内容正文:
第二课时 气体摩尔体积
【课程标准要求】
1.了解气体摩尔体积及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
一、影响物质体积大小的因素
1.影响物质体积大小的因素
2.1 mol任何物质中的粒子数目都是相同的,均为NA,因此,在粒子数目相同时,物质体积的大小取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
3.对于气体来说,粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数目相同时,气体的体积主要取决于气体分子之间的距离。
4.在相同温度和压强下,任何气体分子之间距离可看成是相等的,因此,分子数相同的任何气体都具有相同的体积。
【微自测】
1.下列描述中,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小和数目决定(×)
(2)固体物质和液体物质的体积取决于粒子大小和粒子的数目(√)
(3)同温同压下,若两种气体所占体积不同,其主要原因是气体分子间平均距离不同(×)
(4)相同数目的不同固体物质,其体积不同的原因是粒子之间的距离不同(×)
(5)不同的气体,若体积不同,则它们所含的粒子数一定不同(×)
二、气体摩尔体积和阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)概念
单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,用符号Vm表示,常用的单位是L/mol(或L·mol-1)。
(2)定义式:Vm=。
(3)影响因素
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。
(4)特例
在标准状况(0 ℃和101 kPa)下,气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
2.阿伏加德罗定律
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粒子。
【微自测】
2.下列说法正确的是( )
A.1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
B.20 ℃、1.0×105Pa时,同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C.当1 mol气态物质的体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况
D.2 mol气体的体积约为44.8 L
答案 B
一、气体摩尔体积
———————【活动探究】———————
(1)感知22.4 L气体体积的大小:
(2)对一定量气体体积的探究。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃,101 kPa
22.4
O2
0 ℃,101 kPa
22.4
CO
0 ℃,101 kPa
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
0 ℃,202 kPa
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
NH3
273 ℃,202 kPa
22.4
1.标准状况下,1 mol任何气体的体积都约为多少?它们体积相等的原因是什么?
提示:22.4 L;它们体积相等的原因主要是气体粒子数目相同,粒子间的距离相同。
2.仔细分析表格中的数据,影响1 mol气体体积大小的因素有哪些?
提示:温度和压强。
3.22.4 L气体的物质的量一定是1 mol吗?为什么?
提示:不一定是1 mol;气体粒子之间的距离取决于温度和压强;若气体处于标准状况下,22.4 L 气体的物质的量为1 mol;若气体处于其他温度和压强下,则22.4 L气体的物质的量不一定是1 mol。
4.标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L吗?计算标准状况下,11.2 L H2和O2混合气体的物质的量是多少?所含的原子数是多少?
提示:不是22.4 L;原因是在标准状况下,水不是气体。0.5 mol;NA
————————【核心归纳】———————
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状况。
(2)1种状态:必须为气体。如水、酒精、CCl4、苯等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”、“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
3.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=;
②气体的密度ρ=;
==
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M。
⑤气体的摩尔质量M==ρ(g/L)×22.4(L/mol)
———————【实践应用】———————
1.下列说法正确的是( )
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体在标准状况下