张掖四中理化

1、张掖四中理化 组教师教师 李小刚李小刚制作主讲：制作主讲： 李李 小小 刚刚 单单 位：位： 张掖四中张掖四中 第二节第二节 气体摩尔体积气体摩尔体积学习目标：学习目标：1、在认识气体的体积与温度和压强有在认识气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解和掌握气体摩尔体积的概念。密切关系的基础上，理解和掌握气体摩尔体积的概念。 2、学会有关气体摩尔体积、学会有关气体摩尔体积 的计算方法。的计算方法。 3、掌握阿佛加得罗定律，并用该定律进行分析、掌握阿佛加得罗定律，并用该定律进行分析、推理和解题。推理和解题。重点：重点：气体摩尔体积的概念以及有关计算。气体摩尔体积的概念以及有关计算。 难点：难

2、点：气体摩尔体积的概念以及有关计算。气体摩尔体积的概念以及有关计算。疑点：疑点： （1）相同条件下，为什么两种液体混合后的）相同条件下，为什么两种液体混合后的体积不一定为混合前两种液体的体积之和，而两种气体积不一定为混合前两种液体的体积之和，而两种气体混合，混合后气体体积一定为混合前两种气体体积体混合，混合后气体体积一定为混合前两种气体体积之和？（混合时不发生化学反应）之和？（混合时不发生化学反应） （2）阿佛加得罗定律和气体摩尔体积是什么关系？）阿佛加得罗定律和气体摩尔体积是什么关系？ 第一节回顾：第一节回顾：问题：气体的体积与问题：气体的体积与物质的量有关系吗？物质的量有关系吗？第二节第二

3、节 气体摩尔体积气体摩尔体积物质质量物质质量 (宏观）宏观）物质的量物质的量微粒个数微粒个数 （微观）（微观）MMNANA气体的体积气体的体积？密度密度密度密度 填写下表（填写下表（你能从中发现问题吗？你能从中发现问题吗？）物质物质 状态状态 微粒数微粒数 物质的量物质的量 质量质量 密度密度 体积体积 （个）（个） （摩尔）（摩尔） （克）（克） （克（克/ 厘米厘米3） （厘米（厘米3） 铁铁 铝铝 铅铅 固固 固固 固固6.0210 23 6.0210 23 6.0210 23 1 56 1 27 1 207 7.8 2.7 11.3 7. 2 10 18. 3 水水 硫酸硫酸液液 液液

4、 1 18 1 98 1 1. 84 18 53.6 问题：问题：1mol 固体物质和固体物质和1mol 液体物质，它们液体物质，它们的体积为什么各不相同？的体积为什么各不相同？6.0210 236.0210 23决定物质体积大小的因素有哪些？决定物质体积大小的因素有哪些？物质的体积物质的体积微粒数的多少微粒数的多少微粒本身大小微粒本身大小微粒间的距离微粒间的距离 决定于决定于 2、知道了决定物质体积的因素后，分析不同状态、知道了决定物质体积的因素后，分析不同状态的物质它们的微粒的堆积方式。的物质它们的微粒的堆积方式。 讨论：讨论：1、不同物质的微粒（分子、原子、离子等）的大、不同物质的微粒（

5、分子、原子、离子等）的大 小是否有区别？小是否有区别？ 问题：相同条件下，问题：相同条件下，1摩尔气体的体积有摩尔气体的体积有怎样的结果呢？怎样的结果呢？填写下表填写下表 气体气体 1mol气体气体 1mol气体气体 密度密度(g / L) 体积（体积（L） 物质物质 所含分子数所含分子数 的质量（的质量（g） (标准状况标准状况) （标准状况）（标准状况） H2 O2 CO2 6.0210 23 6.0210 23 6.0210 23 0.0899 1.429 1.977 2 32 44 22.4 22.4 22.4 问题：以上计算结果并不是巧合，讨论其它更多的问题：以上计算结果并不是巧合，

6、讨论其它更多的 气体，经过许多实验发现和证实，都有这样的结果，气体，经过许多实验发现和证实，都有这样的结果，为什么呢？为什么呢？思考和讨论：思考和讨论： 1、决定气体体积的因素有哪些？、决定气体体积的因素有哪些？ 2、1摩尔气体含有的分子数是否相等？摩尔气体含有的分子数是否相等？ 通常情况下，一般气体的分子直径约是通常情况下，一般气体的分子直径约是410 10米，米，分子间的平均距离约是分子间的平均距离约是410-9米，即平均距离是分子直米，即平均距离是分子直径的径的10倍左右，所以气体体积的大小主要决定于分子数倍左右，所以气体体积的大小主要决定于分子数目的多少和目的多少和 分子间的平均距离，

7、分子本身大小对体积的分子间的平均距离，分子本身大小对体积的影响可忽略不计。影响可忽略不计。（相等，都约是（相等，都约是6.0210 23个）个） 结论：气体的体积主要决定于气体分子结论：气体的体积主要决定于气体分子间的平均距离。间的平均距离。 分析：从决定物质体积大小的三个因素来看，分析：从决定物质体积大小的三个因素来看，1mol 固体或液体物质所含微粒数是相等的，他们微粒固体或液体物质所含微粒数是相等的，他们微粒间的距离又是非常小的，因此固体和液体的体积主要间的距离又是非常小的，因此固体和液体的体积主要决定于它们的分子、原子、离子本身的大小。决定于它们的分子、原子、离子本身的大小。由于构由于

8、构成不同物质的分子、原子、离子的大小不同，成不同物质的分子、原子、离子的大小不同，所以他所以他们的体积也就各不相同。们的体积也就各不相同。固体或液体固体或液体 的体积的体积 决定于决定于微粒本身的大小微粒本身的大小 结论：相同条件下，结论：相同条件下，1摩尔固体或摩尔固体或1摩尔摩尔液体的体积是不相同的。液体的体积是不相同的。 4、为什么、为什么1摩尔任何气体在标准状摩尔任何气体在标准状况下所占的体积都相同呢？况下所占的体积都相同呢？ 因为温度、压强相同，不同气体分子因为温度、压强相同，不同气体分子 间的平均距离几乎是相同的。又因为间的平均距离几乎是相同的。又因为1摩摩 尔任何气体所含分子数是

9、相等的，所以它尔任何气体所含分子数是相等的，所以它 们在标准状况下的体积就应该是相等的们在标准状况下的体积就应该是相等的 。 问题：是否在相同温度和压强下，只要问题：是否在相同温度和压强下，只要物质的量相等，气体的体积就相等吗？物质的量相等，气体的体积就相等吗？一、气体摩尔体积一、气体摩尔体积 1、定义：、定义：1摩尔气体所占的体积叫做气体摩尔摩尔气体所占的体积叫做气体摩尔体积。体积。 2、符号、符号: Vm -气体摩尔体积气体摩尔体积 V n 3、公式：、公式： Vm= 4、单位：升、单位：升 / 摩尔摩尔 L /mol 或或 L. mol-1问题：在标准状况下，气体的摩尔体积是多少？问题：

10、在标准状况下，气体的摩尔体积是多少？ 3、分子间的平均距离受哪些条件影、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？响？是怎样影响的？ 分子间的平均距离受温度和压分子间的平均距离受温度和压强的影响。强的影响。温度升高时，气体分子间的平均距离增大；温度升高时，气体分子间的平均距离增大；温度降低时，气体分子间的平均距离减小；温度降低时，气体分子间的平均距离减小；压强增大时，气体分子间的平均距离减小；压强增大时，气体分子间的平均距离减小；压强减小时，气体分子间的平均距离增大。压强减小时，气体分子间的平均距离增大。 练习：判断下列说法是否正确？为什么？练习：判断下列说法是否正确？为什么？ 1、气体的

11、摩尔体积为、气体的摩尔体积为22.4 L / mol。 2、标准状况下，任何气体的体积都都约是、标准状况下，任何气体的体积都都约是22.4 L。 3、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。 4、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。 5、1 摩尔摩尔SO2在在20时的体积比时的体积比22.4 L大。大。 6、1 摩尔在摩尔在HCl 3.03 105 Pa时的体积比时的体积比22.4 L小。小。 注意：气体摩尔体积讨论的是气体，只要求温度和压注意：气体摩尔体积讨论的是气体，只要求温度和压强强 一定；但要涉及到一定；但要涉及到22

12、.4升，必须注意气体的物质的量是升，必须注意气体的物质的量是1摩尔，而且是在标准状况下。摩尔，而且是在标准状况下。在标准状况下在标准状况下，1 摩尔摩尔任何任何气体气体的体积都的体积都约是约是22.4升，升， 5、标准状况下，气体的摩尔体积、标准状况下，气体的摩尔体积 0，1.0110 5帕帕 近似值近似值必须必须 是气体是气体 气体的物质的量必须是气体的物质的量必须是1 摩尔。如果不摩尔。如果不是是1 摩尔，可以相应换算。摩尔，可以相应换算。是特例是特例练习：填写下列空白练习：填写下列空白 1、标准状况下，、标准状况下，0.5molH2占有的体积是占有的体积是 L. 2、标准状况下，、标准状

13、况下，2molO2占有的体积是占有的体积是 L . 3、标准状况下，、标准状况下，4.48LCO2的物质的量是的物质的量是 mol 4、标准状况下，、标准状况下，33.6LH2的物质的量是的物质的量是 mol 5、标准状况下，、标准状况下，16gO2的体积是的体积是 L 6、标准状况下，、标准状况下，11.2LN2中含的中含的N2分子数分子数是是 。 7、标准状况下，、标准状况下，33.6LCO所含的分子数与所含的分子数与 molNH3所含的分子数相等。所含的分子数相等。 11.244.8 0.21. 5 0.53.0110 23 1.5 问题：通过以上练习，能否总结标准状况下气问题：通过以上

14、练习，能否总结标准状况下气体体积、物质的量、气体摩尔体积之间的关系？体体积、物质的量、气体摩尔体积之间的关系？ 6、物质的量（摩尔）、物质的量（摩尔）标准状况下气体体积（升）标准状况下气体体积（升） 气体摩尔体积（升气体摩尔体积（升 / 摩尔）摩尔）符号表示：符号表示： n(mol) = V(L)Vm(L / mol) 问题：是否只有在标准状况下问题：是否只有在标准状况下1 摩尔不同摩尔不同气体的体积才是相同的？气体的体积才是相同的？ 分析：不一定是标准状况分析：不一定是标准状况 ，只要在相同温度，只要在相同温度和压强下，各种气体分子间平均距离几乎是相和压强下，各种气体分子间平均距离几乎是相等

15、的，如果气体的分子数相同，气体体积就必等的，如果气体的分子数相同，气体体积就必然相同；反过来，如果气体体积相同，也可以然相同；反过来，如果气体体积相同，也可以判断其分子数目必然相等。这一规律就是阿佛判断其分子数目必然相等。这一规律就是阿佛加得罗定律加得罗定律二、阿佛加得罗定律二、阿佛加得罗定律 1、内容：在相同的温度和压强下，相同体积、内容：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。的任何气体都含有相同数目的分子。理解阿佛加得罗定律应该注意的问题是什么？理解阿佛加得罗定律应该注意的问题是什么？ 注意：注意：1、适用对象是任何气体；、适用对象是任何气体； 2、应用条件是、应用

16、条件是温度、压强和体积相同（即温度、压强和体积相同（即“三同三同”）；）；3、结论是气体的、结论是气体的分子数相同，即气体的物质的量相同（即分子数相同，即气体的物质的量相同（即“两同两同”）。）。问题：阿佛加得罗定律与气体摩尔体积是什么关系？问题：阿佛加得罗定律与气体摩尔体积是什么关系？ 阿佛加得罗定律是一般规律，气体摩尔体积是阿佛加得罗定律是一般规律，气体摩尔体积是它的一个特例。它的一个特例。即：即：“三同三同” 定定 “两同两同”问题：学习阿佛加得罗定律有什么用呢？问题：学习阿佛加得罗定律有什么用呢？ 分析；同温同压下，相同体积的气体所含分子数目相同；分析；同温同压下，相同体积的气体所含分

17、子数目相同； 如如果气体体积不同，那么气体所含分子数也不相同。此时，气体的分果气体体积不同，那么气体所含分子数也不相同。此时，气体的分子数和体积与气体的物质的量有怎样的关系？子数和体积与气体的物质的量有怎样的关系？ （1） 同温同压下，气体体积之比等于气体的分同温同压下，气体体积之比等于气体的分子数之比，等于气体物质的量之比。子数之比，等于气体物质的量之比。2、应用、应用 V1 V2N1N2n1n2 同温同压：同温同压：= 问题：依据上述比例式能否推导出气体的密度问题：依据上述比例式能否推导出气体的密度与气体的摩尔质量之间的关系？与气体的摩尔质量之间的关系？（2）同温同压：）同温同压：12M1

18、M2= D 密度之比叫做相对密度，常用密度之比叫做相对密度，常用D来表示，也是计算物质的相对来表示，也是计算物质的相对分子质量的一种方法，在以后的学习中会经常遇到。分子质量的一种方法，在以后的学习中会经常遇到。 阿佛加得罗定律还有几个重要的推论，列举如下：阿佛加得罗定律还有几个重要的推论，列举如下：P1P2n1n2N1N2= 即：温度相同时，相同体积的气体，压强之比等于即：温度相同时，相同体积的气体，压强之比等于物质的量之比，也等于气体分子数之比。物质的量之比，也等于气体分子数之比。（3）同温、同体积：）同温、同体积：P2=P1V1V2（4）同温、同物质的量：）同温、同物质的量： 即：相同温度

19、时，相同物质的量的气体，压强之比即：相同温度时，相同物质的量的气体，压强之比与体积成反比。与体积成反比。 （5）同温、同压：）同温、同压：V总总= V1+V2+V3+ （气体间不发生化学反应）（气体间不发生化学反应） （6）同温、同压、同体积：）同温、同压、同体积：m1m2M1M2= 即：相同温度、相同压强时、同体积的气体的质量即：相同温度、相同压强时、同体积的气体的质量之比等于气体的摩尔质量之比。之比等于气体的摩尔质量之比。三、关于气体摩尔体积的计算三、关于气体摩尔体积的计算（一）计算依据（一）计算依据 1、准确理解物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积等概念。、准确理解物质的量、摩尔、摩尔

20、质量、气体摩尔体积等概念。 2、掌握好标准状况下气体体积（、掌握好标准状况下气体体积（V）与气体的质量）与气体的质量(m)、气体、气体的物质的量的物质的量(n)、气体的分子数（、气体的分子数（N）之间的换算关系；）之间的换算关系； （1）在标准状况下）在标准状况下: n =VVm=V 22.4L /mol（2）各个量之间的关系见前面内容。）各个量之间的关系见前面内容。（3）掌握阿佛加得罗定律的几个推论。）掌握阿佛加得罗定律的几个推论。（二）计算类型（二）计算类型 1、标准状况下气体体积、气体质量、气体的物质量、标准状况下气体体积、气体质量、气体的物质量、气体分子数之间的相互换算。气体分子数之间

21、的相互换算。 例例1、 在标准状况下，在标准状况下，2.2gCO2的体积是多少？的体积是多少？ 例例2、 在标准状况下，在标准状况下，5.6LCO2物质的量是多少？含多物质的量是多少？含多少个少个CO2分子？它的质量是多少克？分子？它的质量是多少克？1个个CO2分子的质量分子的质量是多少克？是多少克？ 例例3、 在标准状况下在标准状况下 ，11.2LCO2所含分子数与多少所含分子数与多少克克NH3所含所含N 原子数相等？原子数相等？ 2、求气体的相对分子质量、求气体的相对分子质量 分析分析 物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相等的，因

22、此，要求某物质的相对分子质量，首先就要计算出该物质等的，因此，要求某物质的相对分子质量，首先就要计算出该物质的摩尔质量。的摩尔质量。 按照题目所给的条件，我们可以首先根据在标准状况下气体的按照题目所给的条件，我们可以首先根据在标准状况下气体的体积和质量，计算出气体的密度：体积和质量，计算出气体的密度：= m / V 然后利用标准状况下气体摩尔体积与密度的关系然后利用标准状况下气体摩尔体积与密度的关系 ，计算出该气，计算出该气体的摩尔质量体的摩尔质量:M = 22.4L / mol 例例4 在标准状况下，测得在标准状况下，测得1.92克某气体的体积克某气体的体积为为672ml。计算此气体的相对分

23、子质量。计算此气体的相对分子质量。 练习练习1 在标准状况下，在标准状况下，0.2升容器里所含某气体升容器里所含某气体的质量为的质量为0.25克，计算该气体的相对分子质量。克，计算该气体的相对分子质量。（28） 问题：利用标准状况下的气体密度可以计算气体的相问题：利用标准状况下的气体密度可以计算气体的相对分子质量，如果不在标准状况下，能否计算呢？对分子质量，如果不在标准状况下，能否计算呢？ 例例5 某气体对氢气的相对密度为某气体对氢气的相对密度为14，求该，求该气体的相对分子质量。气体的相对分子质量。 分析分析 同温、同压时，同温、同压时，M1 / M2 = 1 / 2 = D 所以：所以：M1 = M2D3、有关混合气体的计算、有关混合气体的计算 （1）求混合气体中各组分的量）求混合气体中各组分的量 例例6 标准状况下，标准状况下，CO和和CO2混合气体的质量为混合气体的质量为30克，体积为克，体积为17.6L，求，求CO、CO2的质量和体积各为少？的质量和体积各为少？ 分析分析 根据混合气体的质量等于各组分气体的质量根据混合气体的质量等于各组分气体的质量之和，混合气体的体积等于各组分气体的体积之和，通之和，混合气体的体积等于各组分气体的体积之和，通过列出二元一次方程组求解。过列出二元一次方程组求解。 （2） 求混合气体中各组分的体积分数和