2.3.3 气体摩尔体积 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第三节 物质的量 第三课时 气体摩尔体积 第二章 海水中的重要元素—钠和氯 1.能从宏观、微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素 2.了解气体摩尔体积及其相关物理量的含义，学会运用n、V、Vm之间关系进行简单计算。 学习目标 1min 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 认真阅读课本P56-57页 1、找出影响物质体积大小的因素 2、找出影响气体的主要因素 3、找出同温同压下气体微粒距离的规律 4、找出气体摩尔体积的概念及标准状态下气体摩尔体积的数值 自学指导 5min 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1.判断正误 (1)一定温度、压强下，气体体积由其粒子的大小和数目决定 × (2)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA × 常温常压下不能使用Vm=22.4 L·mol-1进行计算。 一定温度、压强下，气体体积由其粒子间距离和粒子数决定。 自学检测 3min (3)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol-1 × 气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，与其物质的量的多少无关。 【思考】利用下列的关系式能便捷的求出气体的物质的量吗？ 比较困难，固体、液体质量的称量易实现，但气体比较困难 气体一般都是测量体积而不是称量质量 课堂导入 m M n= N NA n= 气体体积 物质的量 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 相同条件下固体和液体的体积 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 。 结论 不相同 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 相同条件下气体的体积 在上述条件下， 1mol气体的体积几乎完全 ， 都约为 。 结论 ≈22.4L 相同 22.4L 根据以上结论，请大家思考： 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？ 物质的体积的大小与什么因素有关？ 【联系生活】 同学们到操场上排队做操，占地面积和什么有关系？ 宏观现象 微观探析 学生占地面积 物质的体积 人数、队列间距、胖瘦 粒子数、粒子间距、粒子大小 影响因素 （物质由分子、离子或原子构成） 1mol 体积大小 粒子大小 粒子间距 取决于 固体物质 液体物质 非常小 可以忽略不计 固体或液体 1mol固体和液体体积不同 一、决定固体、液体体积大小的因素 一、决定气体体积大小的因素 约1700倍 1mol 体积大小 粒子大小 粒子间距 取决于 非常大 气体 可忽略 小结：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 决定 气体 若 粒子数目 相同，气体 粒子间距 受哪些条件影响？ P 不变,T 升高 粒子间距增大， 气体体积变大 T 不变,P 增大 粒子间距减小， 气体体积变小 压强 温度 一、决定气体体积大小的因素 气体的体积 粒子的数目 粒子间的距离 p不变，T升高，V 增大 T不变，p增大，V 减小 在相同温度 和压强下 粒子间的距离相同 若同温同压条件下，单位物质的量的气体的体积是个定值 粒子的数目相同 n= NA N n相同 （1）定义： （2）符号： （3）单位： （4）数值： 单位物质的量（即1mol）的气体所占的体积。 Vm L/mol， m3/mol a.在0℃和101kPa（通常称为标准状况）的条件下，气体摩尔 体 积约为22.4L/mol。 b.在25 ℃和 101 kPa的条件下，气体摩尔体积约为24.5L/mol。 二、气体摩尔体积 1mol 气体 0℃、101kPa时的体积/L H2 22.4 O2 22.4 标准状况 气体摩尔体积数的数值不是固定不变的，取决于气体所处的温度和压强。 16 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 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 已知1 mol不同气体在不同条件下的体积 气体摩尔体积 Ⅰ.从上表分析得出结论： ①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为　　　　。  ②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积　　　(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。  22.4 L 不一定 思考2 【思考】气体摩尔体积为22.4 L/mol时一定是标准状况吗？请分析。 不一定。因为升高温度，Vm增大，增大压强，Vm减小，在高于0 ℃和高于101 kPa时，Vm也可能为22.4 L/mol。 气体摩尔体积 T V P V 1.适用范围：气态物质，可以是单一气体也可以是混合气体。 ✱ 气体摩尔体积的注意事项： 2.标准状况下的气体摩尔体积 (1)必须为标准状况，并且要指明温度和压强。 非标况下，气体摩尔体积可能是22.4L/mol，也可能不是。 (2)必须为气体。如HF（液）、H2O、NO2（液）、SO3（固态）、CCl4（液）、溴（液）、酒精（液）、苯（液）等物质在标准状况下不是气体。 n＝ Vm V × V＝ Vm n Vm＝ n V 物质的量 n 气体 体积 V 标准状况下 Vm 1 mol H2 22.4 L 22.4 L/mol 2 mol H2 ? 22.4 L/mol ? O2 67.2 L 22.4 L/mol 44.8 L 3 mol Vm、V、n 三者关系： (1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是　　　　，16 g O2所占体积约是　　　　。  (2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是　　 　。  (3)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是　　。  1.5 mol 11.2 L 44.8 L NA 返回 自学检测3min P41 归纳总结 ①气体的物质的量n= mol； ②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1；混合气体的平均摩尔质量=22.4ρ混 g·mol-1。 ③气体的分子数N=n·NA=·NA。 ④气体的质量m=n·M=·M g。 拓展课堂1 标准状况下，气体摩尔体积的有关计算 完成下列问题，并总结气体摩尔体积的相关计算。 (1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L—1，则该气体的摩尔质量约为__________。 32 g·mol-1 气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1，代入数据求得M≈32 g·mol－1。 思考·练习 大本P43思考3 拓展课堂1 标准状况下，气体摩尔体积的有关计算 思考·练习 (2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为 。 17 g·mol-1 拓展课堂1 标准状况下，气体摩尔体积的有关计算 思考·练习 (3)在标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的摩尔质量约为 。 34.9 g·mol-1 拓展课堂1 标准状况下，气体摩尔体积的有关计算 思考·练习 (4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L—1，则该混合气体的摩尔质量为 。 28 g·mol-1 拓展课堂2 气体相对分子质量的计算 (1) 摩尔质量法 当摩尔质量以g ·mol—1为单位时，在数值上等于该分子的相对分子质量。 (2) 对于混合气体，物质的量分数或体积分数法 = m总 n总 M = M1n1% +M2n2% + ............ 对应训练 计算2：求空气的平均摩尔质量？（N2 80%，O2 20%） 解：M = 28g/mol × 80% + 32g/mol × 20%= 28.8g/mol 计算1：4mol N2和1mol O2组成的混合气体的平均摩尔质量？ 4mol × 28g/mol + 1mol × 32g/mol 4mol + 1mol = 28.8g/mol 解：M = m总 n总 = 拓展课堂2 气体相对分子质量的计算 (3) 相对密度法 (同温同压下) = D (4) 标准密度法 = M ρ标Vm = M 22.4ρ (标准状况下) 1.下列有关气体体积的叙述中，正确的是 A.一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小由构成气体的粒子大小 决定 B.一定温度和压强下，各种气态物质的体积大小由构成气体的粒子数决定 C.不同的气体，若体积不同，则它们所含的粒子数也不同 D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L √ 随堂练习8min 2.(2024·福州延安中学期中)如图是1 mol水由 4 ℃转化成100 ℃水蒸气时体积的变化。 由图分析下列关于决定物质体积的因素的说法， 不正确的是 A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距离 B.相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积 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，气体所占体积越大 √ 3.下列关于气体摩尔体积的说法正确的是 A.标准状况下，1 mol SO3的体积是22.4 L B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1，其他条件下一定不是 该值 D.标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L √ 4.(2024·北京海淀区高一期中)若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A.1 mol Fe与足量稀盐酸反应时，转移电子的数目为3NA B.标准状况下，22.4 L水中含有水分子的数目为NA C.14 g N2中含有电子的数目为7NA D.数目为NA的一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的质量比为7∶4 √ 5.(2025·长沙月考)实验得出，无水氯化铝在常压条件下不同温度时的密度见下表： T/℃ 200 400 600 800 ρ/(g·L-1) 6.881 4.236 2.650 1.517 气体摩尔体积/(L·mol-1) 38.8 55.2 71.6 88.0 可见，400 ℃时无水氯化铝存在形式的化学式为 A.AlCl3 B.Al2Cl6 C.AlCl3和Al2Cl6 D.Al3Cl9和Al2Cl6 √ 粒子大小 粒子数目 粒子之间的距离 决定 固体或液体的体积 决定 气体的体积 同温同压，任何气体粒子之间的距离相等 【结论】相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。 三、阿伏加德罗定律及其推论 1、含义：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子 2、适用范围：只适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 四同定律 “三同” “一同” 同温 同压 同体积 同分子数 三、阿伏加德罗定律及其推论 T、P、 V相同，相同⇒n相同⇒N相同 （三同定一同） 理想气体状态方程 pV = nRT p为压强 V为体积 n为物质的量 R为常数 T为温度 P：气体压强(单位：kPa) V：气体体积(单位：L) n：物质的量(单位：mol) T：温度(单位：K) R：常数(8.314 kPa·dm3·mol-1·K-1) 推论1：同温同压下，任何气体的体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比。 练习1、在标准状况下：①2g H2 ②分子数为3.01x1023的CO2 ③0.8mol HCl ④1.12L Cl2 以上气体的体积由大到小的顺序是—————————。 阿伏加德罗定律推论 ①③②④ 推论2：同温同体积下，任何气体的压强比等于物质的量之比，等于分子数之比。 练习2、25℃时，容积相同的甲、乙两容器分别充入等质量的气体A和O2，测得两容器的压强之比为8∶11，则A的摩尔质量为 。 阿伏加德罗定律推论 推论3：同温同压下，任何气体的密度之比等于摩尔质量之比。 练习3、在标准状况下，空气的平均式量为29，相同条件下的下列气体密度比空气密度大的是( ) ①CO2 ②H2 ③Cl2 ④HCl ⑤N2 ①③④ 阿伏加德罗定律推论 推论4：同温同压同体积下，任何气体的质量之比等于摩尔质量之比。 练习4、同温同压下，在体积相同的气球中分别充入H2、O2、CO2、SO2，质量最小的气球是( ) A. H2 B. O2 C. CO2 D. SO2 A 阿伏加德罗定律推论 推论5：同温同压同质量下，任何气体的体积之比等于摩尔质量的反比。 练习5、同温、同压下，向两密闭容器中分别充满等质量的O2和O3气体，则①两容器的体积比为____________。 ②两种气体的密度比为____________。 = V1 V2 M2 M1 3:2 2:3 阿伏加德罗定律推论 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 1.判断正误 (1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等 (2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子 (3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者 (4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同 × × × √ 自学检测 3min 在同温同压(以0 ℃，101 kPa即标准状况为例)下，完成下列问题。 (1)1 mol O2的体积是 ，2 mol H2的体积是 ，由此可推知：同温同压下，气体的体积之比等于其 之比。 (2)1 mol O2的质量是 ，体积是 ，ρ(O2)＝_____ g·L－1(列式不化简，下同)。1 mol H2的质量是 ，体积是 ，ρ(H2)＝______ g·L－1。由此可推知： ①同温同压下，气体的密度之比等于其 之比。 ②在标准状况下，气体的密度＝_____ g·L－1。 22.4 L 44.8 L 物质的量 32 g 22.4 L 2 g 22.4 L 摩尔质量 大本P44 思考2 1.(2025·福建泉州段考)常温常压下，取四支完全一样的针筒，分别充入等质量的CH4、O2、CO2、SO2四种气体，其中充装CH4的是 √ 小本P135 随堂练习 8min 2.(2024·广东揭阳一中高一段考)食品包装袋内填充氮气或氩气可以延长食品的保质期。同温、同压下，相同体积的氮气和氩气具有相同的 A.质量 B.原子数 C.密度 D.分子数 √ 小本P135 3.在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是 A.充入的CO分子数比CO2分子数少 B.甲容器的体积比乙容器的体积小 C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小 D.若将压强相同改为体积相同，则甲容器的压强比乙容器的压强大 √ 小本P136 标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，该气体的物质的量为＝0.03 mol，摩尔质量为＝17 g·mol－1。 ＝Vm·ρ＝22.4 L·mol－1×1.25 g·L－1＝28 g·mol－1。 44g/mol  ＝ ＝ ＝＝  ＝＝ $