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第五讲 气体摩尔体积 阿伏伽德罗定律
【基础回顾】
一、影响物质体积大小的因素
⑴决定固体、液体体积大小的因素:
粒子的数量
粒子本身的大小
(粒子间的距离可不考虑)
决定气体体积大小的因素:
粒子的数量
粒子间的平均距离
(粒子本身的大小可忽略)
⑵外界条件如温度(T) 、压强(P)对物质体积的影响:
固体、液体的体积受 T、P 影响较小,而气体受 T、P 影响较大。当 T、P 一定时,气体分子
间的平均距离都相同,只要气体含有的分子数相同,则气体的体积也相同。
二、气体摩尔体积(Vm)
理解此概念时应注意:
⑴标准状况:指 0℃、1.01×105Pa 的状态。
因为温度越高,体积越大;压强越大,体积越小。故在非标准状况下,气体摩尔体积的值不
一定就是 22.4L·mol-1。
⑵四个要素,缺一不可:①气态物质;②物质的量为 1mol;③在标准状况下;④体积约为
22.4L。
三、阿伏加德罗定律及其推论
定律:在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
推论:
⑴同温同压下的气体: V1 = n1 = N1
V2 n 2 N 2
⑵同温同压下的气体: P1 = n1 = N1
P2 n 2 N 2
⑶同温同压下的气体: r1 = M1
r2 M 2
⑷同温同压下同体积的气体: m1 = M1
m2 M2
⑸同温同压下同质量的气体: V1 = M 2
V2 M1
四、气体密度( r )与相对密度(D)
⑴标准状况: r = m = Mg × mol
-1
V 22.4L × mol-1
⑵非标准状况: r = m = MP
V RT
⑶两种气体的相对密度:D = r1 = M1
r2 M 2
五、混合气体的平均相对分子质量的计算(若混合气体由 A、B 两种气体组成)
【考点破解】
一、气体摩尔体积
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例 1 NA 表示阿伏加德罗常数,以下说法正确的是( )
A.常温常压下,16g 氧气中含有氧原子的数目为 NA
B.25℃,压强为 1.01×105 Pa 时,11.2L 氮气所含的原子数目为 NA
C.标准状况下,11.2L 四氯化碳所含的分子数为 0.5NA
D.标准状况下,11.2L SO3 中含有 1.5NA 个氧原子
解析:B 中的气体体积是非标准状况下的气体体积,不可用标准状况(0 ℃,1.01×105Pa)下的
气体摩尔体积(22.4L/mol)来换算,故 B 叙述不正确;C 中的四氯化碳在标准状况下为液体,D
中的 SO3 在标准状况下为固体,与标准状况下的气体摩尔体积的定义不符。故 C、D 都不正确。
答案:A
变式练习 1:下列说法正确的是:
A、1mol 任何物质在标准状况下的体积约是 22.4L
B、在标准状况下,1mol 任何气体的体积都约是 22.4L
C、1mol 任何气体的体积都约是 22.4L
D、在 2 大气压,273℃时,1mol 任何气体的体积都约是 22.4L
答案:B
二、阿伏加德罗定律及其推论
例 2(2008·江苏)下列各组中两种气体的分子数一定相等的是( )
A.同质量、同体积的 O2 和 N2
B.同质量、密度不等的 N2 和 C2H4
C.同体积、同密度的 CO 和 C2H4
D.同压、同体积的 O2 和 N2
解析:虽然 O2 和 N2 的同质量相同,但因它们的摩尔质量不同,所以其分子数目也就不同, 故 A 不正确;由 pV=nRT 易知,在同压、同体积条件下,O2 和 N2 的物质的量之比与温度
成反比,因其温度不定,所以它们的分子数目也就无法确定。
答案:B C
变式练习 2:在标准状况下,ag 气体 A 与 bg 气体 B 的分子数相同,则与此有关的以下说法
中不正确的是( )
A.气体 A 与气体 B 的摩尔质量之比为 a:b
B.相同状况下,同体积的气体 A 与气体 B 的质量之比为 a:b
C.质量相同的气体 A 与气体 B 的分子数之比为 b:a D.同温同压下,气体 A 与气体 B 的密度之比为 b:a
解析:根据题意,有:选项 A: a = b = nA=nB,∴MA:MB=a:b ;选项 B:同体积气体的质量
MA MB
比,即为密度比, rA = M A
=a
(见
A);选项 C: m(A)=m(B)
m : m = MB = b
D.
rA
=MA
=a
rB MB b MA MB MA a rB MB b
答案:D
三、有关混合气体平均摩尔质量的计算
例 3: 2008·海南)由 CO2、H2 和 CO 组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同。则 (
该混合气体中,CO2、H2 和 CO 的体积比为( )
A.29∶8∶13 B.22∶1∶14
C.13∶8∶29 D.26∶16∶57
解析:根据题意,由"CO2、H2 和 CO 组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同"可知,
CO2、H2 和 CO 组成的混合气体的平均摩尔质量为 28g/mol;又,CO 的摩尔质量为 28g/mol,
这说明所形成混合气体中 CO 的体积可为任意体积,故有:
答案:C D
CO :
44
26
变式练习23:用蒸汽密度法测定物质的相对分子质量是一种常用的方法。现测得 0.3g 某挥发
28
= 13
性液体化合物样品在挥发时排出的空气在标准状况下是 40mL,则该化合物的相对分子质量 8
是( H2):
A.85
2
16
B.168
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C.310 D.340
解析:排出空气的体积即为液体混合物蒸气的体积,故有:
答案:B
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