2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專(zhuān)題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界第一單元豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)第3課時(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)學(xué)案含解析蘇教版必修1

PAGE5-第3課時(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解氣體摩爾體積的含義。2.駕馭標(biāo)準(zhǔn)狀況下有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)1．晶體固體可分為兩類(lèi)，一類(lèi)為eq\o(□,\s\up3(01))晶體，另一類(lèi)為eq\o(□,\s\up3(02))非晶態(tài)物質(zhì)。構(gòu)成晶體的微粒在空間的排列是有規(guī)則的，因此在通常狀況下，晶體具有規(guī)則的幾何外形，具有固定的熔點(diǎn)。構(gòu)成非晶態(tài)物質(zhì)的微粒在空間的排列沒(méi)有規(guī)則，因此非晶態(tài)物質(zhì)沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，一般不具有規(guī)則的幾何外形。常見(jiàn)的氯化鈉、純堿、冰和各種金屬都屬于晶體，而玻璃屬于非晶態(tài)物質(zhì)。2．物質(zhì)的聚集狀態(tài)主要有eq\o(□,\s\up3(03))氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種。同一物質(zhì)在不同的溫度和壓強(qiáng)下，其聚集狀態(tài)可能不同。不同物質(zhì)在同一溫度及壓強(qiáng)下，其聚集狀態(tài)也可能不同。不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的特性：3．影響物質(zhì)體積大小的因素(1)在溫度和壓強(qiáng)肯定時(shí)，物質(zhì)的體積確定于三個(gè)因素：eq\o(□,\s\up3(12))微粒的數(shù)目、微粒的大小及微粒間的距離。(2)對(duì)于固體和液體來(lái)說(shuō)，微粒間距離很小，在微粒數(shù)目相同的條件下，固、液態(tài)物質(zhì)的體積主要確定于eq\o(□,\s\up3(13))微粒的大小。(3)對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，其體積大小主要取決于eq\o(□,\s\up3(14))氣態(tài)物質(zhì)中微粒之間的距離(氣體分子本身大小忽視不計(jì))和eq\o(□,\s\up3(15))微粒數(shù)目的多少，而微粒之間的距離取決于eq\o(□,\s\up3(16))外界條件(溫度、壓強(qiáng))的影響。二、氣體摩爾體積1．定義：eq\o(□,\s\up3(01))單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，叫氣體摩爾體積，其符號(hào)是eq\o(□,\s\up3(02))Vm，單位是eq\o(□,\s\up3(03))L·mol－1或m3·mol－1。2．確定氣體摩爾體積大小的因素是eq\o(□,\s\up3(04))氣體分子間的距離；影響因素是eq\o(□,\s\up3(05))溫度、壓強(qiáng)。3．標(biāo)準(zhǔn)狀況是指eq\o(□,\s\up3(06))0_℃、101_kPa時(shí)的狀況，標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。即標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積約為22.4eq\o(□,\s\up3(07))L·mol－1。4．氣體的體積(V)、氣體摩爾體積(Vm)與物質(zhì)的量(n)的關(guān)系：eq\o(□,\s\up3(08))V＝n·Vm。5．氣體摩爾體積(Vm)不僅適用于純凈的氣體，還適用于混合氣體。例：在相同條件(溫度和壓強(qiáng))1molO2與1mol氧氣和氫氣的混合氣體的體積相等。理解此概念必需留意五個(gè)要點(diǎn)：a．必需是氣體物質(zhì)，不適合固體、液體；b．物質(zhì)的量為1mol；c．必需是標(biāo)準(zhǔn)狀況；d．體積約是22.4L；e．1mol氣體所占的體積約為22.4L，但外界條件不肯定是標(biāo)準(zhǔn)狀況下。1．肯定質(zhì)量的某種氣體，其體積的大小受何條件影響？提示：溫度和壓強(qiáng)，溫度越高、壓強(qiáng)越小，體積就越大。2．1molH2和1molO2的氣體體積肯定相同嗎？提示：不肯定，因?yàn)闅怏w的體積受溫度和壓強(qiáng)的影響。3．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol水的體積約為22.4L嗎？提示：不是，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水不是氣體。4．氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積，肯定不是22.4L/mol嗎？提示：不肯定，氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積是22.4L/mol，上升溫度，體積增大，增大壓強(qiáng)，體積減小，所以，在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)溫度和壓強(qiáng)適當(dāng)時(shí)，氣體摩爾體積也可能為22.4L/mol。1.氣體摩爾體積的正確理解2．有關(guān)計(jì)算(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)——“四公式”①氣體的物質(zhì)的量n＝eq\f(V,22.4)；②氣體的摩爾質(zhì)量M＝22.4ρ；③氣體的分子數(shù)N＝n·NA＝eq\f(V,22.4)·NA；④氣體的質(zhì)量m＝n·M＝eq\f(V,22.4)·M。學(xué)問(wèn)拓展阿伏加德羅定律及其重要推論(1)阿伏加德羅定律：在相同溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。(2)阿伏加德羅定律常用推論推論公式同溫同壓下，兩氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，等于其分子數(shù)之比eq\f(V1,V2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(N1,N2)同溫同壓下，任何氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(M1,M2)同溫同體積下，兩氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，等于其分子數(shù)之比eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(N1,N2)同溫同壓同質(zhì)量下，兩氣體的體積與其摩爾質(zhì)量成反應(yīng)eq\f(V1,V2)＝eq\f(M2,M1)特殊提示：該定律及推論是非標(biāo)準(zhǔn)狀況下有關(guān)氣體的常用計(jì)算方法的理論依據(jù)。[練習(xí)與實(shí)踐]1．在兩個(gè)密閉容器中，分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體，若兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同，且甲的密度大于乙的密度，則下列說(shuō)法正確的是()A．甲的分子數(shù)比乙的分子數(shù)多B．甲的物質(zhì)的量比乙的物質(zhì)的量少C．甲的摩爾體積比乙的摩爾體積小D．甲的相對(duì)分子質(zhì)量比乙的相對(duì)分子質(zhì)量小答案B解析同溫同壓下甲的密度大于乙的密度，說(shuō)明甲的相對(duì)分子質(zhì)量大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；在等質(zhì)量的前提下，甲的物質(zhì)的量少，故B項(xiàng)正確；由于分子數(shù)與物質(zhì)的量成正比，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；在同溫同壓下，任何氣體的摩爾體積均相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．在三個(gè)體積相同的密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí)，這三種氣體的壓強(qiáng)(p)從大到小的依次是()A．p(Ne)>p(H2)>p(O2)B．p(O2)>p(Ne)>p(H2)C．p(H2)>p(O2)>p(Ne)D．p(H2)>p(Ne)>p(O2)答案D解析依據(jù)阿伏加德羅定律知，當(dāng)體積和溫度相同時(shí)，密閉容器中氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比。當(dāng)密度相同時(shí)，氣體的質(zhì)量也相同，則摩爾質(zhì)量越大的氣體，其物質(zhì)的量越小，容器中的壓強(qiáng)也就越小。3．(1)16gO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是________。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LCO2的分子數(shù)約是________。答案(1)11.2L(2)1.505×10234．在同溫同壓下，CO2和CH4按怎樣的體積比混合，才能使混合氣體的密度相對(duì)于氫氣的密度為10?答案CO2和CH4按1∶6的體積比混合解析混合氣體的eq\x\to(M)＝10×2g·mol－1＝20g·mol－1，由十字交叉法得：本課小結(jié)1．確定物質(zhì)體積大小的因素：微粒的數(shù)目、微粒的大小及微粒間的距離。其中，