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1、第3课时物质的聚集状态,【自主预习】一、物质的聚集状态1.物质的不同聚集状态,气体,固体,液体,晶体,非晶态物质,2.不同聚集状态物质体积的主要影响因素,数目,距离,大小,二、气体摩尔体积,单位物质的量的气体所占的体积,Vm,Lmol-1,m3mol-1,22.4Lmol-1,温度和压强,三、物质的量在化学方程式计算中的应用1.物质的量与其他物理量的关系以m表示物质的质量,V表示气体体积,表示密度,N表示微粒数,n表示物质的量,M表示物质的摩尔质量,Vm表示气体摩尔体积,写出求算下列物理量的计算公式:(1)已知物质的质量:,(2)已知气体体积:,V,(3)已知物质的量:(4)已知微粒数 物质的
2、量n=_,nVm,nM,nNA,2.依据化学方程式的计算N2+3H2 2NH3物质的量之比 _ _ _气体体积之比 _ _ _物质的分子数之比 _ _ _物质的质量之比 _ _ _,1,3,2,1,3,1,3,2,2,28,6,34,【自我小测】判断或回答下列问题:1.相同物质的量的不同固体或液体,其体积有何特点?为什么?提示:相同物质的量的不同固体或液体,其体积不相同。任何1 mol固态物质和液体物质所含的微粒数目相同,由于微粒之间的距离很小,但微粒的大小不同,所以1 mol固态物质或液态物质的体积不同。,2.两种分子数相同的气体,体积一定相同吗?提示:不一定,因为一定数目的气体体积主要决定
3、于分子间的距离,而气体分子间的距离受温度和压强的影响很大,当温度和压强不同时,分子数相同的气体,体积不一定相同。3.(判一判)气体摩尔体积就是22.4 Lmol-1。( )提示:22.4 Lmol-1是标准状况下的气体摩尔体积,非标准状况下的气体摩尔体积不一定是22.4 Lmol-1。,4.(判一判)相同温度和压强下,相同体积的O2和CO2的质量相同。( )提示:相同温度和压强下,相同体积的任何气体的物质的量相同,但O2和CO2的摩尔质量不同,质量也不同。5.(判一判)标准状况下,1 mol任何物质的体积都相等,均为22.4 L。( )提示:错误,标准状况下的1 mol气体的体积是22.4 L
4、,1 mol固体和液体的体积却不是22.4 L。,6.(判一判)同温、同压下,体积相同的H2、O2、H2和O2的混合气体中所含分子数相同。 ( )提示:正确,因同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。7.(判一判)9 g H2O和22 g CO2所含的分子数相同,但所含的氧原子个数比为12。 ( )提示:9 g H2O和22 g CO2的物质的量均为0.5 mol。相同物质的量的物质所含的分子数相同,由二者的分子式可知,氧原子个数比为12。,【释义链接】不同状态物质体积的影响因素物质呈固态或液态时,微粒间的距离很小,决定物质体积的主要因素是微粒的大小;物质呈气态时,分子间的距离很
5、大,微粒的直径对物质的体积几乎无影响,物质的体积主要决定于微粒间的距离。标准状况即0、1个大气压(101 kPa),简写为STP。,关于气体摩尔体积的数值气体摩尔体积受温度和压强的影响,不同的温度和压强下存在不同的数值,标准状况下为22.4 Lmol-1,但不是标准状况时也可能是22.4 Lmol-1(比如温度高于0,压强小于101 kPa时)。,一、气体摩尔体积,下表是不同状况下测得的1 mol不同气体的体积:,分析表中数据回答下列问题:1.比较上表中气态物质体积的数据,请分析相同物质的量的不同气态物质,其体积有何特点?为什么?提示:相同物质的量的不同气态物质,其体积在相同条件下近似相等。任
6、何1 mol气态物质所含的微粒数目相同,虽然微粒的大小不同,但微粒之间的距离比微粒本身的直径大很多倍,所以1 mol气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离。相同条件下,微粒之间的距离近似相等,因此任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。,2.1 mol气体的体积随温度、压强的改变如何变化?提示:一定量的气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离。温度越高,微粒之间的距离越大,压强越大,微粒之间的距离越小,故1 mol气体的体积随温度升高而增大,随压强增大而减小。3.气体摩尔体积只适用于纯净气体吗?提示:不一定。可以是纯净气体,也可以是混合气体。,【知识点睛】对气体摩尔体积
7、的正确理解(1)气体摩尔体积的适用范围:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。,(2)对22.4 Lmol-1的理解:一个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。一个状态:必须为气体,如水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。两个数据:“1 mol”“约22.4 L”。,【规律方法】标准状况下的气体的相关计算公式(1)M与Vm的关系:M=Vm=22.4gmol-1(2)n与Vm
8、的关系:n= mol(3)m与Vm的关系:m=nM= M(4)N与Vm的关系:N=nNA= NA,下列说法中,正确的是()A.常温常压下,11.2 L氯气(Cl2)所含有的原子数为6.021023B.常温常压下,28 g氮气所含有的原子数为6.021023C.同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同D.在标准状况下,0.56.021023个氧气分子所占的体积为11.2 L,【解析】选D。A中常温常压下,11.2 L Cl2的物质的量小于0.5 mol;B中原子数为26.021023;C中“气体单质”可能是单原子分子、双原子分子或多原子分子,故所含原子数不一定相同。,【互动探究】B项
9、中氮气所占的体积是22.4 L吗?若不是,其与22.4 L的大小关系如何?提示:在常温常压下,温度高于标准状况,则气体的摩尔体积大于22.4 Lmol-1,故氮气的体积大于22.4 L。,二、阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律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。1.阿伏加德罗定律适用于哪种状态的物质?提示:只适用于气体。,2.在常温常压下,5 L CO2和5 L O2都含有相同数目的原子吗?提示:在相同的条件下相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,即CO2和O2的分子数目相同,但原子数目不同。3.同温同压下,16 g O2与1 mol N2的体积比是多少?提示:根
10、据阿伏加德罗定律的推论知,同温同压时,气体物质的量与其体积成正比。16 g O2的物质的量是0.5 mol,与1 mol N2的体积比是12。,【知识点睛】阿伏加德罗定律的推论,【误区警示】1.阿伏加德罗定律只适用于气体,解题时要特别注意,防止审不清题意,而用于固体或液体。2.阿伏加德罗定律的推论中,有些是正比关系,有些是反比关系,使用时要注意仔细审查,要通过公式推导,真正理解各个推论的含义再应用,避免出现混乱。,标准状况下,mg A气体与ng B气体分子数相等,下列说法不正确的是()A.标准状况下,同体积的气体A和气体B的质量比为mnB.25时,1 kg气体A与1 kg气体B的分子数之比为n
11、mC.同温同压下,气体A与气体B的密度之比为mnD.标准状况下,等质量的A与B的体积比为mn,【解析】选D。标准状况下,mg A气体与ng B气体分子数相等,根据阿伏加德罗定律,则A、B的物质的量相等,得MA/MB=m/n。标准状况下,同体积的A、B的物质的量相等,质量比等于摩尔质量之比,为mn,A项正确;等质量的A、B的物质的量之比等于摩尔质量的反比,为nm,B项正确;同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,为mn,C项正确;标准状况下,等质量的A、B的体积比等于物质的量之比,等于摩尔质量的反比,为nm,D项错误。,【变式训练】(双选)两个体积相同的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2和O2
12、,在同温、同压下,两容器内的气体一定具有相同的 ()A.原子总数B.质子总数C.分子总数 D.质量,【解析】选A、C。由阿伏加德罗定律可知,在同温、同压下,同体积的任何气体含有相同的分子数,故两容器内分子总数相等。由于3种气体各自都是双原子分子,故原子总数一定相等。又由于N和O原子的质子数和摩尔质量不同,则质子总数和质量也不一定相等,所以只有当N2和O2的物质的量之比为11时,质子总数和质量才相等。,【知识拓展】阿伏加德罗定律的应用(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况,也可以是其他温度和压强条件下,只要物质的存在状态一定是气态即可。(2)阿伏加德罗定律推论不可死记公式,可以通过理想气
13、体的状态方程:pV=nRT,教材中虽未提及,但将其与n= 、n= 、n= 等有效结合,可帮助我们去理解阿伏加德罗定律及其推论。,1.在一定温度和压强下,气体体积主要取决于()A.分子间的平均距离B.分子微粒的大小C.分子数目的多少D.相对分子质量的大小【解析】选C。在一定温度和压强下,气体分子间的平均距离是定值,气体体积主要取决于气体分子数目的多少。,2.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是()A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 LC.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 LD.相同物质的量的气体摩尔体积相同【解析】选A。B项,通常状况下的
14、气体摩尔体积Vm22.4 Lmol-1;C项,标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 Lmol-1;D项,同温同压下,相同物质的量的气体的摩尔体积是相同的。,3.(2013宁波高一检测)同温同压下,等体积的下列气体,所含原子数最多的是 ()A.O2B.CH4C.CO2 D.SO2【解析】选B。同温同压下,等体积的气体物质的量相同,设均为1 mol,则1 mol O2含有2 mol氧原子,1 mol CH4含有5 mol原子,1 mol CO2含有3 mol原子,1 mol SO2含有3 mol原子。,4.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板
15、(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是 (),【解析】选A。等质量的He与H2的物质的量之比为12,则H2的体积是He的2倍,H2的分子个数是He的2倍,且氢气为双原子分子,而He为单原子分子。,5.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为Mgmol-1,该气体质量为mg,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gL-1。(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。,【解析】(1)由公式n= 直接求解。(2)由n= 、n= 可求得标准状况下的体积为 22.4 L。(3)根据= ,可求得该气体在标准状况下的密度为 gL-1。(4)由于其为双原子分子,所以原子总数为 2NA= 。(5)由Mgmol-1知一个分子的质量为 g。答案:(1) (2) (3) (4) (5),
