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及阿伏伽德罗定律，通过1mol不同状态物质体积对比实验数据导入，衔接物质的量与粒子数、质量的转换关系，构建“N-n-m-V”转化学习支架，帮助学生建立宏观体积与微观粒子的联系。 其亮点在于以科学探究为核心，通过数据表格分析培养科学思维，如对比1mol固液气体积得出影响因素，结合“三看”注意事项强化证据推理。典型例题与分层练习助力学生掌握计算，教师可直接用于教学，提升学生化学观念与问题解决能力。

制作人： 2.3.2 气体摩尔体积 1 1. 了解影响物质体积的因素； 2.在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积； 3.掌握标准状况下的气体摩尔体积的计算。 学 / 习 / 目 / 标 新/课/导/入 分层讲目的，层层深入，最后是情感 2 物质的量 (n) 粒子数 (N) ×NA ÷NA 质量 (m) ×M ÷M 体积 (V) ÷ρ × ρ ? 化学家眼中的物质世界 物质的聚集状态 固体(solid) 液体(liquid) 气体(gas) 4 物质 状态 质量(g) 密度 (g/cm3) 体积 Fe 固 态 56 7.86 Al 27 2.7 Pb 207.2 11.3 H2O 液 态 18 1.0 H2SO4 98 1.83 H2 气 态 2 0.0899 g/ L O2 32 1.43 g/ L CO2 44 1.977 g/ L 7.12 cm3 10cm3 18.3 cm3 18.0cm3 53.6 cm3 22.4 L 22.4 L 22.3 L 科学探究 以下是1mol物质在00C、1.01×105Pa下的体积 由体积数据结合物质状态得出什么结论? 一、影响物质体积大小的因素 相同条件下，1mol的气体体积要比固体、液体大得多。 相同条件下， 1mol不同固体、液体的体积一般是不同的。 而相同条件下，1mol不同气体的体积几乎相同。在标况下，近似为22.4L。 标况：0 ℃（273K），101kPa 1. 为什么1mol不同状态的物质体积不同； 2. 为什么1mol不同物质的气体体积近似相等，且比固、液物质体积大的多； 3. 影响物质体积的因素究竟是什么？ 1mol几种不同物质的体积 网 假设每个分子或原子是一个刚性小球（如乒乓球、篮球等），请同学们探究影响物质体积大小的因素。 1.影响物质体积大小的因素有三个： (1)物质所含结构微粒数多少； (2)微粒间的距离(固态、液态距离小，排列紧密；气态分子间排列疏松)； (3)微粒本身的大小。 2.影响固（液）体积大小的主要因素： (1).粒子数目； (2).粒子的大小； 3.影响气体体积大小的主要因素： (1).粒子数目； (2).粒子间的距离 当分子数目相同时，气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离,而不是分子本身的大小；而气体之间的距离与温度、压强有关，当T、P相同时，气体分子之间的距离相等，体积相同。 科 相同条件下， 1mol不同固体、液体的体积一般是不同的，而1mol不同气体的体积几乎相同。 T P 其他条件不变时 d d 压强对气体体积的影响 当压强增大，气体分子间 距离变小，气体体积变小。 温度对气体体积的影响 当温度升高，气体分子间 距离变大，气体体积变大。 气体的体积主要由以下什么因素决定的( ) ①气体分子的直径 ②气体物质的量的多少 ③气体分子间的平均距离 ④气体分子的相对分子质量 A.①② B.①③ C.②③ D.②④ C 探究讨论 2、计算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 0.0893 O2 气体 1.429 CO2 气体 1.965 N2 气体 1.25 2 22.4 32 22.39 44 22.39 28 22.4 从表格体积数据得出结论 00C、1.01×105Pa下,1mol任何气体的体积均约是22.4L 22.4 二、气体摩尔体积 1.概念：单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积。 2.符号：Vm 3.定义式： Vm =V(气体)/n(气体) 4.单位：升/摩尔（L/mol或L·mol-1） ；米3/摩尔（m3/mol或m3 ·mol-1）。 5.标准状况下，任何气体的摩尔体积 约是22.4L/mol。Vm=22.4 L·mol-1 标准状况下1mol气体体积与足球体积大小的比较 条件：标准状况 对象：任何气体（纯净物、混合物） 物质的量：1mol (0 ℃)273K, 101kPa(1atm) 标况下，不是气体的物质：H2O、SO3、CCl4、酒精、C、苯、HF 注意： 2、标准状况：温度：0oC、压强1.01×105Pa 3、通常状况:200C、 1.01×105Pa 1、适用范围：气体 4、气体体积与微粒数目、温度、压强有关，与种类无关。 5、结论：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22 .4L。 6、有关计算：(标准状况下） V=n×22.4L/mol（n-气体的物质的量） 注意： 使用22.4 L·mol-1----三看 （1）标准状况，但特殊条件（调控T、P）也可是22.4 L·mol-1 （2）看状态，必须为气体 （3）看数值单位， L·mol-1，数值“22.4”是近似 ×，物质应是气体 ×，未指明条件标况 (1).在标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 (2).1 mol气体的体积约为22.4 L。 (3).在标准状况下，1 mol O2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4 L。 √，气体体积与分子种类无关 (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。 ×，未指明气体体积是否在相同条件下测定 (5).任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L。 (6).只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L。 ×，只在标况下 ×，不一定 [练习]判断正误 学 2 min B A 没有指明标准状况 × B 气体摩尔体积既适用于单一气体，也可以是混合气体，只要符合物质的量为1 mol，且为标准状况下，体积就约为22.4 L √ C 标准状况下，1 mol任何气体的体积必定是22.4 L × D 18 g H2O是1 mol H2O，但22.4 L CO2不一定是1 mol，因为其条件不确定 × 例2 下列说法正确的是（ ） A. 在标准状况下，1mol水和1molH2的体积都约是22.4L B. 2gH2和44gCO2的体积相等 C.1mol某气体的体积为22.4L，则该气体一定处于标准状况 D. 在标准状况下，1gH2和11.2LO2的物质的量相等 [答案] （D） 3.下列叙述不正确的是(　　) A.在标准状况下,1.5 mol O2的体积是33.6 L B.在标准状况下,2 mol H2的体积是44.8 L C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同 D.32 g O2的物质的量是1 mol 答案 C 解析 C项未指明气体所处的温度和压强。 N n m ÷NA ×M ×NA ÷M V （气体） ×Vm （标况） ÷Vm （标况） N,n,m,V 之间的相互转化 微观 宏观 练习1. 在标准状况下,2.2gCO2的体积是多少？ n（CO2）= m [CO2] M[CO2] = 2.2 g 44g·mol －1 = 0.05mol V（CO2） = n（CO2）·Vm = 0.05 mol×22.4 L / mol = 1.12L 解： 答： 在标准状况下,2.2gCO2的体积是1.12L n = V Vm = 0.112 L 22.4L·mol －1 = 0.005mol n = m / M M = 0.14 g 0.005 mol = 28g/mol 练习2：标准状况下，112 mL 某气体的质量为 0.14g,则其摩尔质量为_______________，相对分子质量为___________。 三．阿伏伽德罗定律及其应用 1.内容： 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。 2.适用范围： 任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。 3.“三同定一同”规律：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。 阿伏伽德罗定律又称为“四同定律”。 pV = nRT pV = —— RT m M pVM= mRT pM= ρRT 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） 三．阿伏加德罗定律的推论 相同条件 结论 公式 语言表达 T、p相同 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比 T、V相同 同温、同体积的气体，其压强与物质的量成正比 T、p相同 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比 = ρ 1 － ρ 2 M1 － M2 Mr1 － Mr2 = = D = P1 － P2 n1 － n2 N1 － N2 = n1 = V1 － V2 － n2 = N1 － N2 “两同定比例” 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（等于所含的分子数之比） 同 T、P： V1 V2 N1 N2 = n1 n2 = 例1、两个体积相同的容器，一个盛有一氧化氮，另一个盛有氮气和氧气。在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的是 （ ） （A）原子总数 （B）质子总数 （C）分子总数 （D）质量 A C 推论2：同温、同体积，气体的压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比 P1 n1 P2 n2 —— = — T、V相同 例2、同温同体积下，相同压强的氢气和甲烷的原子个数之比是（ ） A.2:5 B.1:1 C.1:5 D.1:8 A 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（即式量之比） 1 M1 2 M2 = 例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 推论5：同温同压同质量下，任何气体的体积之比与_________之比（即____________ 之比）成反比 V2 M1 V1 M2 = 推论4：同温同压同体积下，任何气体的质量之比等于_______之比（即_________之比） m1 M1 m2 M2 = 摩尔质量 相对分子质量 摩尔质量 相对分子质量 例4、在同温同压下，同体积的下列气体，质量最大的是（ ） A、O2 B、N2 C、Cl2 D、CO2 C 例5、同温同压下，等质量的二氧化碳和二氧化硫相比，下列叙述中正确的是（ ） A、密度之比为16：11 B、密度之比为11：16 C、体积之比为11：16 D、物质的量之比为16：11 B D 巩固练习 1、判断下列说法是否正确？ (1)1LH2和1LO2在同温同压下所含分子数相同 (2)1gN2和1gO2所含分子数相同 (3)1molO2和1molN2所含分子数相同，所占体积相同 √ × × 2、下列说法正确的是（ ） A 在标准状况下，1mol水和1molH2的体积都 约是22.4L B 2gH2和44gCO2的体积相等 C 1mol某气体的体积为22.4L，则该气体一定处于标准状况 D 在标准状况下，1gH2和11.2LO2的物质的量相等 液体 条件不同，可能V不同 不一定 均为气体 D 3：同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的： （1）物质的量之比为 ； （2）分子数之比为_________; （3）原子数之比为 ； （4）质量之比为 ___________； （5）摩尔质量之比为 ___________； （6）密度之比为——————; 1:2 3:4 11:14 11:7 11:7 1:2 (1) 摩尔质量法 四、气体相对分子质量的计算 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) 物质的量分数或体积分数法 = m总 n总 M = M1n1% +M2n2% + ............ 空气中氮气氧气氩气的体积分数分别为78％、21％、1％，则空气的平均相对分子质量为_____ M=M1a1+M2a2+…+Miai =28×78％+32×21％+40×1％ (3) 相对密度法(T, P相同条件下) (4) 标准密度法 = ρ 1 － ρ 2 M1 － M2 = D (D为相对密度) = M ρVm = M 22.4ρ (标准状况下) 标准状况下某气体的密度为2.56g/L，则该气体的相对分子质量是__________ M=ρ22.4=2.56g/L×22.4L/mol 相对密度 两种气体的密度之比称为相对密度。如A气体对B气体的相对密度用DB表示为： 由某气体对H2的相对密度，知 由某气体对空气的相对密度， 可知 练习1、标准状况下某气体的密度为2.56g/L，则该气体的相对分子质量是__________ 2、空气中氮气氧气氩气的体积分数分别为78％、21％、1％，则空气的平均相对分子质量为_____ 3、在一定条件校气体A可发生如下反应： 2A（气体）==B（气体）+3C（气体） 若在相同条件下所得混合气体对氢气的相对密度为4.25，则A的相对分子质量为___________ M=ρ22.4=2.56g/L×22.4L/mol M=M1a1+M2a2+…+Miai =28×78％+32×21％+40×1％ M(混)=D×M(H2)=4.25×2g/mol=8.5g/mol 由方程式可知2molA生成4mol混合气体， 结合M(混)可知2molA生成4mol×8.5g/mol=34g的混合气体 由质量守恒定律知1molA的质量为17g即M(A)=17g/mol 阿伏伽德罗定律应用 1、求生成物的分子式 例题1、在一定温度和压强下，1体积X2（气）跟3体积Y2（气）化合生成2体积气态化合物A，则化合物A的化学式是（ ） A、XY3 B、XY C、X3Y D、X2Y3 分析： （1）由阿伏加德罗定律的推论：同温、同压下， V1/V2=n1/n2，得： n(X2): n（Y2）: n(A) = 1: 3 :2 （2）由物质的量之比=化学方程式各物质前的系数比，反应的化学方程式可表示为：X2+3Y2=2A。 （3）根据质量守恒定律，可知A的分子式为XY3。 A 38 （1）由阿伏加德罗定律的推论：同温、同压下， V1/V2=n1/n2，分析。（2）由物质的量之比=化学方程式各物质前的系数比， 反应的化学方程式可表示为：X2+3Y2=2A。 （3）根据质量守恒定律，可知A的分子式为XY3。 2、式量的确定 例题2、有一真空瓶的质量为m1g,该瓶充入氧气后总质量为m2g；在相同状况下，若改充某气体A后，总质量为m3g。则A的分子量为 。 分析：（1）m(O2)=m2–m1(g) 则：n(O2)= (m2–m1)g/32g·mol-1= (m2–m1)/32 mol （2）m(A)= m3–m1(g)， 设气体A的摩尔质量为M， 则：n(A)= (m3–m1)/M mol （3）因气体A与氧气的体积相等，由推论：V1/V2=n1/n2得： (m2–m1)/32 mol = (m3–m1)/M mol 则：M= 32(m3–m1)/ (m2–m1) (g/mol) 32(m3–m1)/ (m2–m1) 3、判断混合气体的组成 例题3、常温下，在密闭容器里分别充入两种气体各0.1mol,在一定条件下充分反应后，恢复到原温度时，压强降低为开始时的1/4。则原混合气体可能是（ ）。 A、H2和O2 B、HCl和NH3 C、H2和Cl2 D、CO和O2 分析：由题意，反应前后温度相同、体积相同，由推论： 同温、同体积时： P2 / P1 =n2 /n1，逐一分析。 A项： 2H2 + O2= 2H2O（液） 2mol 1mol 0.1mol 0.05mol 由计算知：余0.05molO2,因此 P反应后 / P反应前 =n反应后 /n反应前 =0.05mol/(0.1+0.1)mol=1/4。 符合题意。 A B项： HCl + NH3= NH4C l（固体） 1mol 1mol 0.1mol 0.1mol 无气体剩余，反应后体系压强降为0，不合题意 40 3、判断混合气体的组成 例题3、常温下，在密闭容器里分别充入两种气体各0.1mol,在一定条件下充分反应后，恢复到原温度时，压强降低为开始时的1/4。则原混合气体可能是（ ）。 A、H2和O2 B、HCl和NH3 C、H2和Cl2 D、CO和O2 分析：由题意，反应前后温度相同、体积相同，由推论： 同温、同体积时： P2 / P1 =n2 /n1，逐一分析。 A C项： H2 + Cl2 = 2HCl 1mol 1mol 2mol 0.1mol 0.1mol 0.2mol 反应前后气体的物质的量不变， 则体系压强不变。不合题意。 D项： 2CO + O2 = 2CO2 2mol 1mol 2mol 0.1mol 0.05mol 0.1mol 据反应方程式知：O2过量，余0.05mol；生成CO2 0.1mol,故 P反应后/ P反应前 =n反应后 /n反应前 =（0.1+0.05)mol /（0.1+0.1)mol = 3 / 4（不合题意） 41 4、结合化学方程式的计算 例题4、在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和气 5L气体Q，在一定条件下发生反应：2R(g)+5Q(g)=4X（g）+n y（g）。反应完全后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%,则n值是（ ）。 A、2 B、3 C、4 D、5 巧解： 因反应完成后，压强变小，故该反应是气体分子数减 小的反应，即：2+5>4+n，得：n<3，只能选A。 分析：由题意：反应前后体积不变、温度不变，则可由推论 P2 / P1 =n2 /n1来解答。 A 【例题】在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。 (1)若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为________， NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。 (2)所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为__________。 (3)在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为______________________。 【例题】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3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．两种气体的压强相等 B．O2比O3的质量小 C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氧原子数目相等　 D [小结] 气体的摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积 符号：Vm 表达式：n =V/Vm 标准状况下：Vm= 22.4 L/mol 阿伏伽德罗定律：三同定一同 1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（ ） A．1molH2的质量是1g，它所占的体积是22.4L B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L C．标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L D．相同物质的量的气体，气体摩尔体积也相同 C 2.下列说法正确的是（ ） A.在标准状况下，1mol水的体积是22.4L B.1molH2所占的体积约为22.4L C.在标准状况下，NA个分子所占的体积约为22.4L D.在标准状况下，1molNH3和CO混合气体所占的体积约为22.4L D 3.下列叙述正确的是( ) A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等 B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等 C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小 D．相同条件下的二氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量一定相等 B 4.在标况下 （1）0.5molHCl气体占有的体积是 （2）33.6LH2 的物质的量是 5.同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、 CH4、O2五种气体所占的体积由大到小的顺序是（　 ） CH4、N2、O2、CO2、Cl2 11.2L 1.5mol ④＜①＜③＜② ④＜①＜③＜② 6.标准状况下有以下四种气体： ①6.72L CH4 ②3.01×1023 HCl分子 ③13.6g H2S ④0.2mol NH3 （1）物质的量由小到大的顺序是 _ _ 。 （2）体积由小到大的顺序是 __ 。 7.下列说法中,正确的是 ( ) A.1mol某气体的体积是22.4L,该气体所处的状况不一定是标准状况. B.非标准状况下,1molO2的体积必定不是22.4L C.某物质含有阿伏加德罗常数个微粒,该物质在标准状况下的体积为22.4L D.标准状况下,1molH2和O2的混合气体的体积不一定为22.4L A 课后巩固 感谢您的观看 THANK YOU Chemistry subject-specific activities 制作人： 【典例】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 $