2.3.2 气体摩尔体积 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦“气体摩尔体积”核心知识点，课堂导入从实验室制取氯气求物质的量问题切入，通过分子数无法获取、质量不便称量的现实困境引出体积，衔接已学的物质的量与质量、粒子数关系，构建以物质的量为中心的认知模型作为学习支架。 其亮点在于通过微观粒子分析（数目、大小、间距）和表格数据对比1mol不同物质体积，结合科学思维进行证据推理，引入阿伏加德罗定律及推论培养模型认知。典例精讲与随堂演练结合科学探究与实践，帮助学生巩固知识，教师可提升教学效率，学生增强化学观念和解决问题能力。

第三节 物质的量 课时2 气体摩尔体积 第二章 海水中的重要元素—钠和氯 1 新课导入 思考：实验室制取一瓶氯气如何得到该气体的物质的量呢？ 我们已经学习了两个计算物质的量的公式 氯气的分子数N 不可能得到 氯气的质量m不方便称量出 能较容易得到氯气的什么物理量呢？ 已知氯气的体积，能否求解氯气的物质的量？ 体积 观看 新课导入 请你思考！ 已知氯气的体积，如何求解氯气的物质的量？ 气体摩尔体积 物质的量（n） 气体的体积（V） ？ V ？ 标准的、 不变的数值 观看 阿伏伽德罗常数 NA 物质的量 n 粒子数目 N = 摩尔质量 M 物质质量 m = 气体摩尔体积 Vm 气体体积 V = 微观专属 宏观 宏观 微观专属 课堂思考 课堂思考 请你观察！ 观察并分析下列表格的数据，你能得到哪些结论？ 粒子数相同 体积相同 体积不同 体积不同 （1）相同温度和压强下，1mol不同液体或固体体积不相同。 （2）相同温度和压强下，1mol不同气体体积相同。 物质 状态 物质的量 密度 体积 Fe 固 1 mol 7.8 g/cm-3 7.2 mL O2 气 1 mol 1.429 g/cm-3 22.39 L H2O 液 1 mol 0.998 g/cm-3 18.0 mL Al 固 1 mol 2.7 g/cm-3 10.0 mL H2 气 1 mol 0.089 g/cm-3 22.47 L H2SO4 液 1 mol 1.83 g/cm-3 53.6 mL CO2 气 1 mol 1.965 g/cm-3 22.39 L N2 气 1 mol 1.250 g/cm-3 22.40 L 条件： 0 ℃，101.325 kPa ‹#› 物质 状态 物质的量 密度 体积 Fe 固 1 mol 7.8 g/cm-3 7.2 mL O2 气 1 mol 1.429 g/cm-3 22.39 L H2O 液 1 mol 0.998 g/cm-3 18.0 mL Al 固 1 mol 2.7 g/cm-3 10.0 mL H2 气 1 mol 0.089 g/cm-3 22.47 L H2SO4 液 1 mol 1.83 g/cm-3 53.6 mL CO2 气 1 mol 1.965 g/cm-3 22.39 L N2 气 1 mol 1.250 g/cm-3 22.40 L 条件： 0 ℃，101.325 kPa ‹#› 课堂思考 请你思考！ 1个乒乓球所占的体积和1个篮球所占的体积哪个大？ 影响物质体积大小的因素：①粒子本身的大小 10个乒乓球所占的体积和1个乒乓球所占的体积哪个大？ 影响物质体积大小的因素：②粒子数目 8 请你思考！ 10个紧密排列在一起的乒乓球所占的体积 和10个松散排列在一起的乒乓球所占的体积哪个大？ 课堂思考 影响物质体积大小的因素：③粒子之间的距离 粒子数目 粒子大小 粒子间距 物质体积大小取决于哪些微观因素？ 课堂思考 1.影响固态和液态物质体积主要因素 固态结构微粒间距离很小 液态结构微粒间的距离也很小 粒子数目和粒子大小 1mol固体或液态体积不同的主要原因是: 粒子大小不同 影响固体和液体物质体积的主要因素 影响物质体积大小的因素 11 2.影响气体体积主要因素 分子直径 分子间的平均距离 气体粒子之间的距离远远大于粒子本身直径 气体的体积主要取决于 ①粒子的数目 ②粒子之间的距离 影响物质体积大小的因素 3.从微观角度分析，决定物质体积的三个因素 状态 粒子个数 粒子大小 粒子间距 结论 1mol固体或液体 6.02×1023 1mol气体 6.02×1023 主要因素 忽略 忽略 决定因素 同温同压下，不同气体粒子间的距离相等 构成不同固体、液体的粒子大小是不同的 体积不同 体积相同 影响物质体积大小的因素 相同 粒子大小 不相同 粒子间的距离 ①温度和压强一定，1mol不同的固体或液体所含粒子数目_____，而粒子之间的距离很小，但不同物质的__________不相同，所以1mol不同的固体或液体的体积往往__________。 ②对气体来说，通常情况下粒子之间的距离要比粒子本身的直径大很多倍，因此，当粒子数相同时，气体的体积主要取决于气体_______________。 影响物质体积大小的因素 物质体积影响因素 粒子大小 粒子数目 粒子间距 影响固体和液体的体积 影响气体的体积 影响物质体积大小的因素 影响物质体积大小的因素 4.影响气体粒子之间的距离主要因素：温度和压强 结论：温度升高，气体体积增大，温度降低，气体体积减小。 原因：温度升高，粒子间距增大，温度降低，粒子间距减小。 温度升高 影响物质体积大小的因素 4.影响气体粒子之间的距离主要因素：温度和压强 结论：压强增大，气体体积减小，压强减小，气体体积增大。 原因：压强增大，粒子间距减小，压强减小，粒子间距增大。 压强增大 物质体积影响因素 粒子大小 粒子数目 粒子间距 影响固体和液体的体积 影响气体的体积 决定因素 温度、压强 影响物质体积大小的因素 ①温度和压强会较大程度地影响气体体积。压强一定，升高温度，粒子之间的距离_____，气体体积_____；反之，气体体积_____。温度一定，增大压强，粒子之间的距离_____，气体体积_____；反之，气体体积增大。 ②温度和压强一定，任何气体粒子间的距离__________，因此，在相同的_____和_____下，粒子数相同的任何气体都具有_______________。 变大 增大 变小 减小 减小 相等 温度 压强 相同的体积 影响物质体积大小的因素 1.定义:单位物质的量(1 mol)的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm。 ①定义式： ②单位：L/mol（或L·mol-1）和m3/mol（或m3·mol-1） ③影响因素：温度和压强 ④在给定温度和压强的条件下，Vm是常数（T、P一定）。（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） 气体摩尔体积 20 气体摩尔体积 2. 标准状况下气体摩尔体积 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 ≈ 22.4L/mol 在标准状况（0℃，101kPa）下， 气体摩尔体积约是22.4 L/mol。 V＝ n × Vm Vm n = V n Vm = V n Vm = V 请你思考！ 是否只有在标准状况下气体摩尔体积才是22.4L/mol？ 课堂思考 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 【注意】 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。 ③ 只有在标准状况下气体摩尔体积才是22.4L/mol。 22.4 L 不一定 不是 气体摩尔体积 4.特别注意 ①气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。 ②在非标准状况下不能随意使用22.4 L·mol-1(如25 ℃、101 kPa下的 气体摩尔体积约为24.5 L·mol-1)。 22.4 L 是1 mol 任何气体在标准状况下的体积。 ③气体摩尔体积只适用于气体，此处的“气体”可以是纯净物， 也可以是混合物。 ④标准状况下不是气体的有SO3、苯、CCl4、Br2、H2O、HF等。 气体摩尔体积 典例精讲 【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)标准状况时N2的摩尔体积为22.4 L。 ( ) (4)气体摩尔体积为22.4 L/mol时一定是标准状况。 ( ) (5)1 mol O2与O3的混合气体，在标准状况时Vm＝22.4 L/mol ( ) × × × √ × 在标准状况下，H2O为固态。 在标准状况下，H2和O2的气体摩尔体积均为22.4 L/mol。 标准状况时，N2的摩尔体积为22.4 L /mol。 不一定。 25 1.定义:单位物质的量(1 mol)的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm。 ①定义式： ②单位：L/mol（或L·mol-1）和m3/mol（或m3·mol-1） ③影响因素：温度和压强 ④在给定温度和压强的条件下，Vm是常数（T、P一定）。（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） 气体摩尔体积 26 气体摩尔体积 2. 标准状况下气体摩尔体积 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 ≈ 22.4L/mol 在标准状况（0℃，101kPa）下， 气体摩尔体积约是22.4 L/mol。 V＝ n × Vm Vm n = V n Vm = V n Vm = V 4.特别注意 ①气体摩尔体积(Vm)的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。 ②在非标准状况下不能随意使用22.4 L·mol-1。22.4 L 是1 mol 任何气体在标准状况下的体积。 ③气体摩尔体积只适用于气体，此处的“气体”可以是纯净物， 也可以是混合物。 ④标准状况下不是气体的有SO3、苯、CCl4、Br2、H2O、HF等。 气体摩尔体积 做题遇到或者用到Vm ≈ 22.4L/mol； 先问问自己两个问题：是不是气体？是不是标况？ 气体摩尔体积 1. 标准状况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 L。 2. 标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L。 3. 标准状况下，1 molO2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. 只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为22.4 L/mol。 6. 常温常压下，22.4 L氦气含有原子数为NA。 7. 若1 mol气体的体积约为22.4 L，则它一定处于标准状况下。 8. 1 mol SO2在20℃时的体积比22.4 L大。 9. 标准状况下，1 molSO3的体积约是22.4 L √ × × × × × × √ × 5.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： ÷ NA × NA × M ÷ M ÷ Vm × Vm n m N V V 气体摩尔体积 = n N NA Vm n = V M n = m 物质体积影响因素 粒子大小 粒子数目 粒子间距 影响固体和液体的体积 影响气体的体积 决定因素 温度、压强 影响物质体积大小的因素 同温同压下，不同气体粒子间的距离相等 典例精讲 【例2】标准状况下，67.2L的O2物质的量是多少？ 【解】标准状况下，1moLO2的体积约为22.4L 已知V（O2）=67.2L n(O2)= V(O2) Vm = 67.2L 22.4L/mol =3mol 答：67.2L的O2物质的量为3mol。 课堂思考 请你思考！ 相同体积的两个容器，一个盛放氧气，一个盛放氢气， 在同温、同压下，两容器中气体分子的数目有何关系？ 氢气 氧气 相等 同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。 阿伏加德罗定律 Vm n = V 意大利物理学家。生于一个律师家庭。化学上的重大贡献是建立分子学说。 为了纪念阿伏加德罗的伟大功绩，同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿伏伽德罗定律。 阿伏伽德罗 1776～1856 科学史话：阿伏伽德罗定律 所含分子数N相同 相同体积 相同压强 相同温度 任何气体 物质的量n相同 在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。 阿伏加德罗定律及其推论 提问：V与n、T、P成正比还是反比？ 35 P为压强，V为体积，n为物质的量，T为温度， R为理想气体常数（8.314 J·mol-1·K-1） 理想气体状态方程式：PV = nRT 【思考1】P、V、n、T四个变量中，如果固定其中三个变量的值，另一个变量会怎样？ 三同定一同 阿伏加德罗定律及其推论 阿伏加德罗定律及其推论 【理解】“同温、同压、同体积、同分子数（同物质的量）”。 只要有任何的“三同”，必有第“四同”——“三同定一同”。 理想气体状态方程式：PV=nRT P为压强，V为体积，n为物质的量，T为温度， R为理想气体常数（8.314 J·mol-1·K-1） 【思考2 】P、V、n、T四个变量中，如果固定其中两个变量的值呢？ 理想气体状态方程式：PV=nRT 推论1 同温同压下(T 、P一定时)，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 = V1 － V2 n1 － n2 = N1 N2 【例1】在相同条件下，物质的量之比为1:1的H2与Cl2所含的分子个数比为 _____________，体积之比为______________。 1:1 1:1 两同定比例 【例2】在标准状况下: ①2g H2 ②分子数为3.01x1023的CO2 ③0.8mol HCl ④1.12L Cl2 体积由大到小的顺序是 。 ①③②④ 阿伏加德罗定律及其推论 同温同压下(T 、P一定时) ，任何气体密度之比等于摩尔质量之比，即等于相对原子/分子质量之比。 【例3】在标准状况下，ρ空气的平均相对分子质量为29，相同条件下的下列气体密度比空气密度大的是 。 ① CO2 ② H2 ③ Cl2 ④ HCl ⑤ N2 ①③④ 推论2 = ρ1 － ρ2 M1 － M2 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT 同温同压下(T 、P一定时) ，任何气体密度之比等于摩尔质量之比，即等于相对原子/分子质量之比。 推论2 【例4】如图，同温同压下，分别用N2、H2、O2、CO2吹出体积相等的四个气球，其中气体密度最大的气球是（ ） A. B. C. D. A 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT = ρ1 － ρ2 M1 － M2 推论3 同温同体积下(T 、V一定时) ，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比。 = p1 － P2 n1 － n2 【例5】在相同温度下，向容积相同的两容器中通入O2和O3，两容器的压强之比为1∶2，则容器中O2和O3的分子数之比为________，原子数之比为________。 1:2 1:3 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT = N1 N2 上节课学到了什么？ 推论1 :同温同压下(T 、P一定时)，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 = V1 － V2 n1 － n2 = N1 N2 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 推论2 :同温同压下(T 、P一定时) ，任何气体密度之比等于摩尔质量之比，即等于相对原子/分子质量之比。 = ρ1 － ρ2 M1 － M2 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 m1 M1 m2 M2 ρ1V1 M1 ρ2V2 M2 = RT1 = RT1 = RT2 = RT2 推论3 :同温同体积下(T 、V一定时) ，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比。 = p1 － P2 n1 － n2 阿伏加德罗定律及其推论 = N1 N2 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 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。 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 m1 M1 m2 M2 = RT1 = RT2 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。 = V1 V2 M2 M1 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 m1 M1 m2 M2 = RT1 = RT2 推论6：同温同体积同质量下，任何气体的气体压强之比等于摩尔质量的反比。 = P1 P2 M2 M1 阿伏加德罗定律及其推论 理想气体状态方程式：PV=nRT P1V1=n1RT1 P2V2=n2RT2 m1 M1 m2 M2 = RT1 = RT2 典例精讲 【例4】在标准状况下，已知H2的密度是 0.0899g/L,求H2的摩尔质量是多少？ M(H2) = ρ(H2)Vm = 0.0899g/L×22.4L/mol≈2g/mol 气体的摩尔质量：M ＝ Vm·ρ ＝ 22.4 ρ g·mol-1 推导过程： 典例精讲 【例5】相同条件下，体积比为a:b的H2和O2的混合气体，其平均摩尔质量是多少？ 平均摩尔质量： 同温同压下(T 、P一定时)，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比 = V1 － V2 n1 － n2 = N1 N2 g/mol 典例精讲 【例6】现有16.0g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96L。该混合气体的平均摩尔质量为多少？ 平均摩尔质量： = 40 g/mol 随堂演练 1.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 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 C 52 随堂演练 2.下列说法正确的是 ( ) A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol B．0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L C．标准状况下，1 mol任何物质的体积必定是22.4 L D．22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等 C 3.标准状况下，2.24 L某气体的质量为2.8 g，则此气体的相对分子质量为( ) A．28 g·mol－1 B．28 mol C．28 g D．28 D 53 随堂演练 4.下列关于CO和CO2说法正确的是( ) A．质量相等时，分子数之比为7∶11 B．同温同压下，密度之比为7∶11 C．物质的量相同时，体积之比为1∶1 D．原子数相同时，物质的量之比为2∶3 B 54 随堂演练 5.(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为_____L。 (2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为___g。 (3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为______L。 (4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为____________个。 (5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为_____L。 11.2 4 11.2 9.03×1023 44.8 55 典例精讲 【例3】已知在相同的条件下，某气体相对H2的密度是16，求该气体的摩尔质量。 = M(未知气体) M(H2) ρ(未知气体) ρ(H2) 16 = M(未知气体) 2g/mol M(未知气体) = 32g/mol 典例精讲 【例3】同温同压下，1 g X气体和2 g Y气体的体积之比为1:2，根据阿伏伽德罗定律及推论，下列叙述不正确的是（ ）。 常温常压下，X和Y的密度之比为1:1。 X与Y的相对分子质量之比为1:1。 同温度同体积下，等质量的X和Y气体的压强之比为2:1。 等质量的X和Y的物质的量之比为1:1。 PV=nRT m1/M1 m2/M2 M1 =M2 1:1 下课，同学们！  ＝ $