气体摩尔体积(鲁科)

1、2021/3/91气体摩尔体积2021/3/921、上一节课我们学习了、上一节课我们学习了“物质的量（物质的量（n）”及其及其单位单位摩尔摩尔（mol）和摩尔质量和摩尔质量(M)，由，由n可以求出哪些物理量？可以求出哪些物理量？复习复习2、在实验室或在生产中，对于气态物质、在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系？的量与气体体积之间有什么关系？1mol气态物质占据的体积有多大？气态物质占据的体积有多大？分子分子离子离子电子电子原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANA(m)（n

2、）（N）分子分子离子离子电子电子原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANA(m)（n）（N）分子分子离子离子电子电子原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANA(m)（n）（N）2021/3/93固体物质1mol铁1mol铝1mol铅6.022310个原子55.8克6.022310个原子26.98克6.022310个原子207.2克7.1cm310cm318.3cm32021/3/94液体物质1mol水1mol硫酸6.022310个原子98克6.022310个原子18克18.0cm354.1cm32021/3/951mol下列气体在下列

3、气体在00C、1.01105Pa下的体积下的体积名称名称状态状态密密 度度(g/L) 质量质量(g)体积体积(L) H2气体气体 0.0893222.4 O2气体气体 1.4293222.39 CO2气体气体 1.9654422.39 N2气体气体 1.252822.4气体物质气体物质2021/3/96素材素材1以下是以下是1mol物质在物质在00C、1.01105Pa下的体积下的体积物质物质状态状态密度密度体积体积Fe固体固体7.8g/ml7.2mlAl固体固体2.7g/ml10mlH2O液体液体1g/ml18mlH2SO4液体液体1.83g/ml53.6mlH2气体气体0.0893g/L2

4、2.4LO2气体气体1.429g/L22.39LCO2气体气体1.965g/L22.39LN2气体气体1.25g/L22.4L由由体积体积数据结合物质数据结合物质状态状态你得出什么结论你得出什么结论?2021/3/97结论结论:1.在相同条件下在相同条件下,1mol气体所占的体积气体所占的体积比比1mol固体或液体所占的体积固体或液体所占的体积大得多大得多 2.在相同条件下在相同条件下,1mol固体或液体的体固体或液体的体积各积各不相同不相同,而而1mol气体的体积气体的体积却几乎完全却几乎完全相同相同从从微观角度微观角度分析分析,物质的体积由哪些因物质的体积由哪些因 素决定素决定?2021/

5、3/98(2)50个乒乓球与个乒乓球与50个篮球紧密排列所占个篮球紧密排列所占空间谁大空间谁大?(1)50个乒乓球与个乒乓球与 100个乒乓球紧密排列个乒乓球紧密排列所占空间谁大所占空间谁大? 与个数有关与个数有关与球大小有关与球大小有关(3)乒乓球与篮球都为乒乓球与篮球都为50个，且球与球都间隔个，且球与球都间隔10米，在操场上均匀分布，那么哪个所占的总体积米，在操场上均匀分布，那么哪个所占的总体积大？大？ 与球间的平均距离有关与球间的平均距离有关2021/3/99粒子粒子数目的多少数目的多少影响物质体积的大小影响物质体积的大小2021/3/910粒子粒子本身的大小本身的大小影响物质体积的大

6、小影响物质体积的大小2021/3/911粒子粒子之间的距离之间的距离影响物质体积的大小影响物质体积的大小2021/3/9123、微粒间的平均距离、微粒间的平均距离2、微粒的大小、微粒的大小1、微粒的数目、微粒的数目结论结论: :在相同条件下在相同条件下, ,决定物质的体积的决定物质的体积的微观因素有微观因素有: :2021/3/913问问: :当物质的粒子数目均为当物质的粒子数目均为1 1摩尔摩尔时时, ,决决定固、液、气态物质的体积大小因素有定固、液、气态物质的体积大小因素有哪些哪些? ?2021/3/914在这两个因素中，当微粒之间距离很小时，物质的体积主要取决于微粒的大小当微粒间的平均距

7、离比较大时，物质的体积主要取决于微粒间的平均距离微粒个数微粒个数微粒大小微粒大小微粒间距微粒间距1mol2021/3/9152021/3/916构成固态结构微粒间的距离很小构成固态结构微粒间的距离很小构成液态结构微粒间的距离也小构成液态结构微粒间的距离也小对固体、液体而言，体积主要取决于对固体、液体而言，体积主要取决于粒粒子本身的大小子本身的大小。2021/3/917分子直径分子直径分子间的平均距离分子间的平均距离 气体物质气体物质分子之间的平均距离比分子直径大得多分子之间的平均距离比分子直径大得多 u对气体而言，体积主要取决于对气体而言，体积主要取决于粒子间粒子间的平均距离的平均距离。202

8、1/3/9181mol物质物质微粒数目微粒数目体积主要体积主要决定因素决定因素结论结论 气体气体 固体固体 液体液体 NA个个 NA个个 NA个个 微粒的平微粒的平 均距离均距离微粒的大小微粒的大小微粒的大小微粒的大小同温同压下，不同温同压下，不同的气体分子间同的气体分子间的距离可看作相的距离可看作相等，因此其体积等，因此其体积相同。相同。同温同压下，粒同温同压下，粒子本身的大小不子本身的大小不同决定了其体积同决定了其体积不同不同。2021/3/919 那么，当粒子数目相同的情况那么，当粒子数目相同的情况下，决定气体分子间的平均距离的下，决定气体分子间的平均距离的因素又是什么呢？因素又是什么呢

9、？2021/3/92001 mol H2O( 18 mL)1001 mol H2O (g) (3.06104 mL)(体积扩大1700倍)液态水变成水蒸气，影响物质体积因素液态水变成水蒸气，影响物质体积因素中，哪个变？哪个不变？中，哪个变？哪个不变？素材素材2021/3/921气体分子间的平均距离由什么决定？气体分子间的平均距离由什么决定？温度温度压强压强 温度和压强改变的是气体分子之间的距离，温度和压强改变的是气体分子之间的距离，气体分子本身的大小没有发生变化。气体分子本身的大小没有发生变化。2021/3/9222021/3/9232021/3/9242021/3/925素材素材1mol下列

10、气体在下列气体在00C、1.01105Pa下的体积下的体积名称名称状态状态密密 度度(g/L) 质量质量(g)体积体积(L) H2气体气体 0.0893222.4 O2气体气体 1.4293222.39 CO2气体气体 1.9654422.39 N2气体气体 1.252822.40、1.01105 Pa称为称为标准状况标准状况2021/3/926因为因为标准状况标准状况下，下，1摩尔任何气体的温度摩尔任何气体的温度和压强相等都是和压强相等都是 0、 1.01105 Pa，所，所以以1摩尔任何气体的体积基本相同，摩尔任何气体的体积基本相同，约为约为22.4L。室温、室温、101kPa常温常压常温

11、常压通常状况通常状况2021/3/927定义：单位物质的量的气体所占的体积。定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号：符号：Vm单位：单位：L/mol表达式：表达式：气体摩尔体积气体摩尔体积Vm=V/n特例：条件为特例：条件为标准状态标准状态(0、101kPa)时，时，Vm=22.4L/mol2021/3/928(1)气体摩尔体积的数值不是固定不变的，取决气体摩尔体积的数值不是固定不变的，取决于气体所处的于气体所处的温度和压强温度和压强。(2)任何气体在任何气体在标准状况下标准状况下的气体摩尔体积都的气体摩尔体积都约约为为22.4L/mol。应用应用“气体摩尔体积气体摩尔体积” ” 应注意的问

12、应注意的问题题22.4L(标准状况）标准状况）6.021023分子分子 0.282m标准状况下的气体标准状况下的气体摩尔体积示意图摩尔体积示意图条件：标准状况条件：标准状况(S T P)(S T P)0、 1.01105 Pa 对象：任何对象：任何气体气体物质的量：物质的量：1mol结论结论2021/3/929(3)气体摩尔体积气体摩尔体积只针对气体只针对气体而言，而言，可以是可以是单一单一气体也可以是气体也可以是混合混合气体；气体；与固体物质和液体物质与固体物质和液体物质无关无关。(4)同温同压下，气体的体积只与同温同压下，气体的体积只与气体的分子气体的分子数目有关数目有关，而与气体分，而与

13、气体分子的子的种类无关种类无关 。2021/3/930练习：练习： 下列说法是否正确下列说法是否正确 ？为什么？为什么？ （1）标准状况下任何气体的体积都约是）标准状况下任何气体的体积都约是 22.4 L（2）1 摩尔二氧化碳占有的体积约为摩尔二氧化碳占有的体积约为 22.4 L（3）1 摩尔水在标准状况下的体积约为摩尔水在标准状况下的体积约为 22.4 L错误。因未指明气体的物质的量。错误。因未指明气体的物质的量。 错误。因未指明气体所处的状况。错误。因未指明气体所处的状况。错误。因水在标准状况下不是气体。错误。因水在标准状况下不是气体。2021/3/931 （4）标准状况下，）标准状况下，

14、1mol任何物质的体积都约任何物质的体积都约 是是22.4L。（5）只有在标准状况下，气体摩尔体积才可只有在标准状况下，气体摩尔体积才可 能约为能约为22.4L/mol。（6） 22.4L气体所含分子数一定大于气体所含分子数一定大于11.2L气气 体所含的分子数。体所含的分子数。错误。错误。“物质物质”应是气体应是气体。 错误。不一定。错误。不一定。错误。错误。未指明气体体积是否在相同条件下测定未指明气体体积是否在相同条件下测定。2021/3/9327、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）（A）在标准状况下，）在标准状况下，1mol水和水和1molH2的体积的体积都约是都约是22.4L（

15、B）2gH2和和44gCO2的体积相等的体积相等（C）1mol某气体的体积为某气体的体积为22.4L，则该气体一，则该气体一定处于标准状况定处于标准状况（D）在标准状况下，）在标准状况下，1gH2和和11.2LO2的物质的的物质的量相等量相等D 2021/3/9338、填写下列空白：、填写下列空白：（1）标况下，）标况下，0.5molH2占有的体积是占有的体积是 L（2）标况下，）标况下， 2molO2占有的体积是占有的体积是 L（3）标况下，）标况下，4.48LCO2的物质的量是的物质的量是 mol（4）标况下，）标况下，33.6LH2 的物质的量是的物质的量是 mol2021/3/934

16、9、在标准状况下、在标准状况下, 2 . 2 g CO2 的体积是多少？的体积是多少？n（CO2） = m CO2MCO2=2 . 2 g44 g mol 1=0 . 05molV（CO2） =n（CO2） Vm（CO2）= 0 . 05 mol 22 . 4 L / mol= 1 . 1 2L解：解：2021/3/93510、标准状况下，、标准状况下，672 mL 某气体的质量为某气体的质量为 1.92 g , 则其则其 摩尔质量为多少摩尔质量为多少 ，相对分子质量为多少，相对分子质量为多少 ？n =VVm解法解法 1：=0 . 672 L22 . 4 L mol 1 = 0 . 03mol n = m / MM = 1.92 g0 . 03 mol = 64 g / mol2021/3/936解法解法 2 ： = m / v = 1.92g 0.672L = 2.86 g/LM = 22.4L/mol = 2.86g/L 22