2020-2021学年苏教版必修1 专题1 第1单元 第3课时 物质的聚集状态 作业
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第一单元丰富多彩的化学物质第3课时物质的聚集状态学习目标:1.知道物质的聚集状态以及聚集状态对物质性质的影响。
2.了解影响气体体积的主要因素,初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单的计算。
3.掌握阿伏加德罗定律及其推论。
学习重点:气体摩尔体积的理解,阿伏加德罗定律及其推论。
学习难点:气体摩尔体积概念的建立,阿伏加德罗定律及其推论的理解。
教学过程:一、导入新课引入]在日常生活中,我们所接触的物质并不是单个原子或分子,而是它们的聚集体。
物质的聚集状态主要有气态、液态和固态三种。
物质在不同的温度和压强下,可以呈现不同的状态。
例如常温常压下,水呈现三种状态,液态的水、固态的冰和气态的水蒸气。
那么,同学们还知道哪些物质存在不同的聚集状态?讨论并归纳]二氧化碳和干冰;氧气和贮存在钢瓶里的液氧;固态的钢铁和液态的钢水、铁水等。
二、推进新课教学环节一:物质的聚集状态板书]一、物质的聚集状态1、常温常压下,物质存在三种状态:气态、液态和固态。
提问]同学们,你们知道吗?生活经验告诉我们:固体有一定的形状,液体没有一定的形状,但有固体的体积,气体没有固定的形状和体积;气体容易被压缩,固体、液体不容易被压缩。
为什么固态、液态和气态物质的某些性质存在差异?这与物质的微观结构特点有何联系?归纳]物质的状态,主要与构成物质的微粒的运动方式、微粒之间的距离有关。
展示]图片1讨论]根据图片,归纳整理出不同聚集状态的物质的特征。
归纳]固体:排列紧密,间隙很小,不能自由移动,只能在固定位置上振动,有固定的形状,几乎不能被压缩。
液体:排列较紧密,间隙较小;可以自由移动,没有固定的形状,具有流动性,不易被压缩。
气体:间距很大,排列无序;不规则,可以自由移动,没有固定的形状,容易被压缩。
投影]不同聚集状态物质的结构和性质交流与讨论]通过学习,我们已经知道,1 mol任何微粒的集合体所含的微粒数目都相等,约为6.02×1023个,1mol微粒的质量往往不同。
学业分层测评(三)1.气体的体积主要由以下哪些因素决定()①气体分子的直径②气体物质的量的多少③气体分子间的平均距离④气体分子的相对分子质量A.①②B.①③C.②③D.②④2.下列说法中错误的是()A.1 mol氢气所占体积约为22.4 LB.气态物质所占的体积主要由分子数目和分子间距离决定的C.1 mol O2与1 mol O3所含的分子数目相等D.物质的聚集状态不同主要是构成物质的基本粒子间的距离不同3.下列有关气体体积的叙述中,正确的是()A.一定温度和压强下,各种气体物质体积的大小由构成气体的分子的大小决定B.一定温度和压强下,各种气体物质体积的大小,由构成气体的分子数决定C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同D.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L4.在常温常压下,下列物质所占的体积最大的是()A.36 g H2O B.32 g O2 C.1.5 mol H2D.3.01×1024个N25.下列说法中正确的是()A.32 g O2占有的体积约为22.4 LB.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 gD.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数6.在一定条件下,1体积气体A2和3体积气体B2完全反应生成了2体积气体X(体积在相同条件下测定),则X的化学式是()A.AB2B.A2B3 C.AB3D.AB27.在同温同压下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它们所含的原子总数相等,则两个容器的体积之比是( )A .2∶1B .1∶2C .2∶3D .1∶38.下列说法中正确的是( )A .1 mol O 2和1 mol N 2所占的体积约为22.4 LB .标准状况下,H 2的气体摩尔体积约为22.4 LC .在标准状况下,1 mol H 2和1 mol H 2O 所占的体积都约为22.4 LD .在标准状况下,22,4 L 由N 2、N 2O 组成的混合气体中所含有的N 原子的物质的量约为2 mol9.如图两瓶体积相等的气体,在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )A .原子数相等B .密度相等C .质量相等D .摩尔质量相等10.(1)同温同压下同体积的CO 2和CO ,它们的分子数之比为________,原子数之比为________,物质的量之比为________,质量之比为________,密度之比为________。
第三课时物质的聚集状态
教学片断
教师提出问题:
1.当物质的量相等时,不同状态物质的体积是否相同?即1 mol Fe、1 mo l H2O、1 mol H2的体积是否相同?
2.如果物质的量相等,不同状态物质的体积不同,从微观上看,决定物质体积大小的因素有哪些?
学生作出假设:
影响不同物质的体积的因素可能有:①物质中所含的粒子数;②粒子间的距离;③粒子本身的体积大小。
(教师提醒:要具体情况具体分析,不同状态时会有不同的主要因素和次要因素)学生查阅资料进行研究比较三种不同状态物质中分子间距离的特征。
固体和液体物质:
(1)内部紧密堆积,体积主要由粒子大小决定。
(2)内部紧密堆积,改变温度、压强对体积影响不大。
(3)1 mol不同固体、液体的体积不相等。
气体物质:
(1)分子间距离比分子本身的体积大得多,体积主要由分子间距离决定。
(2)体积受温度、压强影响大。
(3)同温、同压下,同物质的量的气体体积基本相等。
学生得出结论:
相同的温度和压强下,不同气体的分子间距离基本相同。
含有相同物质的量的气体,在相同的条件(T、p)下具有相同的体积。
单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
特例:在标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。
专题1化学家眼中的物质世界第一单元丰富多彩的化学物质第3课时物质的聚集状态课时跟踪检测知识点一:决定物质体积的因素1.下列有关气体体积的叙述中,正确的是()A.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子的大小决定B.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定C.不同的气体若体积不同,则它们所含的分子数也不同D.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L解析:一定温度和压强下,不同气体的分子之间的平均距离都是大概相同的,分子很小,此时决定气体体积大小的主要因素就是分子数,A错,B正确;N=nN A=VV m N A,若体积不同,不同状态下气体的V m也不同,故它们所含的分子数可能相同,C错;气体摩尔体积22.4 L·mol-1,必须适用于标准状况下的气体,D错。
答案:B2.相同物质的量的各种固体或液体的体积并不相同,其主要原因是() A.微粒大小不同B.微粒质量不同C.微粒间距离不同D.温度、压强不同解析:固体、液体微粒间间距差不多,当微粒数一定时,微粒大小就成了决定体积的主要原因。
答案:A知识点二:气体的摩尔体积3.下列各项数据中,表示气体摩尔体积的是()A.22.4 mol·L-1B.22.4 g·L-1C.0.022 4 m3·mol-1D.22.4 mol·kg-1解析:气体摩尔体积的单位是L·mol-1或m3·mol-1,C项正确。
答案:C4.下列说法正确的是()A.标准状况下,1 mol石墨的体积约是22.4 LB.常温常压下,44 g CO2和28 g CO所占的体积相同C.非标准状况下,1 mol任何气体的体积都不可能是22.4 LD.当微粒数目相同时,气体物质的体积主要决定于微粒本身的大小解析:A中石墨为固体,1 mol体积小于22.4 L,C中非标准状况下,1 mol 任何气体体积可以是22.4 L,D中体积取决于外界条件。
故选B。
答案:B5.用N A表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()A.含有N A个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为22.4 LB.25 ℃,1.01×105 Pa,32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.5N AC.标准状况下,11.2 L H2O含有的原子数为1.5N AD.常温常压下,44 g CO2体积为22.4 L解析:含有N A个氦原子的氦气是1 mol,在标准状况下的体积约为22.4 L,故A对;25 ℃,1.01×105 Pa,32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2N A,故B 错误;标准状况下,水是液体,11.2 L H2O含有的分子数不是0.5N A,故C错误;在常温常压下,44 g CO2的物质的量为1 mol,只有在标准状况下才为22.4 L,故D错误,故选A。
答案:A6.标准状况下,与11.2 L NH3含有相同数目氢原子的物质是()A.8.4 L CH4B.0.5 mol HClC.98 g H3PO4D.12 g H2O解析:n(NH3)=11.2 L22.4 L/mol=0.5 mol,NH3中n(H)=0.5 mol×3=1.5 mol。
A中n(H)=n(CH4)×4=8.4 L22.4 L/mol×4=1.5 mol;B中n(H)=n(HCl)=0.5 mol;C中n(H)=3n(H3PO4)=98 g98 g/mol×3=3 mol;D中n(H)=2n(H2O)=2×12 g18 g/mol=1.3 mol。
答案:A知识点三:阿伏加德罗定律及推论7.下图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是()A.C2H4B.CH4C.CO2D.NO解析:假设两容器的温度相同(在图中作一条垂直于横坐标的辅助线,使其与已知两条曲线相交),两个交点的纵坐标分别代表盛有1 g O2与1 g X气体的容器内的压强,前者大于后者;由阿伏加德罗定律的推论二pV=nRT=mM RT可知,则p(O2)V=mM(O2)RT、p(X)V=mM(X)RT,二者之比后,p(O2)p(X)=M(X)M(O2)>1,则M(X)>M(O2),说明X的相对分子质量大于32,乙烯、甲烷、二氧化碳、一氧化氮的相对分子质量分别为28、16、44、30,C正确,答案选C。
答案:C8.在一定温度、压强下,2 L X2(气)和6 L Y2(气)化合生成4 L的气体化合物,则该气体化合物的化学式为()A.XY3B.XYC.X3Y D.X2Y3解析:根据阿伏加德罗定律知同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比,等于化学计量数之比,则在一定温度、压强下,2 L X2(气)和6 L Y2(气)化合生成4 L的气体化合物的化学方程式为X2+3Y2===2Z,根据质量守恒定律知该气体化合物的化学式为XY3,选A。
答案:A9.在两个容积相同的容器中,一个盛有HCl气体,另一个盛有H2和O2的混合气体,在同温同压下,两容器的气体一定具有相同的()A.分子数B.密度C.质量D.质子数解析:在同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,即两容器的气体一定具有相同分子数,A正确;由于H2和O2的物质的量关系不确定,二者的质量之和与另一容器中的HCl的质量不一定相等,则两容器的密度也不一定相等,B、C错;H原子中含有1个质子,O原子中含有8个质子,由于H2和O2的物质的量关系不确定,等物质的量时两个容器中气体的质子数一定不相等,D错误。
答案:A10.对一定量气体体积进行探究。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:(1)①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为______。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是:①____________________________,②_____________________________。
(3)应用:在标准状况下,4 g O2的体积为多少升?(写出计算过程)解析:(1)分析表中数据,1 mol任何气体在标准状况下的体积约为22.4 L;1mol不同的气体,在不同条件下的体积不一定相同。
(2)在相同温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同,所以1 mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4 gO2的物质的量n(O2)=4 g32 g·mol-1=0.125 mol,在标准状况下的体积为0.125mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。
答案:(1)①22.4 L②不一定(2)①气体分子数相等②相同条件下,气体分子间的平均距离几乎相等(3)n(O2)=4 g32 g·mol-1=0.125 mol,V(O2)=0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。
1.下列叙述正确的是()①标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L②若1 mol气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况下③标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同④标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同⑤28 g CO的体积为22.4 L⑥两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比A.①②③④B.②③⑥⑦⑧C.⑤⑥⑦⑧D.④⑦⑧解析:标准状况下,0.2 mol任何气体的体积均为4.48 L,①错;不是标准状况的气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1,②错;标准状况下,HCl为气体,H2O不为气体,同体积时二者物质的量不相同,③错;标准状况下,1 g H2为0.5 mol,14 g N2为0.5 mol,故二者体积相同,④正确;28 g CO所处的条件没有注明,故无法计算其体积,⑤错;物质的量相同的两种气体物质在标准状况下的体积才相同,⑥错;在同温同体积时,压强与气体的物质的量成正比,即气体物质的物质的量越大,压强越大,⑦正确;同温同压,气体的密度与气体的相对分子质量成正比,⑧正确。
答案:D2.同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则某气体的相对分子质量为()A.28 B.60C.32 D.4解析:同温同压下同体积时,气体的物质的量相等。
即n(O2)=n(CO2)=n(某气体)。
据n=mM,当n相同时,m与M成正比,所以M(X)<M(O2),故选A。
答案:A3.已知m g气体A和n g气体B所含分子数相等,下列说法不正确的是() A.标准状况时,相同体积的气体A和气体B的质量之比为m∶nB.25 ℃时,相同质量的气体A和气体B的分子数之比为n∶mC.同温同压下,气体A和气体B的密度之比为n∶mD.通常状况下,相同质量的气体A和气体B的体积之比为n∶m解析:标准状况下,m g气体A与n g气体B分子数相同,则二者物质的量相同,二者摩尔质量之比为m∶n。
相同状况下,同体积A气体与B气体的质量之比等于摩尔质量之比为m∶n,故A正确;同质量气体A与B的分子个数之比与摩尔质量成反比,同质量气体A与B的分子个数之比为n∶m,故B正确;同温同压下,同体积A气体与B气体的密度之比等于相对分子质量之比等于摩尔质量之比为m∶n,故C错误;同温同压,相同质量的气体体积与摩尔质量成反比,所以标准状况下,等质量的A与B的体积比为n∶m,故D正确。
故选C。
答案:C4.(1)某气体在标准状况下的密度为1.25 g·L-1,则28 g该气体所含有的分子数为________。
(2)14.2 g (NH4)2C2O4·x H2O中含有1.204×1023个NH+4,该物质的摩尔质量是________,x的值是______。
解析:(1)某气体在标准状况下的密度为1.25 g·L-1,则该气体的摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1,28 g该气体的物质的量为1 mol,所含有的分子数为N A。
(2)14.2 g (NH4)2C2O4·x H2O中含有1.204×1023个NH+4,NH+4的物质的量为1.204×1023/6.02×1023mol-1=0.2 mol,则(NH4)2C2O4·x H2O的物质的量为0.1 mol,故(NH4)2C2O4·x H2O的摩尔质量为14.2 g÷0.1 mol=142 g·mol-1,所以18x +18×2+24+64=142,解得x=1。