2.3.2气体摩尔体积 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

【复习巩固】 1、物质的量——微观与宏观之间的桥梁 分子 离子 电子 原子 质量 物质的量 粒子数 质子 中子 ÷M ×M ×NA ÷NA （m） （n） （N） 物质的量 宏观 微观 n NA N = M m = 2、宏观层面上，固体和液体可以测量其质量，而气体一般测量其体积。 物质的量与气体体积之间有什么关系？1mol 气态物质占据的体积有多大？ 气体体积 V 物质的量 n 特定物理量 上一节课我们学习了“物质的量（n）”及其单位摩尔（mol），由n可以求出哪些物理量？在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系？1mol气态物质占据的体积有多大？ 【思考与讨论】 在一定条件下，1 mol 不同物质的体积如下表所示。 观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？与同学讨论。 一、物质体积的影响因素 气体 0℃、101KPa时 的体积/L 液体 20℃时的体积/cm3 固体 20℃时的体积/cm3 H2 22.425 H2O 18.0 Fe 7.12 O2 22.393 H2SO4 53.6 Al 10.0 【结论】 粒子数相同 （1）相同条件下(同温同压)，1mol 不同气体的体积几乎完全相同。 （2）相同条件下(同温)，1mol 不同液体或固体的体积不相同。 相同条件下，1mol气体的体积几乎完全相同，都约为22.4L。相同条件下，1mol 固体或液体的体积一般各不相同 思考：影响物质体积的因素有哪些？ 粒子的数目 粒子间的距离（粒子间距） 粒子的大小 影响固体和液体的体积 影响气体的体积 一、物质体积的影响因素 固体和液体中粒子间的距离很小 ( 粒子大小＞＞间距 ) 气体中粒子间的距离较大 ( 粒子间距＞＞大小 ) 粒子的大小（即直径）。为什么相同条件下，1mol不同固体和液体的体积不同，而1mol不同气体的体积几乎相同？物质的体积与什么因素有关？气体粒子之间的距离远远大于粒子本身直径 3 状态 粒子个数 粒子大小 粒子间距 结论 1mol 不同 固体或液体 6.02×1023 1mol不同气体 6.02×1023 不同 忽略 忽略 相等 （同温同压） 体积不同 体积相同 一、物质体积的影响因素 1mol固体和液体的体积由粒子的大小决定； 1mol气体的体积由粒子间的距离决定。 结论 当粒子数目相同时，固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。 当粒子数目相同时，气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。 固体、液体物质粒子间间隔很小，在粒子数目相同的情况下，固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。固体和溶液的粒子的大小不同，所占体积不同。气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。 一、物质体积的影响因素 思考：气体分子间的距离由什么来决定呢? 压强 温度 P 不变，T升高 T不变，P升高 平均距离d增大，V增大 平均距离d减小，V减小 对于气体来说，粒子之间的距离，一般指平均距离。温度升高，气体分子间的平均距离增大，体积增大。压强增大，气体分子间的平均距离减小，体积减小 一、物质体积的影响因素 物质的体积 小结： 粒子大小 粒子间距 粒子数目 决定 决定 固体、液体体积 气体体积 温度 T 、 压强 P 阿伏伽德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子 （温度与体积成正比） （压强与体积成反比） 分子间平均距离减小 二、气体摩尔体积 计算 1mol 下列气体在 0 0C、1.01×105Pa（标准状况）下的体积 名称 状态 密 度(g/L) 质量(g) 体积(L) H2 气体 0.0893 O2 气体 1.429 N2 气体 1.25 2 22.4 32 22.39 28 22.4 从表格体积数据得出结论 0 ℃、1.01×105Pa（标准状况）下， 1mol 任何气体的体积约为 22.4L 二、气体摩尔体积 1、定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。 1mol 气体所占的体积。 2、符号： 4、单位： 5、影响因素： 3、表达式： V＝ n × Vm Vm n ＝ V 规律：温度和压强确定, Vm 确定。温度越高，压强越小， Vm 越大。 Vm L/mol（或L·mol－1）和 m3/mol（或m3·mol－1） 温度和压强 （若条件改变时，Ｖm也随之改变；也就是说要指明Ｖm的数值，必须指明温度和压强） 三、标准状况下的气体摩尔体积 注意： ①条件：标准状况（0℃，101KPa） ②对象：任何气体（单一气体或混合不反应的气体） ③数值：Vm ≈ 22.4 L/mol（计算时不用近似） 标准状态：任意温度，100KPa 标况下，气体的摩尔体积Vm=22.4 L/mol。非标准状况，Vm也有可能约为22.4 L·mol-1，只要T、P条件适宜。不一定，同时改变温度和压强，气体摩尔体积(Vm)仍可能保持不变，如升高温度的同时增加压强。 【思考】是否只有在标准状况下气体摩尔体积才是 22.4 L/mol ？ 三、标准状况下的气体摩尔体积 化学式 条件 1 mol气体体积/L 气体摩尔体积/L·mol-1 H2 0 ℃，101 kPa 22.4 22.4 O2 0 ℃，101 kPa 22.4 22.4 CO 0 ℃，101 kPa 22.4 22.4 H2 0 ℃，202 kPa 11.2 11.2 CO2 0 ℃，202 kPa 11.2 11.2 N2 273 ℃，202 kPa 22.4 22.4 NH3 273 ℃，202 kPa 22.4 22.4 升高温度、增加压强，气体摩尔体积Vm可能保持不变 不一定 不一定；Vm受制于温度和压强两个条件 【 例 1 】判断下列说法是否正确 (1)在标准状况下，1 mol H2O 的体积约为 22.4 L/mol 。 ( ) (2)在相同温度和压强下，H2和O2的气体摩尔体积均为22.4 L/mol ( ) (3)气体摩尔体积为 22.4 L/mol 时一定是标准状况。 ( ) (4)在标准状况下，1 mol O2与O3 的混合气体的体积约为22.4 L。 ( ) (5)在标准状况下，0.4mol O2和 0.6mol O3 混合体积约为22.4L。 ( ) × × × √ √ 注意：①标况下常见非气态物质有：H2O、HF、 SO3 、NO2、Br2 四氯化碳（CCl4）、酒精 ( CH3CH2OH )、苯 等。 1、错误，物质应是气体。2、错误，未指明条件——标准状况。3、“约为”，摩尔体积单位L/mol。4、当气体摩尔体积Vm=22.4 L/mol时，气体不一定处于标准状态。5、对，气体体积与分子种类无关。(0.8mol+0.4mol)×22.4L·mol－ 四、气体摩尔体积的计算 气体的体积 物质的量 （1） 摩尔质量 （2） 粒子数 （3） 质量 （4） 【 例 2 】 在标准状况下，2.2g CO2 的体积是多少？ V（CO2） = n（CO2）· Vm = 2.2 g 44g·mol －1 = 0.05mol = 0.05 mol×22.4 L / mol = 1.12L n（CO2）= m [CO2] M [CO2] 解： （1）标准况状下，0.5 mol H2占有的体积约是 L （2）标准况状下，2 mol O2占有的体积约是 L （3）标准况状下，4.48 L CO2的物质的量是 mol （4）标准况状下，33.6 L H2 的物质的量是 mol （5）标准况状下，16g O2 的体积约为 L （6）标准况状下，11.2L N2 中含有 N2 分子的个数约是 11.2 44.8 0.2 1.5 11.2 3.01×1023 个 【 例 3 】填写下列空白： 注意：② 要用 Vm = 22.4 L/mol ，必须在标准状况下； ③ 只适用与气态物质，固体、液体不适用； 14 五、阿伏加德罗定律的推论及应用 1、理想气体状态方程：PV = nRT R = 8.314 Pa·m3·mol-1·K-1 P：压强 T：热力学温度( T/K = t/℃ + 273.15 ) V：体积 R：气体常数 n：物质的量 2、阿伏加德罗定律（三同定一同） 相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含相同数目的粒子 (相同物质的量) 单一气体或混合气体 五、阿伏加德罗定律的推论及应用 3、阿伏伽德罗定律的推论（两同得一比） ① 同温同压时（T 、P一定） ② 同温同体积时(T 、V一定) 体积比等于物质的量之比，等于粒子数之比 压强比等于物质的量之比，等于粒子数之比 推论式： PM = ρRT ④ 同温同压同体积时 （T 、P、V一定） 质量比等于摩尔质量之比 ③ 同温同压时(T 、P一定) 密度比等于摩尔质量之比 1、下列说法中正确的是（ ） A．同温同压下，等体积的 O2 和 CO 的氧原子数之比为 1:1 B．同温同压下，O2 和 CO 的密度之比为 7:8 C．等质量的 O2 和 CO 的分子数之比为 1:1 D．同温同压下，等体积的 O2 和 CO 的质量比为 8:7 D 2:1 8:7 7:8 【课堂练习】 2、同温同压下，等质量的CO气体和CO2气体相比，下列说法错误的是（ ） A、分子数比为 11:7 B、密度比为 7:11 C、体积比为 11:7 D、分子数比为 7:11 D 密度之比： PM = ρRT 体积之比、分子数之比： PV = nRT 课堂小结 以物质的量（n）为中心构建质量（m）、体积（V）、粒子数（N）之间的认知模型： (1)气体的物质的量：n＝＝＝； (2)气体的摩尔质量：M＝Vm·ρ(ρ为气体的密度，单位为g/L)； (3)气体的分子数：N＝n·NA＝NA； (4)气体的质量：m＝n·M＝M＝ρV。 ＝＝ ＝ $$