化学必修_气体摩尔体积

1、第一章第一章 第二节第二节气体摩尔体积气体摩尔体积体积体积10.0 7.10 18.3 18.0 54.1cm3 cm3 cm3 cm3 cm3示示意意图图1摩尔摩尔物质的体积物质的体积 L L L22.4 22.4 22.3固态固态液态液态气态气态(标准状况标准状况)铝铝 铁铁 铅铅 水水 硫酸硫酸 氢气氢气 氧气氧气二氧二氧化碳化碳物质物质液体物质液体物质固体、液体固体、液体物质粒子间间物质粒子间间隔很小，在微隔很小，在微粒数目相同的粒数目相同的情况下，固体、情况下，固体、液体的体积主液体的体积主要由要由粒子本身粒子本身大小大小决定。决定。 不同种固、液微不同种固、液微粒的大小不同导致粒的

2、大小不同导致1mol不同种固、液不同种固、液体体积不同体体积不同固体物质固体物质分子间距大约是分子直径的分子间距大约是分子直径的10倍倍1mol气体在任何情况下，体积都相等呢？气体在任何情况下，体积都相等呢？讨论讨论2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？的？3、为什么在标准状况下、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都任何气体所占的体积都相同呢？相同呢？1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？、决定气体体积大小的主要因素有哪些？ 标准状况（标准状况（S.T.P）：温度（）：温度（0、273K） 压强（压强（101KPa、1.0110

3、5Pa)T.P相同相同d相同相同相同（相同（.L).体积（体积（V）取决于取决于分子数目（分子数目（N N或或n n）分子间平均距离（分子间平均距离（d d）d取决于取决于VnTdPd一、阿伏加德罗定律：一、阿伏加德罗定律：1 1 、定义、定义: :在相同条件（同温同压）下在相同条件（同温同压）下, ,相同相同体积的任何气体含有的相同数目的分子数。体积的任何气体含有的相同数目的分子数。2 2、数学表达式、数学表达式相同条件下：相同条件下： V V1 1/V/V2 2= =N N1 1/N/N2 2注意：注意：（1 1）“三同三同”定定“一同一同”。（2 2）适用于气态物质。既适用于单一）适用于

4、气态物质。既适用于单一 气体，又适用于混合气体。气体，又适用于混合气体。（1）定义：单位物质的量的气体所具有的体积）定义：单位物质的量的气体所具有的体积（2）符号：）符号： V（3）单位：）单位：“L/mol”或或“Lmol-1”（4）条件：气体，）条件：气体，1 mol（5）计算：）计算： VnV二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积标准状况下标准状况下,1mol,1mol任何气体的体积约是任何气体的体积约是22.422.4标准状况下标准状况下气体摩尔体积气体摩尔体积要点：要点：v条件：条件：标准状况标准状况v对象：对象：任何气体任何气体 体积体积约占约占. .v物质的量：物质的量：1mol1mo

5、l1 气体摩尔体积不仅适用于单一气体，还适用于混合气体。气体摩尔体积不仅适用于单一气体，还适用于混合气体。2 气体摩尔体积只适用于气体。气体摩尔体积只适用于气体。3 条件不同时，气体摩尔体积不同。条件不同时，气体摩尔体积不同。我们需要注意的几点：我们需要注意的几点：4 同温、同压下，气体摩尔体积只与气体分子数目有关，同温、同压下，气体摩尔体积只与气体分子数目有关，而与分子种类无关。而与分子种类无关。: 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（CO2）M(CO2)=2 . 2 g44 g mol 1= 0 . 05molV（CO2）

6、=n（CO2） Vm（CO2）= 0 . 05 mol 22 . 4 L / mol= 1 . 1 2L解：解：标准状况下，标准状况下， 112 mL 某气体的质量某气体的质量为为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为则其摩尔质量为 ，相对，相对分子质量为分子质量为 。n =VVm解：解：=0 . 112 L22 . 4 L mol 1 = 0 . 005 mol n = m / MM = 0 . 14 g0 . 005 mol = 28 g / mol三、阿伏加德罗推论：三、阿伏加德罗推论：推论、推论、n n1 1/n/n2 2 =N =N1 1/N/N2 2-(1)-(1) 也就是：微观粒

7、子数与物质的量成正比也就是：微观粒子数与物质的量成正比推论、推论、n n1 1/n/n2 2=V=V1 1/V/V2 2 -(2) -(2) 也就是：同温同压下气体的体积与其物质也就是：同温同压下气体的体积与其物质的量成正比的量成正比推论、推论、综合两式，得出：综合两式，得出： 同温同压下同温同压下n n1 1/n/n2 2=N=N1 1/N/N2 2=V=V1 1/V/V2 2推论推论4 4、同温同压下同温同压下1 1/2 2 = =M M1 1/M/M2 2气体状态方程：气体状态方程：PV= n R TPV= n R T知 识 归 纳 物质的量物质的量微粒数微粒数 NA.NAM.M质量质量

8、 气体体积气体体积 (标准状况标准状况)Vm(22.4L/mol).Vm.M 摩尔质量摩尔质量NA 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数Vm 气体摩尔体积气体摩尔体积 气体密度气体密度 同温同压下同温同压下,质量相同的质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种气体所占的体积由大到小五种气体所占的体积由大到小 的顺序是（的顺序是（）练习练习CH4、N2、O2、CO2、Cl2求气体体积的大小求气体体积的大小求物质的量大小求物质的量大小质量相同看摩尔质量质量相同看摩尔质量等质量的物质其摩尔质量越小，其物质的量越大等质量的物质其摩尔质量越小，其物质的量越大等物质的量的以上气体，质量由大到小的顺序是什么

9、？等物质的量的以上气体，质量由大到小的顺序是什么？相同物质的量的物质，摩尔质量越大质量越大相同物质的量的物质，摩尔质量越大质量越大温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体体积缩小体积缩小从实验学化学从实验学化学气体摩尔体积气体摩尔体积例例 题题 5. 5克氨在标准状况时体积是多少克氨在标准状况时体积是多少?解解: 氨的式量是氨的式量是17, 氨的摩尔质量是氨的摩尔质量是 17g/mol 。5. 5g17g/mol= 0. 32 mol答：答：5. 5氨在标准状况时的体

10、积是氨在标准状况时的体积是7. 2LV(NH3) = Vmn = 22. 4L/mol 0. 32mol = 7. 2Ln (NH3) = m(NH3)M=V(标况）标况）vmvmVmNAVmNA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MMNANAmnN 有关有关“物质的量物质的量”的计算关系的计算关系讨论讨论 请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：请列出标准状况下求算气体体积可能的方法： 1、V=m/ 2、V=nVm(V= mM Vm或或 V = NNA Vm) 为什么为什么1mol1mol液体、固体的体积各不相同，而液体、固体的体积各不相同，而

11、1mol1mol气体在标准状况下的体积是基本相同的？气体在标准状况下的体积是基本相同的？ 物质体积的决定因素：物质体积的决定因素： 1 1、微粒的数目、微粒的数目 2 2、微粒的大小、微粒的大小 3 3、微粒间的平均距离、微粒间的平均距离当微粒的数目一定时当微粒的数目一定时（1mol)1mol)物质的体积决定物质的体积决定于微粒的大小和间距于微粒的大小和间距固体固体液体液体气体气体固体固体或液或液体体气体气体 气体分子在较大空间快速运动气体分子在较大空间快速运动 气体分子平均间距较大。气体分子平均间距较大。 通常情况下一般气体分子直径通常情况下一般气体分子直径约是约是0.4nm,0.4nm,分

12、子间的平均距离分子间的平均距离是是4nm4nm，即平均距离是分子直，即平均距离是分子直径的径的1010倍左右倍左右 气态物质的体积比它在固气态物质的体积比它在固态或液态时大态或液态时大10001000倍左右倍左右气态物质的结构特点气态物质的结构特点二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积1 1、概念：、概念：单位物质的量气体所占的体积叫做单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩气体摩尔体积尔体积，气体摩尔体积的符号为，气体摩尔体积的符号为V Vm。气体摩尔体积。气体摩尔体积的常用单位有的常用单位有L/molL/mol和和m m3/mol。（1 1）必须是气体物质，不适用于固体或液体。）必须是气体物质，不适

13、用于固体或液体。（2 2）物质的量为）物质的量为1 1摩尔。摩尔。（3 3）研究对象是任何气体，可以是单一成份的研究对象是任何气体，可以是单一成份的纯净气体，也可以是几种成份组成的混合气体。纯净气体，也可以是几种成份组成的混合气体。 （4 4）标准状况下，体积）标准状况下，体积约约是是22.422.4升。升。注意注意在标准状况下，气体的摩尔体积约为在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol22.4 L/mol，（1）标准状况下，）标准状况下，0.5mol H0.5mol H2占有的体积是占有的体积是_ L_ L。（2）标准状况下，）标准状况下，2mol O2mol O2占有的体积是占

14、有的体积是_L_L。（3）标准状况下，）标准状况下，4.48L CO4.48L CO2的物质的量是的物质的量是_mol_mol。（4）标准状况下，）标准状况下，33.6L H33.6L H2的物质的量是的物质的量是_mol_mol。（5）标准状况下，）标准状况下，16g O16g O2的体积是的体积是_L_L。（6）标准状况下，）标准状况下，11.2L N11.2L N2中含中的中含中的N N2分子数是分子数是_个个。课堂练习课堂练习11.211.244.844.80.20.21.51.511.211.23.013.01101023是否是否1 1摩尔的气体摩尔的气体只有在标准状况只有在标准状况

15、下的体积约是下的体积约是22.422.4升升2 2、影响气体体积的外界因素、影响气体体积的外界因素 气体体积较大的受到气体体积较大的受到温度温度和和压强压强的影响的影响温度升高温度升高分子间平均距离增大分子间平均距离增大体积增大体积增大温度降低温度降低分子间平均距离减小分子间平均距离减小体积减小体积减小压强增大压强增大分子间平均距离减小分子间平均距离减小压强减小压强减小分子间平均距离增大分子间平均距离增大若温度升高，压强增大，则体积仍可能为若温度升高，压强增大，则体积仍可能为22.422.4升升 课堂练习课堂练习2 2判断下列说法是否正确？为什么判断下列说法是否正确？为什么（1 1）标况下任何

16、气体的体积都约是）标况下任何气体的体积都约是22.4L22.4L。（2 2）1 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22.4L22.4L。（3 3）1 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22.4L22.4L。（4 4）1 1摩尔二氧化硫在摩尔二氧化硫在2020时的体积比时的体积比22.4L22.4L大。大。（5 5）1 1摩尔氯化氢在摩尔氯化氢在3.033.0310105 5PaPa时的体积比时的体积比22.4L22.4L少。少。3.3.标准状况下有（标准状况下有（1 1）6.72LCH6.72LCH4 4 (2) (2) 3.013.01101023

17、23个个HClHCl分子分子 （3 3）13.6gH13.6gH2 2S S，下列对，下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是：这三种气体的关系从小到大的排列顺序是：A A、物质的量、物质的量_B B、体积、体积_C C、质量、质量_D D、氢原子、氢原子_4.N4.N2 2、COCO2 2、SOSO2 2三种气体的质量比为三种气体的质量比为7 7：1111：1616时，它们的分子个数比为时，它们的分子个数比为_；物质；物质的量之比为的量之比为_；同温同压下体积比；同温同压下体积比为为_填表：标准状况下，氧气的体积与其物质的量、质量的填表：标准状况下，氧气的体积与其物质的量、质量的关系。关系

18、。 编号编号 氧气氧气1234物质的量物质的量（mol）1234分子数分子数体积体积(L)质量质量(g)NA2NA3NA4NA22.444.867.289.6128966432思考与交流：同温同压下，气体的质量比是否一定思考与交流：同温同压下，气体的质量比是否一定等于体积比？等于体积比？推论一：同温同压下，气体的物质的量之比等于气体推论一：同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积比。的体积比。试一试：能否根据阿伏加德罗定律和已知的推论一，试一试：能否根据阿伏加德罗定律和已知的推论一，列出当温度、压强相同时，气体密度与气体的摩尔质列出当温度、压强相同时，气体密度与气体的摩尔质量的关系式？量的

19、关系式？ 推论二：同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩推论二：同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比。尔质量之比。练习练习1、试求标况下氧气的密度。、试求标况下氧气的密度。练习练习2、氢气球在日常生活中大有用处，但易遇火爆炸，、氢气球在日常生活中大有用处，但易遇火爆炸，有危险，请思考为了安全，氦气、有危险，请思考为了安全，氦气、CO2可否代替氢气充入可否代替氢气充入气球？（提示：空气的平均相对分子质量为气球？（提示：空气的平均相对分子质量为29） 练习练习3、同温同压下，下列密度相同的气体组是、同温同压下，下列密度相同的气体组是 （ ） A、CO、N2 B、NO、CH4 C、C2H

20、4、NO D、SO2、Cl2 A讨论：试讨论同温同体积情况下，气体物质的量与压强讨论：试讨论同温同体积情况下，气体物质的量与压强的关系。的关系。例：将例：将H2、O2、N2三种气体分别装在三个容积相等的容三种气体分别装在三个容积相等的容器中，当温度和密度完全相同时，三种气体压强器中，当温度和密度完全相同时，三种气体压强(P)的大的大小关系正确的是小关系正确的是 （ ）A、P(H2)=P(O2)=P(N2) B、P(H2)P(N2)P(O2)C、P(H2)P(O2) P(N2) D、P(N2)P(O2) P(H2)推论三：同温同体积的气体，压强之比等于其物质的量推论三：同温同体积的气体，压强之比

21、等于其物质的量之比也等于其分子数目之比。之比也等于其分子数目之比。B1、同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数、同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数2、同温同压下，、同温同压下，1molO2和和1molH2的体积相同，都为的体积相同，都为22.4L3、同温同压下，、同温同压下，1molNH3和和1molNH4Cl的体积相同的体积相同5、同温同压下，、同温同压下，4.4gCO2和和0.2H2的体积相同的体积相同6、同温同压下，、同温同压下，2LO2和和1LH2的分子数之比为的分子数之比为2：14、相同物质的量的、相同物质的量的O2和和H2所占有的体积相同所占有的体积相同(1)1

22、mol任何气体的体积都约为任何气体的体积都约为22.4L(2)S.T.P 下，下，1mol任何物质的体积都约为任何物质的体积都约为22.4L(3)S.T.P下，任何气体所占的体积为下，任何气体所占的体积为22.4L(4)常温常压下，常温常压下，1mol任何气体的体积为任何气体的体积为22.4L(5) 标况下，标况下， 1mol水的体积为水的体积为22.4L(6)1mol某气体体积为某气体体积为22.4L,则其一定处于标况下则其一定处于标况下讨论：讨论：同温度和同压下同温度和同压下(并不一定是标准状况并不一定是标准状况)， 1mol不同的气体体积是否相同？不同的气体体积是否相同？ 因因素状态素状

23、态粒子个数粒子个数 粒子大小粒子大小粒子间距离粒子间距离固体和固体和 液液 体体 气气 体体1mol主要因素主要因素次要因素次要因素1mol忽略忽略决定因素决定因素从微观角度分析从微观角度分析,决定物质体积的三个因素决定物质体积的三个因素判断正误判断正误（2）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22.4L。（1）1摩尔摩尔CO2占有的体积约为占有的体积约为22.4L。（3） 1摩尔摩尔H2O在标准状况下的体积约为在标准状况下的体积约为22.4L。（4） 1摩尔摩尔SO2在在20 时的体积比时的体积比22.4L大。大。（5）1摩尔摩尔SO2在在3.03x105Pa时的体

24、积比时的体积比22.4L小。小。错错错错错错错错错错 练习练习 （1）标准状况下，）标准状况下，0.5molH2，占有的体积约，占有的体积约（2）标准状况下，）标准状况下，4.48LCO2 的物质的量的物质的量（3）标准状况下，）标准状况下，16gO2 的体积约的体积约（4）标准状况下，）标准状况下，11.2LN2 中含有的中含有的N2的分子数的分子数11.2L0.2mol11.2L3.01x1023 练习练习 填空填空3.同温同压下同温同压下,质量相同的质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种五种气体所占的体积由大到小的顺序是气体所占的体积由大到小的顺序是1.在标况下在标况下 1)

25、 0.5mol HCl气体占有的体积是多少？气体占有的体积是多少？ 2) 3.36LH2 的物质的量是多少？的物质的量是多少？ 思考与讨论：思考与讨论：2.在标况下在标况下 1) 16克氧气的体积是多少？克氧气的体积是多少？ 2) 44.8L氮气中含有的分子数是多少？氮气中含有的分子数是多少？ 结论结论1 1 相同条件下，相同条件下，1 1摩尔不同固体或液摩尔不同固体或液 体物质的体积是体物质的体积是 的。的。不相同不相同分析比较：分析比较： 结论结论2 2 在标准状况下，在标准状况下，1mol1mol任何气体所任何气体所 占的体积占的体积 L L。都都约约是是22.422.4(标准状况是指压

26、强为标准状况是指压强为 1个大气压个大气压和温度为和温度为0 oC)在回答此问题之前我们先看一幅碘的固体、在回答此问题之前我们先看一幅碘的固体、液体、气体的分子间距离的比较图：液体、气体的分子间距离的比较图： 思考：思考： 为什么为什么1 1摩尔固态和液态物质体积不同摩尔固态和液态物质体积不同，而而1mol1mol气态物质的体积却相同？气态物质的体积却相同？讨论：讨论：决定物质体积大小的因素有哪些呢？决定物质体积大小的因素有哪些呢？(1)微粒数微粒数 (2)微粒本身大小微粒本身大小 (3)微粒间距离微粒间距离答：答：3、为什么在、为什么在标准状况标准状况下下1mol任何气体任何气体所占的体积所

27、占的体积都相同呢？都相同呢？标准状况（标准状况（S.T.P）：温度（）：温度（0或或273K） 压强（压强（101325Pa或或 1.01105Pa)T.P相同相同d相同相同相同（相同（ 2.24L).1、数值计算中做了近似处理、数值计算中做了近似处理2、分子本身有大小且其相互间有作用力、分子本身有大小且其相互间有作用力 实验启示实验启示 气体分子间的平均距离要比固气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。体和液体中粒子之间的平均距离大得多。01 mol H2O( 18 mL)1001 mol H2O (g) (3.06104 mL)(体积扩大体积扩大1700倍倍)1、下列

28、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的的体积都约是体积都约是22.4L（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，则该气体一定处于标准状况体一定处于标准状况（D）在标准状况下，）在标准状况下，1gH2和和11.2LO2的物的物质的量相等质的量相等（E）标准状况下，）标准状况下，1molO2和和N2混合气体的混合气体的体积约为体积约为22.4L答案答案 D、E 课堂练习：课堂练习：、C C5.(045.(04上海上海) )下列两种气体的分子数一定相等的是（）下列两

29、种气体的分子数一定相等的是（） A.A.质量相等、密度不等的质量相等、密度不等的N N2 2和和C C2 2H H4 4 B. B.等体积等密度的等体积等密度的COCO和和C C2 2H H4 4 C. C.等温等体积的等温等体积的O O2 2和和N N2 2 D. D.等压等体积的等压等体积的N N2 2和和COCO2 24.(20004.(2000年广东年广东) )同温同压下两个容积相等的贮气瓶，同温同压下两个容积相等的贮气瓶，一个装有一个装有C C2 2H H4 4，另一个装有，另一个装有C C2 2H H2 2和和C C2 2H H6 6的混合气体，两的混合气体，两瓶内的气体一定具有相

30、同的（）瓶内的气体一定具有相同的（） A A、质量、质量B B、原子总数、原子总数 C C、碳原子数、碳原子数D D、密度、密度B6 6（弹性）、在标准状况下，（弹性）、在标准状况下，mgmg气体气体A A与与ngng气气体体B B的分子数相同，下列说法不正确的是（的分子数相同，下列说法不正确的是（ ） A A、A A与与B B的相对分子质量之比为的相对分子质量之比为 m : nm : n B B、同温同压下，、同温同压下，A. B A. B 气体的密度之比气体的密度之比n : mn : m C C、相同质量的、相同质量的A. BA. B分子数之比为分子数之比为 n : m n : m D D

31、、相同状况下、相同状况下, ,同体积的气体同体积的气体A A与与B B质量之比质量之比为为 m : nm : n1.018.021.977 g/ L44.01CO21.43 g/ L32.00O20.0899 g/ L2.016气气态态H2 1.8398.0H2SO4液态液态2.726.98 Al7.8855.8固固态态 Fe体积体积密度密度 (g/cm3)质量质量(g)状态状态物质物质以下是以下是1mol物质在物质在00C、1.01105Pa下下的体积的体积由由体积体积数据结合物质状态得出什么结论数据结合物质状态得出什么结论? ? 探究探究 1 1、相同条件下，、相同条件下，1 1摩尔不同固

32、体或液体物质的体积是摩尔不同固体或液体物质的体积是 的。的。（相同或不相同）（相同或不相同） 2 2、相同条件下，、相同条件下，1 1摩尔不同气体物质的体积是摩尔不同气体物质的体积是 的。的。（相同或不相同）（相同或不相同）7.08cm39.99 cm353.6 cm322.4 L22.4 L22.3 L18.0 cm3思考：思考：2 22 2 2 22 2+ +2 2系数表达的意义？系数表达的意义？电解电解判断下列说法是否正确？为什么？判断下列说法是否正确？为什么？1.气体的摩尔体积为气体的摩尔体积为22.4Lmol-12.1molCO2占有的体积为占有的体积为22.4L3.标况下任何气体的体积都约为标况下任何气体的体积都约为22.4L4. 1molH2O在标况下的体积为在标况下的体积为22.4L5.