氣體摩爾體積阿伏加德羅定律1思考與交流:

從微觀角度分析,物質(zhì)體積的大小取決于哪些因素?2粒子大小粒子間距離粒子數(shù)目3粒子大小粒子間距離在相同的條件下粒子數(shù)目41mol固體或液體粒子大小粒子間距離在相同的條件下粒子數(shù)目51mol固體或液體粒子大小粒子間距離相同在相同的條件下粒子數(shù)目61mol固體或液體粒子大小粒子間距離相同決定作用在相同的條件下粒子數(shù)目71mol固體或液體粒子大小粒子間距離相同決定作用忽略在相同的條件下粒子數(shù)目81mol固體或液體粒子大小粒子間距離相同決定作用忽略不同在相同的條件下粒子數(shù)目91mol固體或液體粒子大小粒子間距離相同決定作用忽略體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目101mol固體或液體1mol的氣體粒子大小粒子間距離相同決定作用忽略體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目111mol固體或液體1mol的氣體粒子大小粒子間距離相同決定作用忽略體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目121mol固體或液體1mol的氣體粒子大小粒子間距離相同決定作用相同忽略忽略體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目131mol固體或液體1mol的氣體粒子大小粒子間距離相同決定作用相同忽略忽略決定作用體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目141mol固體或液體1mol的氣體粒子大小粒子間距離相同決定作用相同忽略忽略決定作用體積不同在相同的條件下粒子數(shù)目體積相同標(biāo)況下，1mol任何氣體的體積都約為22.4L151.決定物質(zhì)體積大小的因素粒子數(shù)決定于粒子之間的距離物質(zhì)的體積粒子的大小(1)同物質(zhì)的量的固體或液體的體積取決于粒子的

.(2)同物質(zhì)的量的氣體的體積取決于

.大小粒子之間的距離而氣體的粒子間距離又由____和____決定。溫度壓強(qiáng)162.氣體摩爾體積(1)概念：一定

下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積.(2)符號(hào)：Vm，其常用單位為

(3)數(shù)值：在標(biāo)準(zhǔn)狀況(即0℃，1.01×105Pa)下，氣體摩爾體積約為

.(4)影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的，它

決定于氣體所處的

和

.(5)物質(zhì)的量(n)、氣體摩爾體積(Vm)和氣體的體積(V)之間的關(guān)系：n＝

.溫度和壓強(qiáng)L/mol22.4L/mol溫度壓強(qiáng)V/Vm17

【要點(diǎn)深化】1．全面理解標(biāo)況下的氣體摩爾體積(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況：指0℃、1.01×105Pa的狀態(tài)。溫度越高，體積越大；壓強(qiáng)越大，體積越小。故在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積不一定就是22.4L·mol－1。但若同時(shí)增大壓強(qiáng)，升高溫度，或是降低壓強(qiáng)和溫度，1摩爾任何氣體所占的體積有可能為22.4L。(2)1mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，其體積可能為22.4L，也可能不為22.4L。如在室溫(20℃，一個(gè)大氣壓)的情況下1mol氣體的體積是24L。18(3)氣體分子間的平均距離比分子的直徑大得多，因而氣體體積主要決定于分子間的平均距離。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不同氣體的分子間的平均距離幾乎是相等的，所以任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積都約是22.4L·mol－1。(4)理解此概念時(shí)應(yīng)注意：①是氣態(tài)物質(zhì)；②物質(zhì)的量為1mol；③0℃和1.01×105Pa(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；④22.4L體積是近似值；⑤Vm的單位為L(zhǎng)·mol－1或m3·mol－1。(5)適用對(duì)象：純凈氣體與混合氣體均可。193阿伏加德羅定律及其推論1．阿伏加德羅定律

在相同溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有_________的分子。可總結(jié)為“三同”推“一同”，適用對(duì)象為氣體。2．阿伏加德羅定律的推論(1)三正比①_________下，氣體的體積之比等于它們的物質(zhì)的量之比，即T、p一定，V1/V2＝n1/n2。相同數(shù)目同溫同壓20②__________下，氣體的壓強(qiáng)之比等于它們的物質(zhì)的量之比，即T、V一定，p1/p2＝n1/n2。③__________下，氣體的密度之比等于它們的相對(duì)分子質(zhì)量之比，即T、p一定，ρ1/ρ2＝M1/M2。(2)二反比①__________下，相同質(zhì)量的任何氣體的體積與它們的相對(duì)分子質(zhì)量成反比，即T，p一定，V1/V2＝M2/M1。②____________時(shí)，相同質(zhì)量的任何氣體的壓強(qiáng)與它們的摩爾質(zhì)量成反比，即T、V一定，p1/p2＝M2/M1。同溫同體積同溫同壓同溫同壓同溫同體積(3)一連比

①_________下，同體積的任何氣體的質(zhì)量比等于它們的相對(duì)分子質(zhì)量之比，也等于它們的密度之比。即T、p、V一定，m1/m2＝M1/M2＝ρ1/ρ2。同溫同壓211．阿伏加德羅定律的推論中各符號(hào)表示什么含義？答：ρ為密度，p為壓強(qiáng)，n為物質(zhì)的量，M為摩爾質(zhì)量，m為質(zhì)量，V為體積，T為溫度。2．阿伏加德羅定律及其推論的適用范圍是什么？答：阿伏加德羅定律及其推論僅適用于氣體，不適用于固體或液體。22(1)本定律又稱“四同定律”，即同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)，只要有三個(gè)相同，第四個(gè)量必定相同；(2)適用范圍：任何氣體(可以是單一氣體或混合氣體)；(3)氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的一個(gè)特例；(4)由公式pV＝nRT＝RT，ρ＝可推導(dǎo)出以上所有結(jié)論，

不必死記硬背.23

【典例精析】例3

在三個(gè)密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí)，這三種氣體的壓強(qiáng)(p)從大到小的順序是(

)A．p(Ne)＞p(H2)＞p(O2)B．p(O2)＞p(Ne)＞p(H2)C．p(H2)＞p(O2)＞p(Ne)D．p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)24例3

D

[解析]三種氣體的密度相同，則單位體積的氣體物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量成反比，因Ne、H2、O2的摩爾質(zhì)量分別為20g·mol－1、2g·mol－1、32g·mol－1，故n(H2)>n(Ne)>n(O2)。根據(jù)阿伏加德羅定律的推論，則氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，故D選項(xiàng)正確。25

[點(diǎn)評(píng)]本題中雖然沒(méi)有給定三個(gè)容器的體積關(guān)系，實(shí)際上在密度給定的前提下，壓強(qiáng)關(guān)系與容器的大小無(wú)關(guān)。阿伏加德羅定律的使用，一般是先確定氣體的物質(zhì)的量關(guān)系，然后推導(dǎo)其他物理量之間的關(guān)系，如下面的變式題。26變式題

在體積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，當(dāng)這兩個(gè)容器內(nèi)溫度和氣體密度相等時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．兩種氣體的壓強(qiáng)相等B．O2比O3的質(zhì)量小C．兩種氣體的分子數(shù)目相等D．兩種氣體的氧原子數(shù)目相等27

D

[解析]體積和密度均相同的O2、O3，氣體質(zhì)量相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；O2、O3的摩爾質(zhì)量分別是32g·mol－1、48g·mol－1，故O2、O3的物質(zhì)的量之比為3∶2，A、C項(xiàng)不正確。28自我診斷1.判斷以下說(shuō)法是否正確，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”。

A.1mol任何氣體體積都約為22.4L() B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的SO3體積約為22.4L() C.22.4L戊烷蒸氣完全燃燒生成CO2為5mol() D.1mol

H2在100℃時(shí)體積一定比22.4L大（）

E.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L

Cl2與足量稀NaOH溶液反 應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA個(gè)()×××××29基礎(chǔ)回歸1.氣體摩爾體積（1）概念：一定溫度、壓強(qiáng)下，單位 的氣體所占的體積，符號(hào)為

。（2）常用單位：L/mol(或

)和m3/mol(或

)。（3）數(shù)值：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（指溫度為

,壓強(qiáng)為

）約為

。（4）計(jì)算公式：（5）影響因素：氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不 變的，它決定于氣體所處的

和

。物質(zhì)的量Vmm3·mol-10℃101kPa22.4L/mol溫度壓強(qiáng)L·mol-1302.阿伏加德羅定律 在相同的

和

下，相同體積的任何氣體都含有

。溫度壓強(qiáng)相同數(shù)目的粒子31思考標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol氣體的體積是22.4L,如果當(dāng)1mol氣體的體積是22.4L時(shí),一定是標(biāo)準(zhǔn)狀況嗎？

不一定,因?yàn)橛绊憵怏w體積的因素是溫度、壓強(qiáng)兩個(gè)條件，且存在PV=nRT即Vm=,故非標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積也可能是22.4L。提示32阿伏加德羅常數(shù)的高考命題角度分析 阿伏加德羅常數(shù)是近幾年高考的“熱點(diǎn)”問(wèn)題，主要以選擇題的形式呈現(xiàn)。命題者往往有意設(shè)置一些陷阱，增大試題的區(qū)分度。陷阱的設(shè)置主要有以下幾個(gè)方面。1.狀況條件：考查氣體時(shí)經(jīng)常給出非標(biāo)準(zhǔn)狀況如常溫常壓下等。用到22.4L/mol時(shí)，必須注意到氣體是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況。2.物質(zhì)的狀態(tài)：水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣態(tài)；SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是固態(tài)，常溫常壓下是液態(tài)；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，碳原子數(shù)為5~16的烷烴是液態(tài)。333.物質(zhì)結(jié)構(gòu)：（1）考查一定物質(zhì)的量物質(zhì)中含有粒子數(shù)（分子、原子、電子、中子、離子等），常涉及稀有氣體He、Ne等單原子分子，Cl2、N2、O2、H2等雙原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2等特殊物質(zhì)。（2）考查一些物質(zhì)中的化學(xué)鍵的數(shù)目，如：Si、CH4、P4、CO2等。（3）氧化還原反應(yīng)：較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中，求算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。如：Na2O2和H2O，Cl2和NaOH溶液反應(yīng)等。（4）弱電解質(zhì)的電離或鹽類的水解：考查電解質(zhì)溶液中粒子數(shù)目及粒子濃度大小關(guān)系時(shí)，常涉及弱電解質(zhì)的電離平衡及鹽類水解平衡。如NH4Cl溶液中

n（NH）<n(Cl-)。34【典例導(dǎo)析1】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是 ( ) A.常溫常壓下的33.6L氯氣與27g鋁充分反 應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L己烷中共價(jià)鍵數(shù)目為

19NA C.由CO2和O2組成的混合物中共有NA個(gè)分子， 其中氧原子數(shù)為2NA D.1L濃度為1mol/L的Na2CO3溶液中含有NA個(gè)

CO35解析

A項(xiàng)中“常溫常壓下的33.6L

Cl2”不足1.5mol,故充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子數(shù)要小于3NA,故錯(cuò)誤；B項(xiàng)中標(biāo)準(zhǔn)狀況下己烷是液態(tài)烴，22.4L不是1mol，故含共價(jià)鍵數(shù)目不等于19NA(1mol己烷含共價(jià)鍵數(shù)為19NA)，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)中因?yàn)?個(gè)CO2分子和1個(gè)O2分子中都含有2個(gè)氧原子，故NA個(gè)混合物分子必含2NA個(gè)氧原子，正確；D項(xiàng)中因?yàn)镃O

要水解消耗，故含1mol

Na2CO3的溶液中n(CO)<NA，錯(cuò)誤。答案

C36思維提升（1）A項(xiàng)中33.6L

Cl2改為106.5g

Cl2，正確與否？（2）B項(xiàng)中的己烷改為丁烷后的共價(jià)鍵數(shù)目及碳碳鍵數(shù)目各為多少？

（1）正確，只要質(zhì)量確定，n（Cl2）就確定，與氣體處于什么狀況沒(méi)有關(guān)系,106.5

g

Cl2恰好與27

g

Al反應(yīng)生成1

mol

AlCl3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。（2）丁烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)，22.4

L丁烷的物質(zhì)的量為1

mol，所含共價(jià)鍵數(shù)目為13NA，所含碳碳鍵數(shù)目為3NA。提示37遷移應(yīng)用1

設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.23g鈉在氧氣中完全燃燒失去電子數(shù)為0.5NA B.1L2mol/L的AlCl3溶液中含Al3+數(shù)為2NA C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L的SO3所含分子數(shù)為0.5NA D.室溫下，8g甲烷含有共價(jià)鍵數(shù)為2NA

解析

23g鈉的物質(zhì)的量為1mol，1mol

Na和O2發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子；2mol/L的AlCl3

溶液1L，由于Al3+發(fā)生水解，因此Al3+數(shù)小于

2NA；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，SO3為固體，C不正確；

1mol

CH4含有4mol共價(jià)鍵，因此D正確。D38阿伏加德羅定律推論及氣體摩爾質(zhì)量的求解方法1.阿伏加德羅定律推論 阿伏加德羅定律可表示為同溫同壓下,

據(jù)此可以推論：（1）同溫同壓下，氣體的體積之比等于其物質(zhì) 的量之比，即（2）同溫同體積下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì) 的量之比，即39（3）同溫同壓下，相同體積的任何氣體的質(zhì)量之比等于其摩爾質(zhì)量或密度之比,即。（4）同溫同壓下，同質(zhì)量的氣體的體積與其摩爾質(zhì)量成反比，即。402.氣體摩爾質(zhì)量的求解方法（1）標(biāo)況密度法：M=22.4(L/mol)×ρ(g/L)。（2）相對(duì)密度法：A氣體對(duì)B氣體的相對(duì)密度

,如對(duì)空氣：M=ρ(對(duì)空 氣)×29。（3）體積分?jǐn)?shù)法：=M1×V1%+M2×V2%+…… (V1%、V2%……表示各組分的體積分?jǐn)?shù)，也等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。41遷移應(yīng)用2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，m

g

A氣體和n

g

B

氣體的分子數(shù)相同。下列說(shuō)法不正確的是 （ ）

A.同體積氣體A和氣體B的質(zhì)量比為m∶n B.25℃時(shí)，1kg氣體A和1kg氣體B的分子數(shù)之 比為n∶m C.同溫同壓下，氣體A和氣體B的密度之比為

n∶m D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，等質(zhì)量的氣體A和氣體B的體積 之比為n∶m42解析

在相同溫度、壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都具有相同數(shù)目的分子。由題意可知，m

g

A氣體和n

g

B氣體的物質(zhì)的量相同。同溫同壓下，氣體的密度與其相對(duì)分子質(zhì)量（或摩爾質(zhì)量）成正比，氣體A和氣體B的密度之比為m∶n,C錯(cuò)誤。答案

C43【典例導(dǎo)析3】某物質(zhì)A在一定條件下加熱分解， 產(chǎn)物都是氣體。分解方程式為2A

B↑+2C↑+ 2D↑。測(cè)得生成的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為

d，則A的相對(duì)分子質(zhì)量為 （ ）

A.7dB.5d C.2.5dD.2d

解析根據(jù)題給出的方程式知，完全分解后生成 氣體的平均摩爾質(zhì)量

=［M(B)+2M（C）+ 2M(D)］/5。根據(jù)題意

=d·M(H2)=d·2g/mol,

則M（B）+2M（C）+2M（D）=5

=10d

g/mol。又根據(jù)質(zhì)量守恒定律:2M（A）=M（B）+2M（C）

+2M（D）。所以M（A）=5d

g/mol,Mr(A)=5d。B44遷移應(yīng)用3

由CO、H2和O2組成的混合氣體

60mL,在一定條件下恰好完全反應(yīng)，測(cè)得生成物在101kPa、120℃下對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.293，則原混合氣體中H2所占的體積分?jǐn)?shù)為 （ ）

A.B.C.D.解析

由反應(yīng)方程式2H2+O22H2O，2CO+O22CO2可推知CO和H2與O2反應(yīng)時(shí)，體積之比皆為2∶1，在一定條件下恰好完全反應(yīng)時(shí)，則混合氣體中CO和H2的體積之和為40mL，O2的體積為4520mL。生成物的平均摩爾質(zhì)量為1.293×29g/mol=37.5g/mol,反應(yīng)后的混合氣體為CO2和H2O，則44g/mol×n(CO2)+18g/mol×n(H2O)=37.5g/mol×[n(O2)+n(H2O)],求得n（CO2）=3n（H2O），則n（CO）=3n（H2）。據(jù)阿伏加德羅定律：相同的條件下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，所以H2與CO的體積之比為1∶3，則40mL混合氣體中H2占10mL，CO占30mL。則原混合氣體中H2所占的體積分?jǐn)?shù)為10mL/60mL=。答案

A46以物質(zhì)的量為核心的基本計(jì)算1.物質(zhì)的量與其他物理量的關(guān)系 熟練掌握下列恒等式：。式中n為物質(zhì)的量，單位 為mol；m為物質(zhì)的質(zhì)量，單位為g；M為摩爾質(zhì)量， 單位為g/mol;V(g)為標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積，單位為

L；Vm為標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積，單位為L(zhǎng)/mol;N

為粒子個(gè)數(shù);NA為阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023

mol-1;

Q為物質(zhì)的反應(yīng)熱，單位為J或kJ；ΔH為摩爾反應(yīng) 熱，單位為kJ/mol;c為物質(zhì)的量濃度，單位為mol/L;

V（aq）為溶液體積，單位為L(zhǎng)；x為飽和溶液的質(zhì) 量，單位為g;S為溶解度，單位為g。472.依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算

N2+3H22NH3

物質(zhì)的量之比 1∶3∶2

氣體體積之比 1∶3∶2

物質(zhì)的分子數(shù)之比 1∶3∶2

物質(zhì)的質(zhì)量之比 28∶6∶3448【典例導(dǎo)析4】

（1）20g

A

物質(zhì)和14g

B物質(zhì)完全反應(yīng)，生成8.8g

C物質(zhì)、3.6g

D物質(zhì)和0.2mol

E物質(zhì),則E物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為

。（2）12.4g

Na2X含有0.4mol

Na+，Na2X的摩爾質(zhì)量為

，其相對(duì)分子質(zhì)量為

，X的相對(duì)原子質(zhì)量為

，該物質(zhì)的化學(xué)式為

。

解析（1）依據(jù)質(zhì)量守恒定律，

m(E)=(20g+14g)-(8.8g+3.6g)=21.6g

則=108g/mol

49(2)Na2X

~2Na+~

X2-［46+Ar(X)］g2mol12.4g0.4mol則則Ar（X）=16，X為O元素，其它各項(xiàng)由此而求出。答案

（1）108g/mol(2)62g/mol6216Na2O

50遷移應(yīng)用4

某氣體的摩爾質(zhì)量是M

g/mol,分子數(shù)為X,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是V

L,質(zhì)量是m

g。某元素原子的摩爾質(zhì)量是A

g/mol,原子個(gè)數(shù)是Y。阿伏加德羅常數(shù)為NA，試說(shuō)明下列各式表示的意義。 （1）

。 （2）

。 （3）

。 （4）