内容正文:
第1章 化学研究的天地
1.2
物质的量
第2课时 摩尔质量 气体摩尔体积
沪科版2020必修第一册
气体摩尔体积
2
摩尔质量
1
知识导航
阿伏加德罗定律
3
知识导航
明·学习目标
1.理解决定物质体积大小的因素,理解气体摩尔体积的概念;
2.掌握气体摩尔体积与物质的量之间的转换关系;
3.运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进
行简单计算;
4.了解阿伏加德罗定律及其推论,并能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。
1 mol H2O
约含有6.02×1023个水分子,质量是18g
1 mol Al
约含有6.02×1023 个铝原子,质量是27g
1mol不同物质所含的粒子数是相同的,但由于不同粒子的质量不同,1mol不同物质的质量也不同。
引·新课导入
4
1mol任何微观物质都约含6.02×1023个粒子,那么,这1mol物质的质量到底有多大?
引·新课导入
在科学研究或实际生产中,涉及气态物质时,测量体积往往比称量质量更方便。所以,气体一般都是测量体积,而不是称量质量。那么,气体体积与物质的量之间有什么关系呢?
引·新课导入
01
摩尔质量
粒子符号 相对分子或原子质量 1个粒子的质量 1mol物质含有的粒子数(个) 1mol物质质量(g)
C 12 1.993×10-23g
Fe 56 9.032×10-23g
H2SO4 98 1.628×10-22g
H2O 18 2.990×10-23g
Na+ 23 3.821×10-23g
OH- 17 2.824×10-23g
NA
NA
NA
NA
NA
NA
12
56
98
18
23
17
分析以上计算结果可得出什么规律?
(6.02×1023)
(6.02×1023)
(6.02×1023)
(6.02×1023)
(6.02×1023)
(6.02×1023)
探·知识奥秘
8
规律
1mol任何原子的质量(以克为单位)在数值上等于这种原子的相对原子质量。
1mol任何分子的质量(以克为单位)在数值上等于这种分子的相对分子质量。
1mol任何离子的质量(以克为单位)在数值上等于这种离子的式量。
1mol任何微粒或物质的质量,当以g为单位时,在数值上等于该微粒的相对原子质量或相对分子质量。
结论:
摩尔质量
探·知识奥秘
9
定义:
符号: M
常用单位:g · mol-1
公式 :m= n×M
数值:等于物质的相对原子(分子)质量
单位物质的量(即1mol)的物质所具有的质量叫做该物质的摩尔质量。
摩尔质量概念的理解
确定性:
对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
摩尔质量的概念
探·知识奥秘
10
微观
符号
宏观
桥梁
物质的量
N
NA
n
=
m
M
=
物质的量
将宏观物质和微观粒子联系起来的一座桥梁
化学三重表征
探·知识奥秘
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1 mol 物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量)是否等同?
不等同。
1 mol 物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量)是不同的概念。
当摩尔质量以“g·mol-1”为单位时,三者在数值上相等,但单位不同,故三者不等同。
探·知识奥秘
1.下列说法正确的是
A.1 mol N2的质量是14 g
B.H2SO4的摩尔质量是98 g
C.H2O的摩尔质量是18 g·mol-1
D.1 mol HCl的质量是36.5 g·mol-1
析·典型范例
C
光纤通讯是一种现代化的通讯手段,光纤通讯容量大,一对光纤上可同时传送3万门电话的信号。制造光导纤维的主要原料是SiO2,下列关于SiO2的说法正确的是
A.SiO2摩尔质量是60
B.1 mol SiO2中含有1 mol O2
C.1.5 mol SiO2中含有1.806×1024个氧原子
D.1 mol SiO2质量是60 g·mol-1
析·典型范例
C
02
气体摩尔体积
2.单位: L/mol (L·mol-1) 和 m3/mol 。
3.影响因素: 温度和压强
4.标况下的气体摩尔体积:
标准状况下,1mol 任何气体的体积都约是22.4L 。
即标况下的气体摩尔体积是22.4 L/mol
记作:Vm=22.4 L·mol-1
理解要点:
条件:标准状况(STP)
0℃、 101k Pa
对象:任何气体包括混合气体
物质的量:1mol
结论
体积约为22.4L
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。符号:Vm
气体摩尔体积
探·知识奥秘
体积约占22.4 L
标准状况下的气体摩尔体积示意图
22.4 L
(标准状况)
6.02×1023个分子
0.282 m
STP 下气体摩尔体积的要点
条件:
0 0C 1.01×105Pa(标准状况STP)
对象:任何气体
物质的量:1mol
气体摩尔体积
探·知识奥秘
注意事项
(0.8mol+0.4mol)×22.4L·mol-1=26.88L
试计算:标准状况下,0.8molH2和0.4molO2的混合气的体积约为____________。
适用范围:气态物质,可以是单一气体,也可是混合气体,注意混合气体之间不能发生反应
01
物质在标准状况下为气体,若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol-1进行计算
02
1 mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4 L,也可能不是22.4 L
03
气体摩尔体积
探·知识奥秘
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1
总结:标准状况下,与气体摩尔体积有关的计算
气体的体积
物质的量
①
摩尔质量
②
粒子数
③
质量
④
①气体的物质的量n= mol
V
22.4
③气体的分子数N=n·NA=
·NA
V
22.4
④气体的质量m=n·M=
·M g
V
22.4
气体摩尔体积
探·知识奥秘
用NA表示阿伏德罗常数,下列叙述正确的是
A.标准状况下,22.4L H2O中含有的分子数为NA
B.6.4g Cu与足量硫粉充分反应转移的电子数目为0.2NA
C.常温常压下,2.24L NH3含有的原子数目为0.4NA个
D.常温常压下,2g H2含有含有的原子数目2NA个
析·典型范例
D
03
阿伏加德罗定律
1 mol Fe
1 mol Al
1 mol Pb
7.1 cm3
10 cm3
18.3 cm3
20°C 1 mol 固体的体积
20°C 1 mol 液体的体积
18 cm3
53.6 cm3
57.1 cm3
1 mol 水
1 mol 硫酸
1 mol 酒精
在相同条件下,1mol 固体或液体的体积一般各不相同。
相同条件下固体和液体的体积
探·知识奥秘
22
1mol下列气体在00C 1.01×105Pa下的体积
名称 状态 密 度(g/L) 质量(g) 体积(L)
H2 气体 0.0899 2.016
O2 气体 1.429 32.00
CO2 气体 1.965 44.01
N2 气体 1.251 28.02
22.393
22.397
22.398
22.425
相同条件(00C 1.01×105Pa)下,1mol气体的体积几乎完全相同,都约为22.4L。
探·知识奥秘
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?
探·知识奥秘
决定物质体积大小的因素
固体、液体物质粒子间间隔很小,在微粒数目相同的情况下,固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。
粒子的数目
粒子的大小
粒子间的距离
决定
固体或液体
气体物质分子间间隔远大于分子本身大小,在微粒数目相同的情况下,气体的体积主要由微粒间的距离大小决定,而分子间的平均距离受温度和压强的影响。
决定
气体
决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律
探·知识奥秘
粒子数目相同物质的体积关系
同温
同压
粒子大小不同
粒子间的距离相同
体积不同
体积相同
不同固体或液体
不同气体
决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律
探·知识奥秘
相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有___________,也可以说,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。
相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的
相同的体积
阿伏加德罗定律的内容
阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体;
特别提示
同温、同压、同体积、同分子数,共同存在,相互制约,且“三同定一同”。
决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律
探·知识奥秘
PV=nRT
P:气体压强(单位:Pa )
V:气体的体积(单位:L)
n:气体分子的物质的量(单位:mol)
T:温度(单位:K)
R:常数
克拉珀珑方程(或理想气体状态方程)
阿伏加德罗定律的数学表达式
探·知识奥秘
1mol任何气体只有在标准状况下其体积才约是22.4L吗?
例如:1mol任何气体在常温下(25℃),1.106×105Pa压强时
不是;
探·知识奥秘
相同条件 结论
语言叙述 公式
同温同压 同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同体积 同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同压 同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积 同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比
阿伏加德罗定律的推论及应用
探·知识奥秘
标准状况下,现有 ①4.48LCH4 ②3.01×1023个HCl ③10.2gH2S ④0.2mol C2H5OH ,则对这四种物质的关系有以下四种表述,其中不正确的是
A.体积:②>③>①>④
B.密度:④>②>③>①
C.质量:②>③>④>①
D.氢原子个数:④>③>①>②
析·典型范例
D
1.2 物质的量
第2课时
摩尔质量
气体摩尔体积、阿伏加德罗定律
概念
单位
影响物质体积大小的因素
气体摩尔体积的概念、数值、换算
阿伏加德罗定律
理·核心要点
物质的质量、摩尔质量和物质的量的关系
1.下列叙述正确的是
A.1 mol H2O的质量为18 g∙mol−1
B.CH4的摩尔质量为16 g
C.3.01×1023个SO2分子的质量为32g
D.标准状况下,1 mol任何物质体积均为22.4 L
C
练·技能实战
2.下列物质中,与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的物质是
A.18.9 g HNO3
B.3.612×1023个HCl分子
C.0.1 mol H3PO4
D.0.2NA个CH4分子
B
练·技能实战
3.用NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中正确的是
A.常温常压下,3.2 g O2中含有的分子数目为0.1NA
B.1 mol氧气和1 mol氦气都含有2NA个原子
C.0.2NA个H2SO4分子与19.6 gH3PO4含有相同的原子数
D.常温常压下,1.06 gNa2CO3含有的Na+离子数为0.01NA
A
练·技能实战
4.标准状况下,现有 ①4.48LCH4 ②3.01×1023个HCl ③10.2gH2S ④0.2mol C2H5OH ,则对这四种物质的关系有以下四种表述,其中不正确的是
A.体积:②>③>①>④ B.密度:④>②>③>①
C.质量:②>③>④>① D.氢原子个数:④>③>①>②
D
练·技能实战
5.在体积相同两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是
A.两种气体的压强是P(C2H4)<P(C3H6)
B.C2H4比C3H6的质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氢原子数目相等
D
练·技能实战
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