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高中化学《物质的量 气体摩尔体积》教案


《物质的量 气体摩尔体积》教案
一、教学目标
1.认识摩尔是物质的量的基本单位,了解物质的量与微观粒子之间的关系,了解摩尔质量的概念,了解提 出摩尔这一概念的重要性和必要性,理解阿伏加德罗常数的涵义。 2.了解物质的量、摩尔质量、物质的质量、气体体积、气体摩尔体积之间的转换关系,并能用于进行简单 的化学计算。 3.知道固、液、气态物质的一些特性,了解影响物质的体积的三大因素,初步学会运用气体摩尔体积等概 念进行简单的计算。

二、教学重点
1.物质的量及单位;摩尔质量的概念和有关摩尔质量的计算 2.气体摩尔体积的应用

三、教学难点
1.物质的量及单位------摩尔 2.决定物质体积的因素;气体摩尔体积 3.阿伏伽德罗定律

四、课程设计
(一)物质的量的概念和单位
【问题讨论】(1)一袋重量为 10Kg 的大米有多少粒米? (2)给你一杯质量为 18g 的水,请问这杯水中有多少个水分子? 〔引出物质的量〕 我们只能称量水的质量,但是无从知道水分子的数目;我们也能猜测出水的质量越大,水分子的数目 越多。那么,分子数目与质量究竟有什么关系呢?这就是我们今天要学习的新知识――物质的量。 2H2 + O2 微观粒子数比: 2 个 宏观质量比: 4g

点燃
1个

2H2O 2个 36g

32g

【物质的量概念】 (1)概念:是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。 (2)符号:n (3)单位:mol (4)计量的对象――分子、原子、离子、质中子、电子、原子团等微观粒子 (5)是一个专有名词,由固定字数组成,不能分割、不能增减。

(6)粒子必须十分明确,且用化学式表示。 (7)物质的量的规范表示方法:

【例如】1mol F,0.5molCO2,1000mol CO32-,1mol e-,1.5molNa2CO3· 10H2O 等。 【物质的量的单位】 (1)概念:摩尔是物质的量的单位,简称摩。 (2)符号:mol (3)标准:以 0.012kg 12C 中所含的原子数目为标准的,也就是说,如果在一定量的粒子集体中所含有的 粒子数与 0.012kg 12C 中所含的碳原子数目相同,则它的物质的量为 1mol。 【阿伏伽德罗常数】 (1)规定:1mol 任何粒子的粒子数叫做阿佛加德罗常数。 (2)数值:近似值:6.02× 1023 (3)用 NA 表示,单位是:mol-1。 【转换关系】物质的量、阿佛加德罗常数与粒子数(符号为 N)之间的关系:n=N/NA

【课堂检测】
1.判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)1 mol 氧。 (2)0.25 mol CO2。 (3)摩尔是 7 个基本物理量之一。 (4)1 mol 是 6.02× 1023 个粒子的集合体。 (5)0.5 mol H2 含有 3.01× 1023 个氢原子。 (6)3 mol NH3 中含有 3 mol N 原子,9 mol H 原子。 2.下列说法正确的是( ) A.摩尔是表示物质粒子数量的单位 B.物质的量可理解成物质的质量 C.摩尔是表示物质的量的单位 D.摩尔是七个基本物理量之一

3.下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是( ) A. 摩尔是一个单位,用于计量物质所含微观粒子的多少 B. 摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物 C. 1 mol 任何气体所含的气体分子数目都相等 D. 用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路都是扩大单位 4.下列表示方法中错误的是( A.2mol 氮 B.1mol 水 5.下列叙述正确的是( ) ) C.4molO2

D.0.5molH2SO4

A.摩尔是表示物质所含微粒数量以及物质质量的具有双重意义的单位 B.摩尔是国际单位制中 7 个基本物理量 C.含有 6.02 ? 1023 个氧原子的 H3PO4 的物质的量是 0.25mol D.2H 既可以表示 2 个氢原子又可以表示 2mol 氢原子

(二)摩尔质量
【思考与讨论】1mol 任何物质都约含有 6.02× 1023 个粒子,那么这 1mol 物质的质量到底有多大? 1mol12C 的质量是 0.012kg,那么 1mol 其他物质的质量又是多少呢?

【讨论】 分析以上计算结果可得出什么规律?

【摩尔质量概念和单位】 (1)1mol 物质的质量:1mol 任何物质的质量以克为单位时,在数值上等于该微粒的相对原子质量或相对 分子质量。 (2)摩尔质量: 概念:摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量; 符号: M ; ; 表示式:M=m / n

单位及表示方法: g ·mol- (或 g / mol)。 数值:(当以克为单位时)等于粒子的式量。即: 任何原子摩尔质量以 g ·mol-为单位时,在数值上等于该种原子的相对原子质量。 任何分子摩尔质量以 g ·mol-为单位时,在数值上等于该种分子的相对分子质量。 任何离子摩尔质量以 g ·mol-为单位时,在数值上等于形成该种离子的原子的相对原子质量。 【转换关系】物质的量(n)、物质的质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系:n=m/M

【物质的量的意义】联系宏观和微观的纽带或桥梁

m
【规律总结】

/M
×M

n

×NA

/NA

N

【课堂检测】
1.下列说法正确的是 ( ) A.NaOH 的摩尔质量为 40 g B.1 mol O2 的质量与它的相对分子质量相等 C.1 mol OH 的质量为 17 g· mol
- -1

D.氖气的摩尔质量(单位 g· mol 1)在数值上等于它的相对原子质量


2.24.5 g H2SO4 的物质的量是多少? 3. 71 g Na2SO4 中含有 Na+和 SO42-的物质的量各是多少? 4. 19.6 g H2SO4 中,氧元素的质量是多少克? 5. 多少克硫酸所含的分子数与 3.65 g 10%盐酸所含的 HCl 分子数相等? 6.下列物质中,物质的量最大的是_____,含分子个数最多的是_____,含原子个数最多的是______,质量 最大的是____。 A.6 g H2; B.0.5 mol CO2; C.6.02 ? 1023 个 HCl 分子;D.148 gH2SO4;E.92 gC2H5OH; 7.1.28 g 某气体含有的分子数目为 1.204× 1022,则该气体的摩尔质量为( A.64 g C.64 g/mol B.64 D.32 g/mol )

8. 0.5 mol Ba(OH)2 中含有____________个 Ba2 ,含有____________个 OH ,2.5 mol Ba(OH)2 的质量是
+ -

________g。含有 1.204× 1024 个 OH 的 Ba(OH)2 的物质的量是________。


9.下列说法正确的是 A.NaOH 的摩尔质量为 40 g B.1 mol O2 的质量与它的相对分子质量相等 C.1 mol OH 的质量为 17 g· mol
- -1

(

)

D.氖气的摩尔质量(单位 g· mol 1)在数值上等于它的相对原子质量


10.O2、SO2、SO3 三者的质量之比是 2:4:5,它们的物质的量之比是( A.2:4:5 B.1:2:3 C.1:1:1 D.2:2:3



(三)气体摩尔体积及阿伏伽德罗定律
【思考讨论】

【讨论与计算】在 0℃、1.01×105Pa 时 1mol 下列物质的体积为多少?

【结论】 ①在相同条件下,1mol 气体所占的体积比 1mol 固体或液体所占的体积大得多 ②在相同条件下,1mol 固体或液体的体积各不相同,而 1mol 气体的体积却几乎完全相同

【决定物质的体积的因素(微观)】 (1)决定物质的体积(V)的微观因素:(三大因素)

(2)固体、液体体积的主要决定因素

(3)气体体积的主要决定因素些? 气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。

〔思考〕分子间的平均距离受哪些条件影响?是怎样影响的? 〔讨论〕为什么在标准状况下 1mol 任何气体所占的体积都相同呢?其他的相同条件下,1mol 任何气体所 占的体积是否都相同呢?

【气体摩尔体积】 1.定义:单位物质的量的气体所占的体积。 2.符号:Vm 3.单位:L· mol-或 m3· mol-等 4.公式: Vm=V/n 或 V=n× Vm 5.对象:任何气体(纯净或混合气体) 6.标准状况:温度:0℃、压强 1.01× 105Pa 7.标准状况:Vm 约 22.4L/mol 【气体摩尔体积应用 注意事项】 (1)状态:气体 (2)状况:一定温度和压强下,一般指标准状况 (3)定量:1mol (4) 数值:约为 22 .4L (5)通常状况:20℃、1atm(与标准状况比较) (6)气体体积与微粒数目有关,与种类无关。 (7)结论:在标准状况下,1mol 任何气体所占的体积都约为 22 .4L。 (8)有关计算:(标准状况下): V=n× 22.4L· mol-(n—气体的物质的量)

【气体摩尔体积的使用及相关计算】 (1)使用 22.4 L· mol-时的注意事项 ①条件:必须为标准状况,因此使用时,一定要看清气体所处的状况。 ②物质状态:必须为气体。如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。

③数值:22.4 L· mol-是近似值。 (2)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,也可为混合气体,如标准状况下 0.2 mol H2 与 0.8 mol O2 的混合气体的体积约为 22.4 L。 (3)计算

V ①气体的物质的量 n= mol; Vm m ρ· V V ②气体的摩尔质量 M= = =ρ· =Vm· ρ=22.4ρ g/mol(标准状况,ρ:g/L); n n n V ③气体的分子数 N=n· NA= · N ; Vm A V ④气体的质量 m=n· M= · M。 Vm

【阿伏伽德罗定律】 1.阿伏加德罗定律是: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。 使用阿伏加德罗定律应注意:①使用范围是气体(包括混合气体)

?阿伏加德罗定律中有四“同”,是“三同”定“一同”。
2.阿伏加德罗定律的推论: (1)同温同压下,气体的体积之比等于_____________________ ,V1 : V2 = __________ (2)同温同体积下,气体的压强之比等于____________________,P1 : P2 = _____________ (3)同温同压下,不同气体的密度之比等于________________ _,ρ1 : ρ2 = __________ __

(4)同温同压同体积下,气体的质量之比为等于_______________ ,m1: m2 = _______

【课堂检测】
1.设 NA 是阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是( A.常温常压下,48gO3 含有的氧原子数为 NA B.22gCO2 所含有的分子数为 0.5NA C.11.2LCO2 所含有的分子数为 0.5NA D.常温常压下,NA 个 Cl2 分子所占有的体积是 22.4L 2.(1)现有 34 g 某气体,摩尔质量为 17 g· ,则: ①该气体为___________________mol。 ②该气体所含分子数为___________________。 ③该气体在标准状况下的体积为___________________L。 (2)________ g O 中的氧原子数目与标准状况下 22.4 L 中的氧原子数目相同。 3.下列说法正确的是( ) )

A.在标准状况下,1 mol 水的体积是 22.4 L

B.1 mol 氢气所占的体积一定是 22.4 L C.标准状况下,6.02× 1023 个 Cu 原子所占有的体积约是 22.4 L D.标准状况下,28 g N2 与 CO 的混合气体,体积为 22.4 L 4.设 NA 为阿伏加德罗常数,如果 a g 某气态双原子分子的分子数为 p,则 b g 该气体在标准状况下的体积 V(L)是 22.4ap A. bNA 22.4NAb C. a ( ) 22.4ab B. pNA 22.4pb D. aNA )

5.下列说法正确的是(

A.在标准状况下,1 mol 水的体积是 22.4 L B.1 mol 氢气所占的体积一定是 22.4 L C.标准状况下,6.02× 1023 个 Cu 原子所占有的体积约是 22.4 L D.标准状况下,28 g N2 与 CO 的混合气体,体积为 22.4 L 6.[双选题]下列各组物质中,分子数相同的是( A.5 L Cl2 与 5 L HCl B.36 g H2O 与标准状况下 44.8 L CO2 C.在 25℃和 1.01× 105 Pa 时,等体积的空气与 H2 D.0.2 mol O2 与标准状况下 2.24 L 水 7.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。若阿伏加德罗常数用 NA 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。 (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。 8.下列叙述中,正确的是( ) )

A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等 B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等 C.1 L 一氧化碳气体的质量一定比 1 L 氧气的质量小 D.相同条件下的一氧化碳气体和氮气,若体积相等,则质量一定相等 9.下列各组物质中,所含分子数一定相同的是 A.1gH2 和 8gO2 B.150℃,1.01× 105Pa 时,18LH2O 和 18LCO2 C.0.1molHCl 和 2.24LHe D.常温常压下 28gCO 和 6.02× 1022 个 CO 分子

【课后检测】
1.同质量的下列气体中,所含原子数最少的是( A.CH4 B.CO2 C.H2S D.N2 )

2.下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是( ) A.阿伏加德罗常数是 12 g 碳中所含的碳原子数 B.阿伏加德罗常数是 0.012 kg 12C 中所含的原子数 C.阿伏加德罗常数是 6.02×1023 D.阿伏加德罗常数的符号为 NA,近似为 6.02×1023 3.下列叙述中正确的是( ) A.1 mol 任何纯净物都含有相同的原子数 B.1 mol O2 中约含有 6.02×1023 个氧气分子 C.1 mol 氢中含有 2 mol 氢原子 D.阿伏加德罗常数就是 6.02×1023 4.若某原子的摩尔质量是 M g/mol,则一个该原子的真实质量是( 1 A.M g B. g M 6.02×1023 M C. D. g 23 g M 6.02×10
电解

)

5.水电解的化学方程式为 2H2O=====2H2↑+O2↑,某同学电解一定量的水,制得 8 g H2,则该 8 g H2 的 物质的量为( ) A.2 mol B.4 mol C.8 mol D.89.6 mol 6.1.6 g 某物质中含有 6.02×1022 个分子,则该物质的相对分子质量为( A.16 B.64 C.32 D.96 )

7.在反应 X+2Y===R+2M 中,已知 R 和 M 的摩尔质量之比为 22∶9,当 1.6 g X 与 Y 完全反应后,生 成 4.4 g R。则在此反应中 Y 和 M 的质量之比为( ) A.16∶9 B.23∶9 C.32∶9 D.46∶9

8.在标准状况下,由 0.5 g H2、11 g CO2 和 4 g O2 组成的混合气体,其体积约为( A.8.4 L B.11.2 L C.14.0 L D.16.8 L 9.在标准状况下,与 12 g H2 的体积相等的 N2( A.质量为 12 g B.物质的量为 6 mol C.体积约为 22.4 L D.分子数约为 6.02×1023 10.下列两种气体的分子数一定相等的是( A.质量相等的 N2 和 CO B.体积相等的 CO 和 C2H4 C.等温、等体积的 O2 和 N2 D.等压、等体积的 N2 和 CO2 ) )

)

11.相同条件下,等物质的量的两种气体一定满足( A.体积均为 22.4 L B.具有相同的体积 C.是双原子组成的分子 D.所含原子数目相同 12.下列物质中,含氢原子数目最多的是( )

)

A.0.9 mol H2O B.0.3 mol H2SO4 C.0.2 mol NH3 D.0.4 mol CH4 13 .在标准状况下, CO 和 CO2 的混合气体共 39.2 L,质量为 61 g 。则两种气体的物质的量之和为 ________mol,其中 CO2 为________mol,CO 占总体积的________%。

14.下列叙述正确的是( ) 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 15.下列说法正确的是( ) A.1 mol 任何气体所占体积都约为 22.4 L B.1 mol H2O 在标准状况下体积为 22.4 L C.1 mol 气体体积为 22.4 L,则一定是标准状况 D.气体摩尔体积不一定是 22.4 L/mol 16.下列说法正确的是( ) A.在常温、常压下,11.2 L N2 含有的分子数为 0.5 NA B.标准状况下,22.4 L H2 和 O2 的混合物所含分子数为 NA C.标准状况下,18 g H2O 的体积是 22.4 L D.1 mol SO2 的体积是 22.4 L 17.同温、同压下,某容器充满 O2 重 116 g,若充满 CO2,重 122 g,现充满某气体重 114 g,则该气体的 相对分子质量为( ) A.28 B.60 C.32 D.44 18.在标准状况下,W L 氮气含有 n 个氮气分子,则阿伏加德罗常数可表示为( A.Wn B.22.4n 22.4n 7n C. D. W 5.6 )

19.4.8 g O2 和 0.2 mol CO2,它们的物质的量之比是________,质量之比是________,在同温同压下的体 积之比是________。 20.下列说法不正确的是( ) A.标准状况下,气体摩尔体积约为 22.4 L/mol B.非标准状况下,1 mol 任何气体都不可能为 22.4 L C.标准状况下,22.4 L 任何气体的物质的量都约为 1 mol D.标准状况下,1 mol H2O 的体积小于 22.4 L 21.如图两瓶体积相等的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )[来源:学.科.网 Z.X.X.K]

[来%@#源:*中国~教育出版网] A.所含原子数相等 B.气体密度相等 C.气体质量相 等 D.摩尔质量相等

22.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为 M g/mol,该气体质量为 m g,阿伏加德罗常数为 NA,则: (1)该气体的物质的量为________mol. (2)该气体在标准状况下的体积为________ L. (3)该气体在标准状况下的密度为________ g/L. (4)该气体所含原子总数为________个. (5)该气体的一个分子的质量为________g. 23.下列叙述中正确的是( )

①标准状况下,1L HCl 和 1L H2O 的物质的量相同 ②标准状况下,1 g H2 和 14 g N2 的体积相同 ③28 g CO 的体积为 22.4 L ④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同 ⑤在同温同体积时,气体的物质的量增大,则压强越大 ⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比 A.①②③ C.②③⑥ B.②⑤⑥ D.④⑤⑥

24.相同条件下,同质量的 X、Y 两种气体,相对分子质量分别为 A、B。则: (1)X 与 Y 的体积比为________,分子个数比为________,密度比为________。 (2)相同条件下的 X、Y 两种气体体积相同,则 X 与 Y 的质量比为________,物质的量比为________。

【课前检测】
1.已知 8 g A 能与 32 g B 恰好完全反应,生成 22 g C 和一定量 D,现将 16 g A 与 70 g B 的混合物充分反 应后,生成 2 mol D 和一定量的 C,则 D 的摩尔质量为多少? 2.在标准状况下,由 CO 和 CO2 组成的混合气体为 6.72 L,质量为 12 g,此混合物中 CO 和 CO2 物质的 量之比是______,CO 的体积分数是______,CO 的质量分数是______,C 和 O 原子个数比是________, 混合气体的平均相对分子质量是____________,密度是______ g/L。 3.用 NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
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A.含有 NA 个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为 11.2 L B.25℃,1.01× 105 Pa,64 g SO2 中含有的原子数为 3NA C.在常温常压下,11.2 L Cl2 含有的分子数为 0.5 NA D.标准状况下,11.2 L H2O 含有的分子数为 0.5 NA
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4.下图中两条曲线分别表示 1 g C3H6、 1 g M 气体在相同体积的容器中压强和温度的关系, 试据图形判断 M 气体可能是( )

[ 来#源~:中国 *& 教@ 育出版网]

A.SO2 C.C3H8

B.CO D.Cl2

5.在标准状况下氢气和一氧化碳的混合气体 7 L,质量为 2.25 g,求 H2 和 CO 的质量分数和体积分数。


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