公式: Vm = V = n×Vm 变形为: Vm n ⑶单位:常用的单位有

L / mol

和 m3 / mol

.

22.4 L/mol ⑷在标准状况(0 ℃、101 kPa)下:Vm ≈ 理解: ①相同条件下,任何气体的气体摩尔体积都约相同 ②非标准状况下,Vm一般不是22.4 L/mol,但也可能是22.4 L/mol ③气体摩尔体积只适用于气体(纯气体或混合气体),不适用 于 固体 和 液体 .
例题:

2.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 都含有相同数目的粒子(或分子)
理解: ①只适用于气体(纯气体或混合气体) ②有四个同,只要任意三个相同,必有第四个相同 ③同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量(或分子数)之比 例题: ⑴在同温同压下,甲容器中的H2和乙容器中的NH3所含的H个数相 同,则甲容器与乙容器的体积之比为: ( A ) A . 3﹕ 2 B.2﹕3 C.1﹕1 D.3﹕1

⑵在一定温度和压强下,1体积的A2气体和3体积的B2气体化合成2 体积的C气体,则C气体的化学式为: ( A ) A.AB3 B.AB C.A3B D . A 2B 3

3.气体的体积、物质的量、质量、分子数之间的关系:
N

÷ NA × NA

n

×M ÷M ×Vm
÷ρ

m

÷Vm
V气

×ρ

重要提示:
气体的分子数、质量、物质的量和摩尔质量与温度、压 强无关,但气体的体积、摩尔体积和密度与温度和压强 有关;因此,在有关气体的体积、摩尔体积和密度的化 学计算时,必须明确温度和压强

例题: ⑴设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是: A.常温常压下,11.2 L氧气所含的原子数为NA B.标准状况下,11.2 L乙醇所含的分子数为0.5NA C.常温常压下,48 g O3所含的原子数为3NA D.17 g NH3所含的电子数为10NA (C D )

⑵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 ) A.原子数 B.质量 C.密度 D.质子数 ⑶现有CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2的体积为 11.2 L(标准状况),通过计算回答下列问题:(选做) ①混合气体中CO的质量是 7 g ②混合气体中CO2在标准状况下的体积是 5.6 L ③混合气体在标准状况下的密度是 1.61 g/L

小结:气体摩尔体积
1.气体摩尔体积 2.阿伏加德罗定律 3.气体的体积、物质的量、质量、分子数之间的关系 N

÷NA ×NA

n

×M ÷M ×Vm
÷ρ

m

÷Vm
V气

×ρ

例题: ⑴在同温、同压下,下列与气体体积大小有关的因素是: (B D )

A.气体的种类
C.分子本身的大小 ⑵下列说法正确的是:

B.气体的分子数
D.分子间的平均距离 ( D )

A.1 mol O2和1 mol N2所占据的体积都约是22.4 L B.H2的气体摩尔体积约为22.4 L/mol C.在标准状况下,1 mol O2和1 mol H2O所占据的体积都约是22.4 L D.在标准状况下,22.4 L由CO2和CO组成的混合气体中,所含C的 物质的量为1 mol
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