内容正文:
第二单元 物质的化学计量
气体摩尔体积
授课人:xxx
化学科目研究的层次?
冰
水蒸气
水
冰、水、水蒸气,都是H2O分子构成的物质。为什么冰有固定的形状,水和水蒸气却没有呢?
一、不同聚集状态物质的微观结构
1. 固体、液体、气体粒子的排列方式(以H2O为例)
固体
液体
气体
气态
液态
固态
易压缩
固定体积
固定形状
生活经验
为什么固态、液态和气态物质的性质存在这些差异?如何解释?
物质的
聚集状态 微观结构 微粒的运动方式 宏观性质
固 体 微粒排列紧密
微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 有固定的形状
几乎不能被压缩
液 体 微粒排列较紧密
微粒间空隙较小 可以自由移动 没有固定的形状
不易被压缩
气 体 微粒间距离较大 可以自由移动 没有固定的形状
容易被压缩
2. 固体、液体、气体的微观结构与宏观性质
联系生活思考解决方式
物 质 摩尔质量/g•mol-1 密 度
Al 26.98 2.70 g•cm-3
Fe 55.85 7.86 g•cm-3
H2O 18.02 0.998 g•cm-3
C2H5OH 46.07 0.789 g•cm-3
H2 2.016 0.0899 g•L-1
N2 28.02 1.25 g•L-1
CO 28.01 1.25 g•L-1
已知,1 mol任何粒子所含的粒子数目相同(NA),1 mol粒子的质量不同。那么1 mol不同物质的体积是否相同?
不同的物质
物质的体积(cm-3或L)
1 mol不同物质的体积
系列 1 Al Fe H2O C2H5OH H2 N2 CO 9.99 7.11 18.06 58.3 9 22.43 22.42 22.42
1 mol不同物质的体积
在T = 293 K条件下,1 mol 不同的固态、液态物质,其体积不同;
在T = 273 K、P = 1.01x105 Pa条件下,1 mol不同的气态物质,其体积大约相同。
决定物质体积大小的因素有哪些呢?
仔细对比物质的体积微观模型,你能说出决定物质体积的因素吗?
国际定义
构成固态结构微粒间的距离很小
构成液态结构微粒间的距离也很小
气体分子间的距离很大
微粒的数目
微粒的大小
微粒之间的距离
固、液
气体
3. 影响物质体积大小的因素
温度
压强
P不变
T升高
V增大
T不变
P增大
V减小
1 mol不同物质的体积
1 mol固体、液体的体积主要取决于组成它们的微粒大小;
1 mol气体的体积主要取决于分子间的距离;
在相同条件下,任何1 mol气体的体积相等。
分子间距大约是分子直径的10倍
科学证明:当温度和压强一定时,任何气体分子间的平均距离是相等!叙述气体体积时一定要指明温度和压强!
练一练
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:Vm
3. 单位:L/mol或L·mol-1、m3/mol等
4. 对象:任何气体(纯净或混合气体)
V
Vm
n = ——
5. 公式:
练一练
标准状况:
是指温度0 ℃(273 K)、压强 1.01×105 Pa 下,1 mol任何气体体积约为22.4 L。即标况下,气体摩尔体积(Vm)约为22.4 L/mol。
标准状况:22.4 L/mol只是0 ℃和1.01×105 Pa标准状况下Vm的特殊值,当温度、压强改变时,Vm也改变,如25 ℃,101 Kpa,Vm>22.4 L/mol ;
只适用于气体物质(纯净或混合气体);
22.4 L/mol是近似值。
(1) 标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L。
(2)1 mol气体的体积约为22.4 L。
(3)标准状况下,1mol O2和N2混合气体的体积约为22.4 L。
(4)22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。
(5)标准状况下,气体的摩尔体积都是22.4 L。
(6)只有在标准状况下,气体的摩尔体积才可能约为22.4 L/mol。
1、正误判断
2、填空
(1)标准状况下,1 mol的CO2的体积为:_____
(2)标准状况下,0.5 mol的H2S的体积为:_____
(3)标准状况下,44.8 L的CH4的物质的量为:______
含H的个数为:_________
(4)标准状况下,6.72 L的NH3的物质的量为:______
质量为:_____
三、阿伏加德罗定律
1.定义:同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子。
2.克拉珀龙方程:pV = nRT或(R为常数)
3. 规律:三同定一同,两同两比例
阿伏加德罗定律的推论
下列说法中不正确的是:
A、同温同压下,含有相同分子数的两种气体占有相同的体积。
B、同温同压下,相同质量的两种气体含有相同分子数。
C、同温同压下,2 L O2和N2的混合气体与 2 L CO2和CO的混合气体含有相同分子数。
D、同温同压下,相同物质的量的两种气体占有相同的体积。
多选题
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条件
结论
公式
语言叙述
n、p相同
eq \f(V1,V2)=eq \f(T1,T2)
物质的量、压强相同的气体,其体积与温度成正比
T、p、V相同
eq \f(M1,M2)=eq \f(m1,m2)
同温、同压下,体积相同的气体,其相对分子质量与其质量成正比
T、P相同
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量(或摩尔质量)成正比
$$