第5讲-气体摩尔体积-物质的量浓度(讲义)(解析版).docx

第5讲 气体摩尔体积 物质的量浓度
【学习目标】
1．了解阿伏加德罗定律的内容。
2．了解气体摩尔体积的概念及单位。
3．了解气体摩尔体积和标准状况下气体摩尔体积的关系。
4．了解物质的量浓度的概念。
5．学会利用物质的量浓度进行简单的计算。
【基础知识梳理】
一、决定物质体积大小的因素
1．从微观角度分析物质体积大小的影响因素
填写下表（打“√”或“×”）

粒子的数目
粒子的大小
粒子间的距离
固体体积
√
√
×
液体体积
√
√
×
气体体积
√
×
√
结论：粒子的数目和粒子的大小决定固体或液体的体积，粒子的数目和粒子间的距离决定气体的体积。
2．粒子数目相同时物质的体积关系
同温同压下，不同的固体或液体，由于粒子的大小不同，因此体积不同；不同的气体，由于粒子间的距离几乎相同，因此体积大致相同。
【例1】有关物质的体积的说法不正确的是（ ）
A．固体和液体的体积主要是由物质的微粒数目和微粒的大小决定的
B．气体的体积与温度和压强有关
C．当温度和压强一定时，任何具有相同微粒数的物质都具有相同的体积
D．当温度和压强一定时，1mol气体的体积大致相等
答案：C
解析：温度和压强一定时，任何具有相同微粒数的气体具有相同的体积，故C选项错误。
二、阿伏加德罗定律
1．阿伏加德罗定律的内容
相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积，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。
2．适用范围
阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体。
三、气体摩尔体积
1．定义：单位物质的量的气体所占有的体积。
符号：Vm，单位L·mol－1(或L/mol)和m3·mol－1(或m3/mol)。
2．计算公式：Vm＝。
3．影响气体摩尔体积的因素
气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。
4．标准状况下的气体摩尔体积
在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，即标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，其中，标准状况是指温度为0℃(273K)、压强为1.01×105Pa 。
标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
判断正误
(1)1molH2O在标准状况下的的体积约为22.4L。（ ）
(2)标准状况下，1mol空气的体积约为22.4L。（ ）
(3)1molO2的体积为22.4L，则气体一定处于标况下。（ ）
(4)常温常压下，11.2LO2所含原子数为NA。（ ）
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
【例2】填空
(1)标准状况下，0.5molN2的体积约为_______，1.5molO2的体积约为_______。
(2)标准状况下33.6LN2的物质的量为_______，8.96LCO2气体的物质的量为________。
(3)标准状况下，2gH2的体积约为_______，11.2LCH4的质量为_______。
答案：(1)11.2L 33.6L (2)1.5mol 0.4mol (3)22.4L 8g
三、物质的量浓度
1．含义
溶质（用字母B表示）的物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量的物理量。符号为cB，常用单位为mol·L－1。
2．表达式
cB＝。如1 L溶液中含有1 mol溶质，溶质的物质的量浓度就是1 mol·L－1。
其中，公式中的V指的是溶液的体积而不是溶剂的体积。
【例3】下列有关物质的量浓度的说法正确的是（ ）
A．将5.85gNaCl溶解在1L水中，可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液
B．将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份，每一份中溶质的物质的量浓度相等
C．将100mL0.1mol·L-1的NaCl溶液分成20mL和80mL两份，每一份中溶质的物质的量相等
D．向50mL0.2mol·L-1的NaCl溶液中加入50mL水，可以得到0.1mol·L-1的NaCl溶液
答案：B
解析：A.5.85gNaCl为0.1mol，而0.1mol·L-1的NaCl溶液的含义是每1L溶液中含有NaCl0.1mol，5.85gNaCl溶液在1L水中，溶液的体积未知，无法计算，错误；B.将一种溶液分为两份，不管溶液的体积如何，溶液的浓度总是不变，正确；C.将溶液分为两份后，溶质的物质的量浓度不变，溶质的物质的量n=cV，由于两份溶液的体积不等，故溶质的物质的量不相等，错误；D.50mL溶液与50mL水混合后，溶液的体积不是100mL，错误。故选B。
四、与物质的量浓度有关的计算
1．与物质的量浓度有关的计算
根据物质的量浓度的定义，可以求解溶质的物质的量浓度(c)、溶质的物质的量(n)和溶液的体积(V)：
n=cV V=
2．物质的量与各物理量之间的关系：

以物质的量为中心，可以将各物理量联系起来进行计算。
【例4】100mL0.2mol·L-1的Na2SO4溶液中，n(Na2SO4)=_________，c(Na+)=__________，n(Na+)=_________。取出10mL该溶液，n(Na2SO4)=_________，c(Na+)=__________，n(Na+)=_________。
答案：0.2mol·L-1 0.4mol·L-1 0.04mol 0.002mol 0.4mol·L-1 0.004mol
【例5】（1）将53.0gNa2CO3溶解在水中，配成500mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为多少？
（2）配制250mL0.200mol·L-1NaCl溶液，需要多少克NaCl固体？
解答：（1）nNa2CO3=mNa2CO3MNa2CO3=53.0g106g⋅mol-1=0.500mol
c(Na2CO3)=n(Na2CO3)V=0.500mol0.500L=1.00mol⋅L-1
（2）m(NaCl)=0.200mol·L-1×0.25L×58.5g·mol-1=2.925g。

课堂检测
1．同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测其主要原因是(　　)
A．气体的分子大小不同
B．气体的物质的量不同
C．气体分子的化学性质不同
D．气体分子间的平均距离不同
答案：B
解析：同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。
2．下列有关气体摩尔体积的叙述正确的是(　　)
A．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积，为22.4 L·mol－1
B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1
C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1
D．相同物质的量的气体的摩尔体积相同
答案：C
解析：标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，A、B项错误，C项正确；气体摩尔体积与气体所处的状态(温度和压强)有关，D项错误。
3．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 L D．16.8 L
答案：C
解析：根据n＝，0.5 g H2的物质的量为＝0.25 mol，11 g CO2的物质的量为＝0.25 mol，4 g O2的物质的量为＝0.125 mol，V＝(0.25＋0.25＋0.125) mol×22.4 L·mol－1＝14 L，故C项正确。
4．下列各组物质中，所含分子数相同的是(　　)
A．2 L SO2和2 L CO2
B．9 g水和标准状况下11.2 L CO2
C．标准状况下，1 mol氧气和22.4 L水
D．0.1 mol H2和2.24 L HCl气体
答案：B
解析：A项，没有指明气体所处的状态，无法判断二者所含分子数是否相同；B项，9 g水的物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2 L CO2的物质的量为0.5 mol，故二者所含分子数相同；C项，标准状况下，水不是气体，则22.4 L水的物质的量不是1 mol，二者所含分子数不相同；D项，没有指明HCl气体所处的状态，无法判断二者所含分子数是否相同。
5．下列说法中正确的是(　　)
A．32 g O2占有的体积约为22.4 L
B．22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子
C．在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g
D．22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
答案：D
解析：A、B项，均未指明标准状况；C项水为液态。
6．下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L－1的是(　　)
A．将40 g NaOH溶解在1 L水中
B．将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C．将1 L 10 mol·L－1浓盐酸加入9 L水中
D．将10 g NaOH溶解在少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为250 mL
答案：D
解析：根据公式c＝，n为溶质的物质的量，V为溶液的体积。A项溶液的体积不等于1 L；B项22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol；C项，盐酸与水混合后，溶液体积不是10 L；D项n(NaOH)＝0.25 mol，V[NaOH(aq)]＝0.25 L，c(NaOH)＝1 mol·L－1。
7．下列溶液中，氯离子浓度最大的是(　　)
A．100 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液 B．150 mL 1 mol·L－1的MgCl2溶液
C．10 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液 D．200 mL 1 mol·L－1的HCl溶液
答案：C
解析：氯离子浓度大小与溶液体积无关，从各物质浓度及NaCl、MgCl2、AlCl3、HCl组成可知，各溶液中Cl－浓度分别为：1 mol·L－1、2 mol·L－1、3 mol·L－1、1 mol·L－1。
8．(1)CO2的相对分子质量为________，它的摩尔质量为________。
(2)在标准状况下，0.5 mol任何气体的体积都约为________。
(3)4 g H2与22.4 L(u标准状况)CO2相比，所含分子数目较多的是________。
(4)0.01 mol某气体的质量为0.28 g，该气体的摩尔质量为________，在标准状况下，该气体的体积是________。
答案：(1)44　44 g·mol－1　(2)11.2 L　(3)4 g H2　(4)28 g·mol－1　0.224 L
解析：相对分子质量和摩尔质量在数值上相等。在标准状况下1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。
9．(1)物质的量浓度为2 mol·L－1的H2SO4溶液250 mL，含H2SO4的物质的量为________。
(2)已知75 mL 2 mol·L－1的NaOH溶液的质量为80 g，则该溶液中溶质的质量分数为________。
答案：(1)0.5 mol　(2)7.5%
解析：(1)n(H2SO4)＝c(H2SO4)·V(H2SO4)＝2 mol·L－1×250×10－3 L＝0.5 mol。(2)n(NaOH)＝2 mol·L－1×75×10－3 L＝0.15 mol，m(NaOH)＝0.15 mol×40 g·mol－1＝6.0 g，ω(NaOH)＝×100%＝7.5%。