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第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第三節 物質的量
第2課時 氣體摩爾體積
上節課，我們已經學習了了兩個計算物質的量的公式：n=N/NA和n=m/M，從而通過物質的量知道了微觀粒子與宏觀質量之間的聯系。
那么，氣體體積與物質的量之間有什么關系呢
【新課導入】
那么，如果已知某氣體的體積，能否直接應用上面的公式計算出某氣體的物質的量呢？或者已知某氣體的物質的量，能否計算得到氣體的體積呢？
答案顯然是否定的。
物質的量
粒子數
n=N/NA
n=N/NA
質量
氣體 0℃ 101kPa時的體積/L 液體 20℃時的體積/cm3 固體 20℃時的體積/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
體積相同
粒子數相同
體積不同
體積不同
【學習任務一】影響物質體積大小的因素
思考與討論課本P56
在一定條件下，1mol不同物質的體積如下表所示。觀察并分析表中的數據，你能得出那些結論？
【結論】
（1）相同條件下（同溫同壓），1mol（粒子數相同）不同液體或固體體積不相同。
（2）相同條件下（同溫同壓），1mol（粒子數相同）不同氣體體積相同。
請同學們觀察下面幾組圖片，思考是什么影響了物質的體積。
【提出疑問 討論原因】
為什么相同條件下，1mol不同固體和液體的體積不同，而1mol不同氣體的體積幾乎相同？物質的體積與什么因素有關？
影響物質體積大小的因素
第一組
【結論1】粒子數（N）：粒子數（N）越多，體積越大。
第二組
【結論2】粒子大小：粒子直徑越大，體積越大。
第三組
【結論3】粒子間距：粒子間距越大，體積越大。
固體和液體微粒間距離很小
【回顧問題】為什么相同條件下，1mol不同固體和液體的體積不同，而1mol不同氣體的體積幾乎相同？
1. 影響固體和液體體積的因素是什么？
【結論1】粒子間距對固體液體的體積幾乎沒有影響。
影響固體和液體體積的因素主要為粒子大小與粒子數目。
因此，1mol固體和液體體積不同的原因是？
粒子大小不同。
固態
液態
固體物質
液體物質
減少粒子數目：
縮小粒子直徑：
固態
液態
2. 影響氣體體積因素是什么？
液態（l）
氣態（g）
變成
粒子間的距離增大
宏觀現象：
微觀探析：
體積增大
液態（粒子間距較小）
氣態（粒子間距很大）
氣化
【結論2】粒子大小對氣體的體積幾乎沒有影響。（粒子間距遠大于粒子直徑）
影響氣體體積的因素主要為粒子間距與粒子數目。
那么，1mol氣體體積相同的原因是？
粒子間距相同。
升溫
減壓
升溫
減壓
3. 影響粒子間距因素是什么？
固體物質
液體物質
氣體物質
【結論3】影響粒子間距的主要因素是溫度和壓強。
因此，1mol氣體體積相同的原因是？
氣體所處環境的溫度和壓強相同。
粒子數目
粒子間距
粒子大小
物質的體積
固體、液體體積
決定
決定
氣體體積
受溫度和壓強影響
對于粒子數相同的氣體來說，如果溫度和壓強相同，則微粒間的平均距離基本相同，體積也就相同。
【總結】
【規律】在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的粒子。
阿伏加德羅定律
【學習任務二】氣體摩爾體積
回顧課本P56【思考與討論】
1mol
1、定義：
2、符號:
3、單位：
單位物質的量的氣體所占的體積
【新概念】
——氣體摩爾體積
Vm
L/mol(L·mol-1)
注意：
①氣體摩爾體積的數值只受溫度、壓強影響。
②標準狀況(0℃,101KPa)下，Vm≈22.4L/mol（記住）
閱讀教材P56-57頁內容，觀察圖2-22，思考什么是氣體的摩爾體積？影響氣體摩爾體積的因素是什么？
標準狀況
觀察圖片，你能得到什么結論？
【結論】0℃、101kPa（標準狀況下，1mol氣體的體積總是22.4L，所含分子數為6.02×1023。
【小結】
“22.4L/mol”使用注意事項：
前提條件：
對 象：
任何氣體，純凈氣體或混合氣體都可以（但混合氣體間不能發生反應）
特別提醒：
1. 標準狀況(0℃,101KPa)下，HF、H2O、SO3、CCl4、酒精等不屬于氣態。
2. 標準狀況(0℃,101KPa)下，氣體摩爾體積為22.4L/mol，但由于溫度升高，體積增大，壓強增大，體積減小，因此在溫度和壓強適宜的情況下氣體摩爾體積也可能為22.4L/mol。
標準狀況(0℃，101KPa)下
【例1】關于物質的體積的說法正確的是（ ）
A．1mol固體或液體的體積主要決定于微粒間的距離
B．固體和液體的微粒間的空隙很小，因此不能被壓縮
C．氣態物質微粒間的距離較大，因此氣體體積決定于氣體分子間的距離
D．氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，固體或液體的體積受溫度和壓
強的影響較小
D
【例2】下列關于氣體摩爾體積的幾種說法正確的是（ ）
A．1 mol任何氣體的體積均為22.4 L
B．非標準狀況下，1 mol氣體的體積不可能是22.4 L
C．0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2組成的混合氣體在
標準狀況下的體積約為22.4 L
D．同溫同壓下，相同體積的任何氣體單質所含分子數和原子數都相同
C
【思考】氣體摩爾體積是指單位物質的量的氣體的體積。氣體摩爾體積（Vm）與氣體體積（V）、物質的量（n）之間具有怎樣的關系呢？
V=n·Vm
變式
n=
V
Vm
n
V
Vm=
【構建模型】以物質的量（n）為中心構建質量（m）、體積（V）、粒子
數（N）之間的認知模型：
我們已經學習了三個公式，嘗試用物質的量將他們聯系起來。
物質的量
粒子數（N）
n=N/NA
n=N/NA
質量（m）
物質的量
n=
V
Vm
【學習任務三】阿伏加德羅定律及其推論
阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的粒子。
推論一：相同條件（同溫同壓）下，任何氣體的體積之比等于物質的量之比，也等于粒子數之比
=
n1
n2
V1
V2
N1
N2
=
推導過程：
n=
V
Vm

=
V1
Vm
n1
n2
V2
Vm
同溫同壓下，Vm是定值（NA始終是定值）
=
n1
n2
V1
V2
N1
N2
=
M = ρVm
1mol氣體的
質量：為摩爾質量(M)
【計算】在標準狀況下，已知H2的密度是 0.0899g/L,求H2的摩爾質量是多少？
分析：
體積：為氣體摩爾體積(Vm)
M(H2) = ρ(H2)Vm =0.0899g/ L×22.4L/mol≈2g/mol
例題1：在相同條件下，物質的量之比為1:4的H2與O2所含的分子個數比為_________，體積之比為__________。
1:4
1:4
推論二：同溫同壓下，Vm相同，氣體的密度之比等于其摩爾質量之比。
=
M1
M2
ρ1
ρ2
例題2：已知在相同的條件下，某氣體相對H2的密度是16，求該氣體的摩爾質量。
根據 M = ρVm 可得
=
M(未知氣體)
M(H2)
ρ(未知氣體)
ρ(H2)
16=
M(未知氣體)
2g/mol
M(未知氣體)=32g/mol
相對密度 (d)
相對密度 (d)=
【補充】理想氣體狀態方程與阿伏伽德羅定律的推論
1.理想氣體狀態方程
由于同溫同壓下Vm一定，那么Vm的影響因素是？
溫度和壓強
其他條件相同時，T越大，Vm越大，T與Vm呈正相關
其他條件相同時，P越大，Vm越小，P與Vm呈負相關
Vm=
RT
P

=
P

V
n
RT
PV=nRT
R為氣體常數

n 摩爾理想氣體在開爾文溫度T（單位為K，0℃=273.15K），壓強P下，占有體積V。
由PV=nRT，可以推得：
1. 同溫同壓下，R是個常數，相同體積的任何氣體否有相同的粒子數。
2. 同溫同壓下，任何氣體都有：
=
n1
n2
P1
P2
3. 同溫同壓下，任何氣體都有：
PVm=
RT
代入 M = ρVm
PM=ρ
RT

=
M1
M2
ρ1
ρ2
4. 同溫同體積下，任何氣體都有：
=
n1
n2
V1
V2
三同定一同，兩同定比例
5. 同溫同壓同體積下，任何氣體都有：
=
M1
M2
m1
m2
n1=n2
代入 n= m/M

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