(好資料)考點7氣體摩爾體積--【精品資料】高考化學(xué)知識點全程講解

考點7氣體摩爾體積1。復(fù)習(xí)重點1掌握氣體摩爾體積的概念；2有關(guān)氣體摩爾體積的計算；3物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、氣體體積三者之間的關(guān)系；4阿伏加德羅定律的應(yīng)用。5氣體摩爾體積的概念及有關(guān)氣體摩爾體積的計算。2難點聚焦1對于氣體摩爾體積這一概念的理解物質(zhì)的體積，指一定量的物質(zhì)在一定條件下所占據(jù)空間的大小。從微觀的角度去分析，物質(zhì)的體積的大小決定因素有：(1)物質(zhì)所含微粒數(shù)的多少。(2)物質(zhì)微粒間距離的大小。(3)物質(zhì)微粒本身的大小。在這三個因素中，我們先固定其一，比如我們?nèi)?mol物質(zhì)，那么微粒數(shù)目固定為NA個，討論其余兩個因素對物質(zhì)體積的影響。對于固體和液體來說，由于物質(zhì)微粒本身大小比微粒間的距離要大得多，所以固體和液體的體積主要取決于(1)、(3)兩個因素，而又由于不同的固體、液體本身的大小有較大差異，所以即使物質(zhì)的微粒數(shù)相同，體積相差也較大。對于氣體體積來說，由于氣體的體積受外界條件(如溫度、壓強)的影響較大。所以討論氣體體積之前必須在一定的溫度和壓強下進行比較。而對于氣體，由于氣體分子間作用力弱，使得氣體分子間的距離較大；而且氣體分子間的距離比氣體分子本身大得多，氣體分子間的距離大約是氣體分子本身大小的10倍。所以1mol氣體的體積，內(nèi)因主要決定于氣體分子間的距離，而不是分子本身體積的大?。煌瑫r氣體分子間的距離這一內(nèi)因又和溫度及壓強這兩個外因有關(guān)，所以在談到氣體的摩爾體積時必須講到溫度和壓強，否則沒有任何意義。或者說氣體體積在微粒數(shù)一定的情況下，主要是由微粒間距和微粒本身大小決定的，而對氣體來說微粒間距遠遠大于微粒本身大小，所以氣體體積主要是由微粒距離決定的，在外界條件一定時微粒間平均距離近似相等，所以外界條件一定時，微粒數(shù)相同的氣體體積近似相等。2阿伏加德羅定律 同溫同壓下體積相同的任何氣體都含有相同的分子數(shù)即阿伏加德羅定律。由此可見氣體的體積比在同溫同壓下必等于分子數(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系： （1）同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。 （2）同溫同容下，氣體的壓強比等于物質(zhì)的量比。 （3）同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。 （4）同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。 （5）同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。 此外還在運用時要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時，其體積與壓強成反比；氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。 3氣體摩爾體積的常見應(yīng)用 標準狀況下1mol氣體為224L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對密度，可據(jù)以由氣體的相對密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對的相對密度為15，則其相對分子質(zhì)量為。常見的有： （1）由標準狀況下氣體密度求相對分子質(zhì)量： （2）由相對密度求氣體的相對分子質(zhì)量：若為對的相對密度則為：，若為對空氣的相對密度則為：. *（3）求混合氣體的平均相對分子質(zhì)量（）：即混合氣體1mol時的質(zhì)量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分數(shù)時見，若為質(zhì)量分數(shù)見： （4）由同溫同壓下氣體反應(yīng)時的體積比求分子數(shù)比，進而推分子式。 （5）直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進行計算。 （6）氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過量氣體。4摩爾氣體常數(shù)的測定定義 1摩理想氣體在標準狀況下的P0V0/T0值，叫做摩爾體積常數(shù)，簡稱氣體常數(shù)。符號 RR=(8.3145100.000070)J/(molK)。它的計算式是原理 用已知質(zhì)量的鎂條跟過量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。把這氫氣的體積、實驗時的溫度和壓強代入理想氣體狀態(tài)方程（PV=nRT）中，就能算出摩爾氣體常數(shù)R的值。氫氣中混有水蒸氣，根據(jù)分壓定律可求得氫氣的分壓（p(H2)=p(總)-p(H2O)）,不同溫度下的p(H2O)值可以查表得到。操作 （1）精確測量鎂條的質(zhì)量方法一：用分析天平稱取一段質(zhì)量約10mg的表面被打亮的鎂條（精確到1mg）。方法二：取10cm長的鎂帶，稱出質(zhì)量（精確到0.1g）。剪成長10mm的小段（一般10mm質(zhì)量不超過10mg），再根據(jù)所稱鎂帶質(zhì)量求得每10mm鎂條的質(zhì)量。把精確測得質(zhì)量的鎂條用細線系住。（2）取一只10 mL小量筒，配一單孔塞，孔內(nèi)插入很短一小段細玻管。在量筒里加入23mL6mol/L硫酸，然后十分仔細地向筒內(nèi)緩慢加入純水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下層為酸，上層為水，盡量不混合，保證加滿水時上面2030mm的水是中性的。（3）把系有細線的鎂條浸如量筒上層的水里，塞上帶有玻璃管的橡皮塞，使塞子壓住細繩，不讓鎂條下沉，量筒口的水經(jīng)導(dǎo)管口外溢。這時量筒中和玻璃導(dǎo)管內(nèi)不應(yīng)留有氣泡空隙。（4）用手指按住溢滿水的玻璃導(dǎo)管口，倒轉(zhuǎn)量筒，使玻璃導(dǎo)管口浸沒在燒杯里的水中，放開手指。這時酸液因密度大而下降，接觸到鎂帶而發(fā)生反應(yīng)，生成的氫氣全部倒扣在量筒內(nèi)，量筒內(nèi)的液體通過玻璃導(dǎo)管慢慢被擠到燒杯中。（5）鎂條反應(yīng)完后再靜置35分鐘，使量筒內(nèi)的溫度冷卻到室溫，扶直量筒，使量筒內(nèi)水面跟燒杯的液面相平（使內(nèi)、外壓強相同），讀出量筒內(nèi)氣體的體積數(shù)。由于氣體的體積是倒置在量筒之中，實際體積要比讀數(shù)體積小約0.2mL，所以量筒內(nèi)實際的氫氣體積VH2=體積讀數(shù)0.20mL(用10mL的量筒量取)（6）記錄實驗時室內(nèi)溫度（t）和氣壓表的讀數(shù)（p大氣）。計算 （1）根據(jù)化學(xué)方程式和鎂條的質(zhì)量算出生成氫氣的物質(zhì)的量（nH2）(2) 按下列步驟計算氫氣在標準狀況下的體積。查表得到室溫下水的飽和蒸氣壓（pH20）,用下式計算氫氣的分壓（pH2） 根據(jù)下式 把, T1=273+t, p0=100Kpa, T0=273K代入上式，得到標準狀況下氫氣的體積是因此，摩爾體積常數(shù)（R）是 3 例題精講例1判斷下列敘述正確的是A標準狀況下，1mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4LB1mol任何氣體所含分子數(shù)都相同，體積也都約為22.4LC在常溫常壓下金屬從鹽酸中置換出1molH2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2041024D在同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質(zhì)所含原子數(shù)目相同選題角度：這是一道基礎(chǔ)知識概念的理解題，涉及氣體摩爾體積、化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步知識。適合中等學(xué)生。思路分析：根據(jù)標準狀況下氣體摩爾體積的定義，應(yīng)注意：一是標準狀況，二是指氣體的體積而非固體或液體的體積，所以A、B兩項均錯；C項正確，物質(zhì)的微粒數(shù)不受外界條件影響而變化；D項錯，氣體單質(zhì)分子，可以是單原子分子如He,也可以是雙原子分子如H2，還可以是多原子分子如O3，因此相同溫度壓強下相同體積的任何氣體雖然分子數(shù)相同，但所含原子數(shù)不一定相同。解答：C.啟示：抓住基礎(chǔ)知識和基本概念，不僅可以輕松地進行解題，而且對概念的理解更加準確和深刻。例2在一密閉氣缸中，用一不漏氣可滑動的活塞隔開，左邊充有N2，右邊充有H2和O2的混合氣體，在20時，將右邊混合氣體點燃，反應(yīng)后冷卻到原來溫度，若活塞原來離氣缸左端的距離為總長的，反應(yīng)后靜止于氣缸的正中（忽略水蒸氣），則原來H2和O2的體積比為（ ）（A）4：5 （B）5：4 （C）7：2 （D）2：1解析：反應(yīng)前：活塞兩邊氣體均處于20，壓強也相同，根據(jù)阿伏加德羅定律，右邊混合氣體的物質(zhì)的量是N2的3倍。反應(yīng)后：活塞兩邊氣體仍處于20，壓強也相同，根據(jù)阿伏加德羅定律，右邊剩余氣體的物質(zhì)的量與N2相等。由于反應(yīng)前后N2的體積雖然發(fā)生變化，但其物質(zhì)的量沒有改變，所以我們?nèi)艏俣∟2為1mol時，H2和O2共3mol，反應(yīng)后剩余氣體即為1mol，那么混合氣體從3mol變?yōu)?mol是什么原因造成的呢？是由以下反應(yīng)引起的：2H2O22H2O（液），這是一個氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)?，F(xiàn)假定參加反應(yīng)的氫氣和氧氣分別為xmol和ymol，根據(jù)差量法可以確定x和y：2H2O22H2O 氣體物質(zhì)的量的減少2 1 3x y 312mol顯然：x，y。xy23，說明有氣體剩余，那么剩余的1mol氣體是什么呢？應(yīng)該是氫氣或氧氣都有可能。討論如下：若氫氣有剩余，則氧氣的物質(zhì)的量為mol，氫氣的物質(zhì)的量為：1mol，即體積比等于物質(zhì)的量之比為7：2。若氧氣有剩余，則氫氣的物質(zhì)的量為mol，氧氣的物質(zhì)的量為：1mol，即體積比等于物質(zhì)的量之比為4：5。所以本題應(yīng)選A、C。例3如果ag某氣體中含有的分子數(shù)為b，則cg該氣體在標準狀況下的體積是 A. B. C. D.選題角度： 深刻理解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、氣體摩爾體積和粒子數(shù)之間的關(guān)系，培養(yǎng)分析、思維的能力。思路分析：該氣體的分子數(shù)為b，則物質(zhì)的量為mol，摩爾質(zhì)量M=g/mol，cg氣體的物質(zhì)的量為 n=mol.cg該氣體標況下體積V=n22.4L/mol=mol22.4L/mol=L解答：D啟示：深刻理解概念，掌握解題思路。例4按體積比為4:2:3所組成的N2、O2、CO2，混合氣體100g在標準狀況下體積為_ L。選題角度：a.學(xué)會求混合氣體平均相對分子質(zhì)量。b.加深對氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律的理解。思路分析：先根據(jù)阿伏加德羅定律求出混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，然后求出混合氣體的物質(zhì)的量，最后求出在標準狀況下的體積。根據(jù)阿伏加德羅定律，三種氣體的體積比為4:2:3，物質(zhì)的量之比也為4:2:3，可當作4mol,2mol,3mol.= =34.2g/mol 混合氣體總物質(zhì)的量為 =2.92mol體積應(yīng)為 2.92 mol 22.4 L/mol = 65.4 L解答：65.4L啟示：阿伏加德羅定律的推論之一：同溫同壓下，任何氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比，即例5體積為1L干燥容器中充入HCl氣體后，測得容器中氣體對氧氣的相對密度為1.082。將此氣體倒扣在水中，進入容器中液體的體積是（ ）（A）0.25L （B）0.5L （C）0.75L （D）1L選題角度：此題主要考查氣體平均摩爾質(zhì)量的求法。解析：，故該混合氣體中必混有空氣。HCl易溶于水，空氣不溶于水，故進入容器中液體的體積等于HCl氣體的體積。設(shè)HCl氣體的體積為x，則空氣的體積為（1Lx）。根據(jù)氣體平均摩爾質(zhì)量計算公式：，解得x0.75L。答案：C點評：本題運用到了空氣的平均相對分子質(zhì)量（29），判斷空氣的存在應(yīng)用到了平均值法規(guī)律。例6相同質(zhì)量的鈉、鎂、鋁分別跟足量稀硫酸反應(yīng)，在同溫、同壓下產(chǎn)生氣體的體積比為_；如果這三種金屬各取等物質(zhì)的量，也分別跟足量稀硫酸反應(yīng)，在同溫同壓下產(chǎn)生氣體的體積比為_。選題角度：此題有一定的代表性，可以通過此題找到一定的解題規(guī)律。解析：不同金屬與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量的多少，是由金屬的物質(zhì)的量與其化合價之乘積決定的。若各取1gNa、Mg、Al，三者物質(zhì)的量與其化合價的乘積之比為：，同溫同壓下產(chǎn)生氫氣的體積比是由產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比決定的，所以相同質(zhì)量的Na、Mg、Al分別跟足量稀硫酸反應(yīng)，在同溫同壓下產(chǎn)生氣體的體積之比為。當物質(zhì)的量之比Na：Mg：Al1：1：1時，分別跟足量稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為（11）：（12）：（13）1：2：3，所以等物質(zhì)的量的Na、Mg、Al與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積之比為1：2：3。答案：；1：2：3。點評：通過此題可以推廣：若Na、Mg、Al分別和足量的稀硫酸作用，產(chǎn)生相同狀況下相同體積的氫氣，則三種金屬的物質(zhì)的量之比是6：3：2，三種金屬的質(zhì)量比是23：12：9。教師可以讓學(xué)生利用多種解法得出答案，然后總結(jié)結(jié)論，以后解題可以提高準確率和速度。例7將一小塊焦炭和mg氧氣，同時放入一裝有壓力表的密閉容器中，壓強為p0，容器內(nèi)充分反應(yīng)后，恢復(fù)至原溫，壓力表示為p1（1）若p0 p1，則焦炭質(zhì)量W應(yīng)滿足的關(guān)系式是什么？（2）若p0 p1，則W應(yīng)滿足的關(guān)系式是什么？（3）若p1是p0的n倍，則W是多少？選題角度：本題考查氣體體積、壓強與物質(zhì)的量之間的關(guān)系。解析：有關(guān)反應(yīng)為CO2CO2 CO2C2CO 或2CO22CO 當C不足：只按式，在氣體體積不變，p1p0。當C過量：只按式，在氣體體積為原來2倍，p12p0。當生成CO與CO2混合氣體時，。則（1）若p0（2）若p0 p1時：則：W（3）若p1是p0的n倍：1n2則n1時：Wn2時：即：W則：答案：（1）W；（2）W；（3）點評：此題具有一定的難度和綜合性，解題時要注意考慮完全。例如：本題中反應(yīng)時可以只是生成CO；只是生成CO2；生成CO和與CO2的混合氣體三種情況。4實戰(zhàn)演練一、選擇題1.關(guān)于m g H2和n g He的下列說法中，正確的是A.同溫同壓下，H2與He的體積比為m2nB.同溫同壓下，若m=n，則H2與He的分子數(shù)之比為21C.同溫同壓下，同體積時，H2與He的質(zhì)量比1D.同溫同壓下，H2與He的密度比為122.標準狀況下有0.112 L水 3.011023個氯化氫分子13.6 g H2S氣體 0.2 mol氨氣，下列對這四種物質(zhì)的關(guān)系由小到大排列正確的是A.體積：B.密度：C.質(zhì)量：D.氫原子數(shù)：3.8.4 g A與3.65 g B完全反應(yīng)，生成5.85 g C和1.8 g D及一種氣體，其體積于標準狀況下為2.24 L，則此氣體的密度為相同條件下H2密度的A.22倍B.24倍C.2.2倍D.44倍4.通常狀況下，將CO和O2的混合氣體200 mL置于密閉容器內(nèi)點燃，再恢復(fù)到原狀況，氣體的體積變?yōu)?50 mL，則原混合氣體中CO的體積可能是A.100 mLB.150 mLC.50 mLD.75 mL5.空氣和CO2按體積比51混合，將混合氣體與足量的紅熱焦炭充分反應(yīng)，設(shè)空氣中N2和O2的體積比為41，不計其他成分，且體積均在同溫、同壓下設(shè)定，則反應(yīng)后的氣體中CO的體積分數(shù)是A.50%B.29%C.43%D.100%6.將標準狀況下a L HCl氣體溶于1000 g水中，得到的鹽酸密度為b cm3，則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為A. molL1B. molL1C. molL1D. molL17.某混合氣體中各氣體的質(zhì)量分數(shù)為O232，N228，CO222，CH416，H22，則此混合氣體對氫氣的相對密度為A.32.00B.11.11C.22.22D.30.008.1 mol某烴在1.01105 a，273時和適量氧氣完全反應(yīng)，得混合氣體mL，冷卻至0時測得氣體的體積為nL，則該烴的分子式為A.CnH2（）B.CH2C.CnH24D.CnH29.由A、B兩種氣體組成的混合氣體（A、B的相對分子質(zhì)量分別為MA、MB），若A的質(zhì)量分數(shù)為w%，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是 A.B.C.MAw%MB(1w%)D.無法確定二、非選擇題（共55分）10.通常情況下CO和O2的混合氣體mL，用電火花引燃反應(yīng)后體積變?yōu)閚L(前后條件相同)。(1)試確定混合氣體中CO和O2的體積用V(CO)和V(O2)表示。(2)若反應(yīng)后氣體的密度在相同條件下為H2密度的15倍，試確定氣體成分。11.由兩種氣態(tài)烴組成的混合烴的總物質(zhì)的量與該混合烴充分燃燒后所得氣體產(chǎn)物（CO2和H2O蒸氣）的物質(zhì)的量之變化關(guān)系如圖所示。以下對混合烴組成的判斷正確的是 ?；鞜N燃燒有關(guān)量變A.一定有乙烯B.一定有甲烷C.一定有丙炔D.一定沒有乙烷12.一定量的液態(tài)化合物2，在一定量的O2中恰好完全燃燒，反應(yīng)方程式為：XY2(l)3O2（）O2（）2O2（）冷卻后，在標準狀況下測得生成物質(zhì)的體積是672 mL，密度是2.56 gL1，則：(1)反應(yīng)前O2的體積是 。(2)化合物2的摩爾質(zhì)量是 。13.常溫下，A和B兩種物質(zhì)組成的混合氣體(A的式量大于B)，經(jīng)分析，混合氣體中只有氮和氧兩種元素，而且不論A、B以何種比例混合，氮和氧的質(zhì)量比總大于，小于，由此可知A為 ，B為 (寫化學(xué)式)，若上述混合氣體中氮和氧的質(zhì)量比為2120，則該混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之比為 。14.計算以下兩小題時，除必須應(yīng)用所有給出的數(shù)據(jù)外，還缺少一個數(shù)據(jù)，指出該數(shù)據(jù)的名稱，并分別以a和b表示，列出計算式。(1)在溫度為和壓強為p a時，19.5 g A與11 g B恰好完全反應(yīng)，生成固體C和3.00 L氣體D，計算生成C的質(zhì)量()。缺少的數(shù)據(jù)是 ，計算式為m= 。(2)0.48 g金屬鎂與10 mL鹽酸反應(yīng)，計算生成的H2在標準狀況下的體積V（H2）。缺少的數(shù)據(jù)是 ，計算式為 。15.使一定量的磷化氫和氫氣的混合氣體，依次通過兩支加熱的硬質(zhì)玻璃管，第一支玻璃管中裝有銅屑，第二支玻璃管中裝有氧化銅，第一支試管中由于發(fā)生如下反應(yīng)：2PH3CuCu3P2（s）3H2，玻璃管中物