人教版化学《物质的量》

高中化学必修第一册第二章海水中的重要元素—钠和氯第三节物质的量第2课时气体摩尔体积1人教版化学《物质的量》5/8/2024二、气体摩尔体积

在上一节课，我们学习了物质的量，它表示含有一定数目粒子的集合体，单位为mol。那么对于气体，如何表示它的分子数呢？以及后面将学习的溶液又如何表示其中所含的离子数呢？今天首先讨论气体粒子数的计算问题。2人教版化学《物质的量》5/8/2024

同学们都测过肺活量吧，在测肺活量时，其实测的是我们呼出的气体的体积

若某男生常温常压下（25℃、101KPa）测得的肺活量为3600mL，试推求他呼出气体中大约含有多少个气体分子？3人教版化学《物质的量》5/8/2024运用所学求解V（L）N（个）n（mol）m（g）×单位体积粒子数×气体密度÷M摩尔体积÷？×NA4人教版化学《物质的量》5/8/2024科学探究提出问题:猜想与假设：2、已知密度，计算1mol不同物质的体积引入气体摩尔体积是否具有可行性气体摩尔体积的数值可能存在某种特殊性设计实验:1、比较1molH2和1molO2的体积大小有什么关系5人教版化学《物质的量》5/8/2024进行实验:分析实验:1、比较1molH2和1molO2的体积大小有什么关系2H2O2H2↑+O2↑通电V:221m:36432n:221VH2:VO2=2:1nH2:nO2=2:1实验结论:在相同状况下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比6人教版化学《物质的量》5/8/20242、已知密度，计算1mol不同物质的体积⑴、计算标准状况下，1mol气体的体积物质状态质量密度体积O2气体32g1.429g/LH2气体2g0.0899g/L22.4L22.4L7人教版化学《物质的量》5/8/2024⑵、计算20℃时，1mol固体、液体的体积物质状态质量密度体积Fe固体567.86g/cm37.1cm3Al固体272.70g/cm310cm3H2O液体180.998g/cm318cm3H2SO4液体981.83g/cm353.6cm3实验结论:在相同状况下，1mol气体的体积相同，而1mol固体或液体的体积不同8人教版化学《物质的量》5/8/2024⑶、在不同条件下，1mol不同状态的物质的体积比较物质状态0℃101KPa25℃101KPa0℃

202KPaO2气体22.4L24.5L11.2LH2气体22.4L24.5L11.2LFe固体7.1cm37.1cm37.1cm3Al固体10cm310cm310cm3H2O液体18cm318cm318cm3H2SO4液体53.6cm353.6cm353.6cm39人教版化学《物质的量》5/8/2024重要结论:⑴、压强不变，升高温度：气体体积增大⑵、温度不变，增大压强：气体体积减小⑶、相同温度和压强下，1mol气体的体积相同，而1mol固体或液体的体积不同⑷、不同温度和压强下，1mol气体的体积会改变，而1mol固体或液体的体积基本不变10人教版化学《物质的量》5/8/2024讨论与分析:①、影响物质体积的因素有哪些？微粒的大小微粒的多少微粒的间距1mol固体或液体的体积1mol物质的体积1mol固气体体积决定主要决定主要决定温度和压强11人教版化学《物质的量》5/8/2024②、如何解释不同温度和压强下，1mol气体的体积会改变，而1mol固体或液体的体积基本不变答案:教材P52实验结论：相同状况下，引入摩尔体积是可行的12人教版化学《物质的量》5/8/2024二、气体摩尔体积1、定义：单位物质的量的气体所占的体积2、符号：Vm3、公式：Vm=V/n4、单位：L/mol或m3/mol5、取值：不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强在0℃和101KPa下：气体摩尔体积为22.4L/mol在25℃和101KPa下：气体摩尔体积为24.5L/mol13人教版化学《物质的量》5/8/20246、标准状况下的气体摩尔体积在0℃、101KPa时，1mol任何气体的体积都约为22.4L条件标准对象数值14人教版化学《物质的量》5/8/2024注意事项：⑴、气体摩尔体积只适用于气体⑵、气体摩尔体积不仅适用于单一气体，也适用于混合气体⑶、条件不同时，气体摩尔体积不同⑷、同温同压下，气体摩尔体积的大小只与气体分子数有关，与分子的种类无关15人教版化学《物质的量》5/8/2024实践体验：1、判断下列说法是否正确⑴常温常压下，1mol任何气体的体积都为22.4L⑵标准状况下，气体摩尔体积都为22.4L⑶标准状况下，1mol水的体积为22.4L⑷标准状况下，1molO2和N2的混合气体的体积为22.4L⑸只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能为22.4L16人教版化学《物质的量》5/8/2024

2、在标准状况下，测得1.92g的某气体的体积为672ml。计算该气体在此条件下的相对分子质量。

解法一：根据M=m/n来计算在标况下，该气体的物质的量为

n=V/Vm=0.672L/22.4L/mol=0.03mol

故它的摩尔质量为：

M=m/n=1.92g/0.03mol=64.1g/mol

答：在标准状况下该气体的相对分子质量为64.117人教版化学《物质的量》5/8/20242、在标准状况下，测得1.92g的某气体的体积为672ml。计算该气体在此条件下的相对分子质量。

解法二：根据M=ρVm来计算在标况下，该气体的密度为

ρ=m/V=1.92g/0.672L=2.86g/L

则有：M=ρVm=2.86g/L×22.4L/mol=64.1g/mol

答：在标准状况下该气体的相对分子质量为64.118人教版化学《物质的量》5/8/20243、标准状况下，5.6LCO2中含有多少摩尔CO2分子？约含有多少个CO2分子？它的质量是多少？1个CO2分子的质量分子约是多少克？

解：CO2的式量是44,CO2的摩尔质量是44g/mol，

则：n(CO2)=5.6L/（22.4L/mol）=0.25molN(CO2)≈0.25mol×（6.02×1023）mol-1=1.51×1023m(CO2)=0.25mol×44g/mol=11g1个CO2

分子的质量≈(44g)/(6.02×1023)=7.31×10－23g

答：略19人教版化学《物质的量》5/8/20244、在标准状况下，1.6g某气态氧化物RO2

的体积为0.56L．试求：①该气体的物质的量和摩尔质量②Ｒ的相对原子质量，并说出其元素名称。

解：①在标况下，由n=V/Vm有

n=0.56L/22.4L/mol=0.025mol

而M=m/n=1.6g/0.025mol=64g/mol②R的摩尔质量为：

X=M－2×16g/mol=(64–32)g/mol=32g/molR的相对原子质量为32所以R是硫元素20人教版化学《物质的量》5/8/2024高中化学必修第一册第二章海水中的重要元素—钠和氯第三节物质的量第3课时阿伏伽德罗定律及其推论21人教版化学《物质的量》5/8/2024因为在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的。所以,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。即在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体(包括混合气体)都含有相同数目的粒子温故而知新：阿伏加德罗定律22人教版化学《物质的量》5/8/2024三、阿伏伽德罗定律及其推论1、阿伏伽德罗定律：2、实质：

在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体(包括混合气体)都含有相同数目的粒子四同定律揭示温度(T)、压强(P)、气体体积(V)和物质的量(n)四者之间的关系。四者中若有三者相同，则第四者一定相同；若两者相同，则另外两者成比例。即“三同定一同，两同定比例”23人教版化学《物质的量》5/8/2024理解阿伏加德罗定律（四同定律）：

在该定律中有“四同”：同温、同压、同体积、同分子数目，有“三同”就可定“一同”。如同温同压下，同体积的两种气体必含有相同数目的分子；同温同压下同分子数的两种气体必然同体积；在同温下，两种气体同体积又同分子数，则必然同压。⑴三同定一同：24人教版化学《物质的量》5/8/2024⑵两同定比例：阿伏加德罗定律的推论

根据阿伏加德罗定律及理想气体状态气态方程（PV=nRT）限定不同的条件，便可得到阿伏加德罗定律的多种形式：理想气体状态方程(克拉贝龙方程)：PV=nRT理想气体：指温度不太低，压强不太高，单位体积内分子数很少的气体P:压强V：体积n：物质的量R:常数T:温度25人教版化学《物质的量》5/8/2024假设：气体1：P1V1=n1RT1

气体2：P2V2=n2RT2作比：P1V1P2V2n1RT1n2RT2P1V1P2V2n1T1n2T2R为常数26人教版化学《物质的量》5/8/20241、在同温同压下，即T1=T2P1=P2P1V1P2V2n1T1n2T2V1V2n1n2N1N2推论1：同温同压下，任何气体的体积之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比27人教版化学《物质的量》5/8/2024例题1、同温同压下，10molX2气体与5molY2气体完全反应生成10mol某气体，是确定生成物的化学式解：设生成物的化学式为ZV(X2):V(Y2):V(Z)=n(X2):n(Y2):n(Z)=n(X2):n(Y2):n(Z)=10:5:10=2:1:2则该反应的化学方程式为：2X2+Y2=2Z则Z的化学式为：X2Y练习1、在标准状况下，质量为m克的下列物质，所占体积最大的是（）A.H2B.CH4C.Cl2D.CO228人教版化学《物质的量》5/8/20242、在同温同体积下，即T1=T2V1=V2P1V1P2V2n1T1n2T2P1P2n1n2N1N2推论2：同温同体积下，任何气体的压强之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比29人教版化学《物质的量》5/8/20243、在同温同分子数(或等物质的量)下，即T1=T2n1=n2P1V1P2V2n1T1n2T2推论3：同温同分子数(或物质的量)下，量气体的压强与其体积成反比。P1P2V2V130人教版化学《物质的量》5/8/2024例题2、同温同体积下，相同压强的H2和CH4中原子的个数比是（）A.2:5B.1:1C.1:5D.1:8解：因为同温同体积，所以P1P2n1n2又因为相同压强，所以n(H2)=n(CH4)所以原子个数比为：2n:5n=2:5A31人教版化学《物质的量》5/8/2024

PV=nRT和n=mM

PV=RTmM

PVM=mRT气体1：P1V1M1=m1RT1气体2：P2V2M2=m2RT2P1V1M1P2V2M2m1T1m2T2作比：P1V1M1P2V2M2m1RT1m2RT2R为常数32人教版化学《物质的量》5/8/2024P1V1M1P2V2M2m1T1m2T24、在同温同压同体积下，即T1=T2P1=P2V1=V2M1M2m1m2推论4：同温同压同体积时，任何气体的质量之比都等于其摩尔质量之比33人教版化学《物质的量》5/8/2024

PV=RTmM

PM=RTmV

PM=

ρ

RT气体1：P1M1=ρ1RT1气体2：P2M2=ρ2RT2作比：P1M1P2M2ρ1RT1ρ2RT2P1M1P2M2ρ1T1ρ2T2R为常数34人教版化学《物质的量》5/8/20245、在同温同压下，即T1=T2P1=P2P1M1P2M2ρ1T1ρ2T2推论5：同温同压时，任何气体的密度之比都等于其摩尔质量之比M1M2ρ1ρ2D(相对密度）35人教版化学《物质的量》5/8/2024例题3、同温同体积下，O2H2Cl2SO2四种气体中密度最大的是例题4、同温同体积下，空气的式量为28.8，H2的相对分子质量为2，则空气对H2的相对密度为36人教版化学《物质的量》5/8/2024特别提醒：⑴、阿伏加德罗定律仅适用于单一或混合的气体，而不适用于液体和固体。⑵、阿伏加德罗定律不仅适用于标准状况下，也适用于其他的温度和压强，只要物质的状态是气体就行。37人教版化学《物质的量》5/8/2024四、气体的相对密度和平均摩尔质量的计算方法以D表示相对密度，表示平均摩尔质量，表示平均相对分子质量。MMr如气体A对气体B的相对密度可以表示为：Dρ(A)ρ(B)M(A)M(B)即相对密度等于摩尔质量之比1、相对密度：指相同条件下两种气体的密度之比38人教版化学《物质的量》5/8/20242、平均摩尔质量：指单位物质的量的混合物（1mol混合物）的质量⑴定义式：Mm(混)n(混)⑵已知标准状况下混合气体的密度ρ(混)则M22.4L/mol

×ρ(混)⑶由相对密度计算已知Dρ(混)ρ(A)M(A)M则MD

×M(A)人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】139人教版化学《物质的量》5/8/2024⑷已知混合气体中个成分的物质的量分数或体积分数则MM(A)×a%+M(B)×b%+M(C)×c%+……ΣMinin(总)上式中，Mi和ni分别表示组分i的摩尔质量和物质的量人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】140人教版化学《物质的量》5/8/2024五、化学计算中的计算方法—“十字交叉法”十字交叉法适合带有平均值的二元混合体系的相关计算，它是二元一次方程组求解的简化形式，把乘除运算转化为加减运算，给计算带来很大的方便。能用二元一次方程求解的题都能用“十字交叉法”例题1、用O2和CO2组成的混合气体，平均相对分子质量为36，则此气体中O2和CO2的物质的量之比为人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】141人教版化学《物质的量》5/8/2024解：设O2和CO2的物质的量分别为x、y因为：M总=m总/n总方法1：m(O2)=n(O2)×M(O2)m(CO2)=n(CO2)×M(CO2)=32x=44y

则：M总==3632x+44yx+y32x+44y=36x+36yx:y=2:1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】142人教版化学《物质的量》5/8/2024方法2：O2CO28g/mol4g/mol36g/mol32g/mol44g/mol则:n(O2):n(CO2)=8g/mol:4g/mol=2:1温馨提示：比值的含义取决于单位的分母混合气体人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】143人教版化学《物质的量》5/8/2024例题2、标准状况下，有H2和O2组成的混合气体的密度为0.56g/L，求混合气体中H2和O2的体积之比为多少？分析：由于不知道H2和O2的密度，但知道它们的摩尔质量，所以应先求出混合气体的摩尔质量M（混合）=Vm×ρ（混合）

=22.4L/mol×0.56g/L=12g/mol人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质的量》ppt【新教材】144人教版化学《物质的量》5/8/2024H2O220g/mol10g/mol12g/mol2g/mol32g/mol则:n(O2):n(CO2)=V(O2):V(CO2)=20g/mol:10g/mol=2:1温馨提示：当相减后为负值时，作比时只带数值，不带符号混合气体人教版化学《物质的量》ppt【新教材】1人教版化学《物质