内容正文:
第2课时 气体摩尔体积
1.通过对1 mol任意物质的体积的比较,建立摩尔体积的概念,体会引入“气体摩尔体积”的意义。
2.通过对气体摩尔体积定义的理解,能够对物质的量与气体体积间进行简单计算。
3.通过对相同状况下不同气体的体积的研究,理解阿伏加德罗定律及推论,并能解决实际问题。
学习任务1 气体摩尔体积
1.物质体积大小的影响因素
(1)物质体积大小的影响因素。
(2)粒子数目相同的物质的体积关系。
2.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积。
(2)标准状况下的气体摩尔体积。
①标准状况的含义:温度为 0 ℃、压强为 101 kPa。
②标准状况下,气体的摩尔体积约为 22.4 L·mol-1。
判断正误。[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)1 mol任何气体的体积都为22.4 L。( )
(3)1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L。( )
(4)标准状况下,1 mol水所占的体积是22.4 L。( )
(5)只有在标准状况下,气体摩尔体积才会是22.4 L·mol-1。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
在物质的三种状态中,液体和固体都不能被压缩,但是气体却很容易被压缩。我们给篮球打气的过程中,篮球的体积没怎么变化,但打入的气体却在增加,气体到哪儿去了呢?夏日,自行车受到曝晒容易爆胎。原因是什么?
探究1 决定物质体积的因素
问题1:液体、固体的体积不能被压缩,可以得出什么结论?一定微粒数目的液体、固体的体积大小与什么因素有关?
提示:液体、固体的体积不能被压缩,表明其微粒间的距离不能再减小;微粒数目一定的条件下,液体、固体的体积取决于其组成微粒的大小。
问题2:篮球中的气体不断增加,但篮球的体积几乎不变,但篮球的压强增大了。说明了什么?
提示:气体的分子数增加,但体积不变,说明气体分子间的距离减小了。压强增大,表明当气体的量一定时,其体积与压强成反比例关系。
问题3:曝晒后,自行车爆胎。说明气体的体积与什么因素有关?你能得出决定气体体积大小的因素是什么吗?
提示:说明在气体分子数量不变的条件下,温度升高,气体分子间的距离增大,导致气体体积增大,压强增大导致爆胎。说明当气体微粒数一定时,气体体积取决于分子间距离的大小,而分子间距离又与气体的温度、压强有关。温度越高、压强越小,分子间距离越大,气体体积越大。
探究2 气体摩尔体积
问题4:如果一定量气体的温度、压强都保持不变,其体积会怎么样?
提示:温度、压强一定,则气体分子间距离一定。气体微粒数确定,则气体的体积就有一个确定的值。
问题5:在标准状况下,若不知道气体的密度,你能通过气体的体积计算气体的质量吗?
提示:先通过气体的体积与标准状况下气体的摩尔体积得到气体的物质的量n=;再通过m=n·M=计算气体的质量。
问题6:已知气体的相关参数有如下关系。
你能利用学过的知识描述出标准状况下各序号表示的换算关系吗?
提示:(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。
气体摩尔体积应用时的注意事项
1.不做特殊说明时,利用标准状况下的数据计算。若给出其他条件下的气体摩尔体积,则利用给出的数据计算。
2.必须为气体。一些在标准状况下不是气体的物质,如水、酒精等物质不能用Vm=22.4 L·mol-1计算。
3.气体可以是单一气体,也可以是混合气体。
4.非标准状况下,气体摩尔体积也可能等于22.4 L·mol-1。因此,在讨论气体摩尔体积时,必须注明气体所处的温度和压强。
题点一 影响物质体积的因素
1.决定气体体积的主要因素有( B )
①气体的分子个数 ②气体分子的大小 ③气体分子间的平均距离 ④气体分子的相对分子质量
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:气体分子在较大的空间运动,所以气体分子间的平均距离会影响气体的体积,在分子之间距离相同的情况下,气体的分子数越多,气体的体积就越大,所以气体的分子数的多少能影响气体体积的大小。
2.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( C )
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子的大小和粒子间的距离
B.相同条件下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积
C.同温、同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占的体积越大
解析:从微观角度来说,物质的体积由粒子数目、粒子的大小和粒子间的距离决定,A正确;粒子数相同的气体,其物质的量相同,则相同条件下,气体所占的体积也相同,B正确;此结论只适用于气态物质,C错误;压强越小、温度越高,气体所占的体积越大,D正确。