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1、【暑假起跑线】2021年初升高化学教材知识衔接讲义第12讲摩尔质量和气体摩尔体积出两种新的导出物理量教材分析初中教材要求高中教材要求在初习中，已学会用比值法定义物理概念，如初过的速度，密度，压强等。在高中化学中，我们将继续使用比值法建立常见物理量的联系，导出摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、燃烧热、中和热等新的物理量。要知道一定体积的物体的质量是多少，或知道一定质量的物体体积有多大，只需要提供物体的密度就能解决这些问题。在物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度，符号，其数学表达式为m/V(质量与体积的比值)。人们往往感觉密度大的物质“重”，密度小的物质“轻”一些，这里的“重”
2、和“轻”实质上指的是密度的大小，根据密度的大小，人们可以鉴别物质；选择密度不同的物质，可以满足制造的不同需要；通过测定密度，科学研究中还可能发现其他新物质。在国际单位制中，质量的常用单位是千克(kg)，体积的常用单位是立方米(m3)，从单位角度看，要建立质量与体积之间的直接联系，只需创设一个单位为kgm3(读作千克每立方米)的导出物理量。进一步研究发现，一定条件下，同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般也不同，这反映了不同物质的不同性质。因此，以kgm3为单位的物理量是物质的一种特性，它不随质量和体积的变化而变化，是可测量的，这就是我们所熟悉的导出物理量密度。导出物理量物理量
3、符号定义式单位符号特性规律意义密度m/Vkgm3一定条件下，同种物质的密度相同，不同种物质的密度一般不同实现了质量和体积间的直接换算从单位入手，以比值法定义密度，较直接学习密度概念内涵要简捷方便得多，这是我们认识导出物理量的一种有效学习方式。要知道一定质量的物质所含微粒的物质的量，或知道一定物质的量的微粒的质量有多大，需要创设什么物理量，请从单位入手，提出解决这一问题的方法。物质的量的单位是mol，质量的常用单位是kg或g，从单位角度看，要建立物质的量与质量之间的直接联系，只需创设一个单位为gmol1或kgmol1的导出物理量。同理，要知道一定体积的物质所含微粒的物质的量，或知道一定物质的量的
4、微粒的体积有多大，从单位角度看，只需有一个单位为Lmol1或molL1的导出物理量。假如以“gmol1”、“Lmol1”为单位的物理量是物质的固有属性，有规律可循，就可成为一种新的物理量，这种创新意义就非常大。下表给出了1 mol不同常见物质的质量和体积大小，完成表格中剩余空格后，思考1 mol不同物质的质量在数值上有什么特点？在相同温度和压强下，1 mol不同物质的体积在数值上有何规律？化学式相对原子质量或相对分子质量质量密度20 、101 kPa体积0 、101 kPa20 、101 kPa0 、202 kPaFe56 g7.78 gcm3NaCl58.5 g2.17 gcm3H2O18
5、g1.00 gcm3C2H5OH46 g0.79 gcm3H22 g0.083 gdm322.4 L11.2 LO232 g1.333 gdm322.4 L11.2 LCO244 g1.841 gdm322.3 L11.2 L想一想为什么比较1 mol气体体积要在相同温度和压强下，不同温度或不同压强为什么不行？1摩尔质量1 mol的任何物质的质量，当以克为单位时，在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量。不同原子、离子或分子的相对质量不同，所以1 mol物质的质量也不同；同一原子、离子或分子在不同的温度、压强下，状态可能不同，但其相对质量不会改变，因此1 mol物质的质量与其存在状态无关，显然
6、属于物质的固有属性。因此，以“gmol1”为单位的物理量有存在的价值，可成为一个导出物理量，通常称为摩尔质量(molar mass)，即单位物质的量的物质所具有的质量。试一试1.完成下表，完善对摩尔质量的认识。导出物理量物理量符号定义式单位符号特性规律意义摩尔质量试一试2.改正下列说法中可能存在的错误，并说明理由。(1)N2的摩尔质量是28 g(2)1 mol任何物质的质量在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量(3)1 mol NaCl的质量是58.5 gmol1试一试3.按要求完成填空。(1)1 mol H2O的质量是_，2 mol H2O的质量是_，3 mol H2O2的质量是_。(2)
7、54 g水的物质的量是_，含有分子数是_，含有O的个数约是_。(3)68 g H2O2的物质的量是_，含有分子数是_，含有O的个数约是_。2摩尔体积在相同的温度和压强下，1 mol不同物质的体积并不相同，但是1 mol不同气体的体积却是近似相同的。因此，以“Lmol1”为单位的物理量，只可建立气态物质体积与物质的量的直接联系，也可成为一个导出物理量。该物理量不适用于固态、液态物质，为排除这些状态，该物理量就被称为气体摩尔体积(molar Volume of gas)，符号为Vm，即在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积。从表中还可以看出，在不同的温度和压强下，气体摩尔体积的数值是不相
8、同的，如在0 、101 kPa时气体摩尔体积约是22.4 Lmol1；而在0 、202 kPa时，气体摩尔体积约是11.2 Lmol1。一般我们经常研究的是0 、101 kPa(又称标准状况，standard temperature and pressure，简写为STP)时气体的摩尔体积，Vm约为22.4 Lmol1，“22.4 Lmol1”习惯上被称为标准状况下的气体摩尔体积。试一试4.完成下表，完善对气体摩尔体积的认识。导出物理量物理量符号定义式单位符号特性规律意义气体摩尔体积试一试5.改正下列说法中可能存在的错误，并说明理由。(1)1 mol任何气体的体积都是22.4 L(2)2 g氢
9、气的物质的量是1 mol，它所占的体积是22.4 L(3)1 mol任何物质在标准状况时所占的体积都约是22.4 L(4)1 mol H2和1 mol H2O所含分子数相同，在标准状况时所占体积都约是22.4 L试一试6.在标准状况下(1)0.5 mol HCl的体积是_；(2)33.6 L氢气的物质的量是_；(3)16 g氧气的体积是_；(4)44.8 L氮气中含有的氮分子数是_。资料卡片我们知道，物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子间的距离三个因素。1 mol任何物质中的粒子数目是相同的，即NA。因此，摩尔体积的大小主要由构成物质的粒子大小和粒子间距离所决定。对于固
10、态物质或液态物质来说，构成它们的粒子间的距离非常小，它们的体积主要取决于微粒本身的大小，不同物质构成微粒的大小是不同的，因此1 mol不同固态物质或液态物质的体积是不相同的。对于气体来说，分子之间的距离远大于分子本身的大小，其体积主要由分子间距离决定，而一定温度和压强时，分子间的距离又是相同的，所以，1 mol不同气体的体积近似相同。温度和压强不同，气体分子间的距离也会不同，所以，不同温度和压强时，气体摩尔体积也不相同。(满分50分限时30 min)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每题有12个正确答案，全对得4分，不全对得2分)1下列说法正确的()A氮的摩尔质量就是氮的相对
11、原子质量B1个12C原子质量大约是1.9931023gC氢氧化钠的摩尔质量是40 gDO2的摩尔质量等于其相对分子质量2下列叙述中错误的是()AH2SO4的摩尔质量是98 gmol1B2 mol NO和1 mol NO2中含氧元素质量相同C等质量的O2和O3所含氧原子数相等D等物质的量的CO和CO2含有相同氧原子数3下列说法正确的是()A气体摩尔体积就是22.4 Lmol1B在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 gC标准状况下22.4 L任何气体都含有约6.021023个分子D1 mol H2和O2的混合气体在标准状况下的体积约22.4 L4设NA表示阿伏加德罗常数，下列物质中物质的量为
12、1 mol的是()A通常状况下22.4 L氯气B18毫升水(水的密度为1 gmL1)CNA个H2分子D标准状况下22.4 L H2O5448 mL某气体在标准状况下的质量为1.28 g，该气体的摩尔质量为()A64 g B64C64 gmol1 D32 gmol16若4 时20滴水恰好为1 mL(水的密度为1 gmL1)，则一滴水中所含的水分子数为()A10NA/9 B5NA/9 CNA/360 D1NA/57在标准状况下，w L氮气含有x个N原子，用w和x表示阿伏加德罗常数为()Awx mol1 B22.4x mol1C(22.4x/w)mol1 D(11.2x/w)mol18在标准状况下，
13、将1 g He、11 g CO2和4 g O2混合，所得混合气体积约为()A28 L B11.2 L C16.8 L D14.0 L9等质量的下列物质中，所含分子数最多的是()ACH4 BNH3CH2O DHF10下列0.5 mol NH3标况下22.4 L He4 时的9 mL水 0.2 mol H3PO4所含原子数目按由大到小顺序排列的是()A BC D二、填空题(本题包括3小题，共10分)11(4分)质量相同的SO2和SO3的物质的量之比是_，摩尔质量之比是_，含氧原子个数比是_，硫原子个数比是_。12(3分)标准状况下9.6 g 某气体体积与0.6 g 氢气体积相同，该气体的相对分子质
14、量是_。13(3分)标准状况下280 mL某气体质量为0.35 g，该气体的摩尔质量是_。答案精析知识衔接(从左到右，从上到下)567.20 cm358.527.00 cm31818.00 mL4658.23 mL224.0 L32240 L4423.9 L想一想温度和压强会影响气体的体积，在不同温度或不同压强下，1 mol气体体积不一定相同。试一试1.导出物理量物理量符号定义式单位符号特性规律意义摩尔质量Mgmol1物质固有属性建立了质量与物质的量的联系试一试2.(1)摩尔质量单位是gmol1，应改为28 gmol1。(2)规律存在前提是“以g为单位”，要增加本前提条件，否则不成立。(3)质
15、量单位是g，gmol1是摩尔质量的单位，可改成1 mol NaCl的质量是58.5 g，或NaCl的摩尔质量是58.5 gmol1。试一试3.(1)18 g36 g102 g(2)3 mol3NA1.8061024(3)2 mol2NA2.4081024试一试4.导出物理量物理量符号定义式单位符号特性规律意义气体摩尔体积VmLmol1与温度和压强有关，与气体组成无关建立气体体积与物质的量的联系试一试5.(1)必须强调“在标准状况”这个前提，严格来说22.4 L也只是一个近似值，描述为“约是22.4 L”更妥，但习惯上往往省略“约”。(2)必须强调“在标准状况”，否则体积不一定是22.4 L。(
16、3)水是液体，1 mol H2O在标准状况下的体积不是22.4 L，质量为18 g，密度为1 gmL1，体积为18 mL。(4)氢气为气体，水为液体，相同物质的量，体积明显不同。试一试6.(1)11.2 L(2)1.5 mol(3)11.2 L(4)2NA限时作业1B物质的摩尔质量是以克为单位在数值上等于其相对分子量，故A、D错；摩尔质量单位为gmol1，C错；1个12C的质量12 g/6.0210231.9931023 g，B正确。2D3.CD4.BC5.C6C4 时水的密度为1 gmL1，所以20滴水为1 g，每滴水为0.05 g,1滴水的分子数为(0.05/18)NANA/360。7D8.D9An，m相同时，M越小，物质的量越大，分子数越多，四个选项中CH4的摩尔质量最小，分子数最多，选A 。10D所含原子的物质的量分别为0.542 mol，1 mol，0.531.5 mol，0.281.6 mol，故。11544556541232解析0.6 g H2的物质的量0.3 mol，标况下体积相同即物质的量相同，所以9.6 g某气体的物质的量为0.3 mol，该气体M32 gmol1即相对分子质量为32。1328 gmol1