第二章

海水中的重要元素——鈉和氯第三節(jié)

物質的量2.3.2氣體摩爾體積學習目標能夠理解并分析影響物質體積的因素。理解氣體摩爾體積的含義和應用。能夠運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積之間的相互關系進行簡單計算，發(fā)展學科必備的科學探究精神。問題導學1mol任何粒子的集合體所含的粒子數(shù)目相同都為NA；1mol不同粒子的質量(即摩爾質量)不同；那么，1mol物質的體積是否相同呢？有沒有研究體積的必要呢？在科學研究或實際生產(chǎn)中，涉及氣態(tài)物質時，測量體積往往比稱量質量更方便。所以，氣體一般都是測量體積，而不是稱量質量。氣體的體積和物質的量、質量之間有什么關系呢？一、影響物質體積的因素【思考1】在一定條件下，1mol不同物質的質量和體積如下表所示。分析表格中的數(shù)據(jù)，你能得出哪些結論？結論：(1)相同溫度和壓強下，1mol不同固體或液體的體積不相同；(2)相同溫度和壓強下，1mol不同氣體的體積相同。點撥精講2、所占的體積哪個大？粒子的大小1、1個和N個小黃人所占的體積哪個大？粒子的數(shù)目3、緊密和松散排列所占的體積哪個大？粒子間的距離一、影響物質體積的因素【思考2】為什么相同條件下，1mol不同固體和液體的體積不同，而1mol不同氣體的體積幾乎相同？物質的體積與哪些因素有關？物質的體積粒子數(shù)目粒子間距粒子大小影響物質體積大小的因素一、影響物質體積的因素固態(tài)結構微粒間距離很小液態(tài)結構微粒間的距離也很小固體或液體的體積主要取決于粒子大小和粒子數(shù)目1mol固體或液體體積不同的主要原因是粒子大小不同一、影響物質體積的因素影響固體和液體體積的主要因素？分子直徑分子間的平均距離氣體粒子之間的距離遠遠大于粒子本身直徑，所以粒子大小可忽略。什么因素影響粒子間的距離？氣體的體積主要取決于粒子數(shù)目和粒子間的距離1mol氣體體積不同的主要原因是粒子間的距離不同一、影響物質體積的因素影響氣體體積的主要因素？小結：決定物質體積大小的因素固體、液體物質粒子間間隔很小，在微粒數(shù)目相同的情況下，固體、液體的體積主要由粒子本身大小決定。粒子的數(shù)目粒子的大小粒子間的距離決定固體或液體氣體物質分子間間隔遠大于分子本身大小，在微粒數(shù)目相同的情況下，氣體的體積主要由微粒間的距離大小決定決定氣體問題：解釋相同條件下，為什么1mol不同氣體的體積是近似相等？1mol不同氣體，氣體的體積主要由微粒間的距離大小決定，而分子間的平均距離受溫度和壓強的影響。理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT一、影響物質體積的因素同溫同壓時，任何氣體粒子之間的距離可以看成是相等，故相同條件下，1mol氣體的體積幾乎相等?！镜淅?】關于物質的體積的說法正確的是（

）A．1mol固體或液體的體積主要決定于微粒間的距離B．固體和液體的微粒間的空隙很小，因此不能被壓縮C．氣態(tài)物質微粒間的距離較大，因此氣體體積決定于氣體分子間的距離D．氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，固體或液體的體積受溫度和壓

強的影響較小【解析】固體和液體的體積主要決定于微粒的大小，A錯誤；固體和液體的空隙很小，不易被壓縮，不是不能被壓縮，B錯誤；氣體的體積決定于微粒數(shù)和微粒間的距離，C錯誤；氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，因為分子間距離較大，固體或液體的體積受溫度和壓強的影響較小，因為分子間距離較小，D正確。D練一練【典例2】同溫同壓下，兩種氣體的體積如果不相同，請你推測其主要原因是(

)A．氣體的分子大小不同B．氣體的物質的量不同C．氣體分子的化學性質不同D．氣體分子間的平均距離不同【解析】同溫同壓下，氣體的體積取決于其物質的量，物質的量不同，則其體積不同。B【典例3】下列關于決定物質體積的因素的說法不正確的是（

）A．物質的體積取決于粒子數(shù)目、粒子大小和粒子間距B．相同條件下，粒子數(shù)相同的任何氣體都具有相同體積C．同溫同壓下，1

mol任何物質所占有的體積均相同D．等質量的H2，壓強越小、溫度越高，氣體所占體積越大C二、氣體摩爾體積1、概念：單位物質的量（1mol）的氣體所占的體積。2、符號：3、單位：4、影響因素：標準狀況(0℃，101KPa)，Vm≈22.4L/molVmL/mol或

L·mol-1

在給定溫度和壓強的條件下,Ｖm是常數(shù)。（若條件改變時，Ｖm也隨之改變；即要指明Ｖm的數(shù)值，必須指明溫度和壓強）。22.4L(標準狀況）6.02×1023分子①必須指明條件：在標準狀況下(0℃,101KPa)②必須指明量的標準：即氣體的物質的量為1mol

氣體0℃，101KPa時的體積1molH222.4L1molO222.4L二、氣體摩爾體積③使用對象只能是氣態(tài)物質，可以是單一氣體也可以是混合氣體④標況下不是氣體的常見物質：H2O、SO3、酒精、NO2、N204、HF、CCl4、CS2、苯等。注意：標準狀況(0℃，101KPa)，Vm≈22.4L/mol【思考1】標準狀況下的氣體摩爾體積Vm＝22.4L·mol－1，那么Vm＝22.4L·mol－1時一定是標準狀況下嗎？【思考2】標準狀況下0.2molH2與0.8molO2的混合氣體的體積也是22.4L嗎？答：是，氣體摩爾體積適用范圍是氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體?；瘜W式條件氣體摩爾體積/L·mol-1H20℃，101kPa22.4O20℃，101kPa22.4N2273℃，202kPa22.4NH3273℃，202kPa22.4非標準狀況下的氣體摩爾體積，也可能是22.4L/mol概念辨析（?，物質應是氣體）（?，應標明條件－標準狀況）（?）1.標準狀況下，1mol任何物質的體積都約是22.4L。2.1mol氣體的體積約為22.4L。3.標準狀況下，1molO2和N2混合氣體的體積約為22.4L。5.只有在標準狀況下，氣體的摩爾體積才可能約為22.4L/mol。（?，不一定）6.在標準狀況下，1molH2O的體積約為22.4L。（?，水在標況不是氣體）4.22.4L氣體所含分子數(shù)一定大于11.2L氣體所含的分子數(shù)。（?，未指明氣體體積是否在相同條件下測定）——使用“22.4L·mol－1”要“三看”(1)看所處條件：必須為標準狀況。非標準狀況下，1mol氣體的體積不一定是22.4L。(2)看物質狀態(tài)：必須為氣態(tài)。如標準狀況下水、酒精、四氯化碳等為非氣態(tài)物質。(3)看數(shù)值單位：單位是L·mol－1，而不是L；數(shù)值“22.4”為近似值?！練w納總結】Vm、V、n三者關系：物質的量

n氣體體積

V標準狀況下

Vm1molH222.4L22.4L/mol2molH2?22.4L/mol

?H267.2L22.4L/mol44.8L3mol

公式：Vm＝

nV

變式：n＝

VmV×V＝

Vmn(0.8mol+0.4mol)×22.4L·mol－1=26.88L【例1】標準狀況下，0.8molH2和0.4molO2的混合氣的體積約為____________。26.88L1g氮氣所占有的體積為VL，則該條件下氮氣的摩爾體積為____________28VL·mol-1請同學們歸納總結以物質的量（n）為中心構建質量（m）、體積（V）、粒子數(shù)（N）之間的認知模型÷NA×NA×M÷M÷Vm×VmnmNV析·典型范例【例3】標準狀況下，11.2L的O2質量是多少g？n(O2)=V(O2)/Vm=11.2L/22.4L?mol-1=0.5molm(O2)=n(O2)?M(O2)=0.5mol×32g/mol=16g【例4】標準狀況下，5.6LO2中有多少個O2分子？n(O2)=V(O2)/Vm=5.6L/22.4L?mol-1=0.25molN(O2)=n(O2)?NA=0.25mol×6.02×1023mol-1=1.505×1023÷NA×NA×M÷M÷Vm×VmnmNV氣體摩爾體積的相關計算

(

1

)標準狀況下，0.5molH2占有的體積約為________L。(

2

)標準狀況下，44.8LH2的質量約為_______g。(

3

)標準狀況下，3.01×1023個氧氣分子所占的體積約為__________L。(

4

)標準狀況下，33.6L氧氣所含的氧分子數(shù)約為____________個。(

5

)標準狀況下，16g氧氣和42gN2的混合氣體的體積約為_________L。11.2411.29.03×102344.8練一練P：氣體壓強(單位：Pa)V：氣體體積(單位：L)n：氣體物質的量(單位：mol)T：氣體絕對溫度(單位：K)R：常數(shù)8.314Pa·m3·mol-1·K-1PV=nRT理想氣體狀態(tài)方程（克拉伯龍方程）2.理想氣體狀態(tài)方程:三、阿伏伽德羅定律1.阿伏伽德羅定律:在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。(1)根據(jù)物質的量與分子數(shù)目和摩爾質量之間的關系，可以得到多種表現(xiàn)形式：PV=nRT“三同定一同”推論1：同溫同壓下，任何氣體的體積之比等于物質的量之比，等于分子數(shù)之比。練習1、標準狀況下：①2g

H2

②分子數(shù)為3.01x1023的CO2

③0.8mol

HCl

④1.12L

Cl2

以上氣體的體積由大到小的順序是—————————。如圖所示是兩瓶體積相等的氣體，在同溫同壓下不相同的是()A．物質的量 B．分子數(shù)C．原子數(shù) D．質量①③②④三、阿伏加德羅定律及其推論“三同定一同”D推論2：同溫同體積下，任何氣體的壓強比等于物質的量之比，等于分子數(shù)之比。練習2、25℃時，容積相同的甲、乙兩容器分別充入等質量的氣體A和O2，測得兩容器的壓強之比為8∶11，則A的摩爾質量為

。三、阿伏加德羅定律及其推論同溫同體積下，相同壓強的氫氣和甲烷的原子個數(shù)之比是()A.2:5 B.1:1 C.1:5D.1:8A推論3：同溫同壓下，任何氣體的密度之比等于摩爾質量之比。練習3、在標準狀況下，空氣的平均相對分子質量為29，相同條件下的下列氣體密度比空氣密度大的是(

)①CO2②H2

③Cl2

④HCl

⑤N2①③④三、阿伏加德羅定律及其推論pM=ρRT推論4：同溫同壓同體積下，任何氣體的質量之比等于摩爾質量之比。練習4、同溫同壓下，在體積相同的氣球中分別充入H2、O2、CO2、SO2，質量最小的氣球是()A.H2B.O2C.CO2D.SO2A三、阿伏加德羅定律及其推論【任務三】阿伏伽德羅定律及其推論“三同定一同”“兩同定比例”2.等質量的O2和SO2，物質的量之比為_______，在相同條件下的體積之比為_______，原子數(shù)之比為_______。(2)同溫同壓下，相同體積