資源簡介

(共48張PPT)
第二章 海水中的重要元素 —— 鈉和氯
第三節 物質的量
2. 3. 2 氣體摩爾體積
學習目標
1、了解物質的量的單位 —— 摩爾。
2、通過對比、類比、歸納、演繹等多種思維活動，了解摩爾質量、氣體摩爾體積和物質的量濃度的含義，體會從物質的量層次定量研究化學問題的意義。
3、能基于物質的量認識物質組成及其化學變化；運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積和物質的量濃度之間的相互關系進行簡單計算。知道從定量的角度認識宏觀物質和微觀粒子的相互關系是研究化學問題的科學方法之一。
2H2 + O2 = 2H2O
點燃
物質的量：
2mol
1mol
2mol
質量：
4g
32g
36g
V(g)
ρ
體積： ？
m
n
N
÷ M
× M
× NA
÷ NA
【思考與討論】分析下列1mol物質在特定條件下所占有的體積，你能得出哪些結論？
物質 狀態 1mol物質的質量 密度 1mol物質占的體積
Al 固體 27g 2.70 g · cm-3(20℃) 10.0cm3
Fe 固體 56g 7.86 g · cm-3(20℃) 7.12cm3
H2O 液體 18g 0.998 g · cm-3(20℃) 18.0cm3
H2SO4 液體 98g 1.83 g · cm-3(20℃) 53.6cm3
O2 氣體 32.00g 1.429 g · L-1 (0℃、101KPa) 22.4L
H2 氣體 2.016g 0.0899 g · L-1 (0℃、101KPa) 22.4L
結論：
① 相同條件下，1mol不同的固體和液體物質體積不同，1mol不同的氣體物質體積基本相同
② 1mol氣體物質的體積遠大于1mol固體和液體物質的體積
從微觀角度分析，物質的體積大小跟哪些因素有關？
粒子的數目
粒子的大小
粒子之間的距離
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定物質體積大小的因素
從微觀角度分析，物質的體積大小跟哪些因素有關？
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定固體和液體物質
體積大小的因素
構成固態結構微粒間的
距離很小
構成液態結構微粒間的
距離也小
決定1mol固體和液體物質體積大小的因素
粒子的大小
固態
液態
氣態
水的三態
氣體粒子之間的距離(一般指平均距離)遠遠大于粒子本身的直徑
分子直徑
分子間
平均距離
分子的直徑為0.4nm
分子之間的平均距離為4nm
分子的直徑和分子之間平均距離的比較
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定氣體物質
體積大小的因素
構成氣態結構微粒間的
距離很大
決定1mol氣體物質體積大小的因素
粒子之間的距離
溫度
壓強
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定氣體物質
體積大小的因素
構成氣態結構微粒間的
距離很大
決定1mol氣體物質體積大小的因素
粒子之間的距離
溫度
壓強
【思考】氣體微粒之間的距離受哪些因素影響？
P不變，T升高
粒子間距增大，氣體體積增大
溫度
T不變，P增大
壓強
粒子間距減小，氣體體積減小
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定氣體物質體積
大小的因素
構成氣態結構微粒間的
距離很大
決定1mol氣體物質體積大小的因素
粒子之間的距離
★ 同溫同壓下，任何氣體分子的間距相同
★ 同溫同壓下，1mol任何氣體所占的體積相等
溫度
壓強
【思考與討論】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，你能得出哪些結論？
氣體 00C、101kPa時的體積/L 液體 200C時的體積/cm3 固體 200C時的體積/cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
★ 在0℃、101kPa時，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L
★ 同溫同壓下，1mol任何氣體所占的體積相等
單一氣體或混合氣體
注意：討論氣體的體積時必須注明溫度和壓強
粒子的大小
粒子的數目
粒子之間的距離
決定氣體物質體積
大小的因素
★ 同溫同壓下，相同體積的任何氣體
都含有相同數目的粒子
1、定義： 的氣體所占的體積
4、單位： （或 ）和 （或 ）
L/mol
2、符號： 。
Vm
L · mol-1
單位物質的量
一、氣體摩爾體積
m3/mol
m3 · mol-1
3、公式：
5、數值： 。
標準狀況下(0℃、101kPa)，Vm ≈ 22.4L/mol
一、氣體摩爾體積
22.4L
(標準狀況）
6.02 × 1023
分子
0.282m
標準狀況下的氣體摩爾體積示意圖
6、注意：
① 物質狀態必須是氣態
② 既可是單一氣體，也可是混合氣體
③ 在不同的溫度和壓強下，Vm的值可能不同
在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L
標準狀況下(0℃、101kPa)，Vm ≈ 22.4L/mol
一、氣體摩爾體積
25℃、101kPa時，Vm ≈ 24.5L/mol
1mol CO2的體積如果是22.4L，一定處在標況下？
不一定，同時升溫加壓或降溫減壓，都可以讓1mol CO2的體積為22.4L，如273℃、202kPa
1、設NA表示阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是（ ）
A. 常溫常壓下，22.4L SO2的物質的量是1mol
B. 標準狀況下，11.2 L H2O的物質的量是0.5mol
C. 標準狀況下，44.8 L CO2含有的分子數為2NA
D. 標準狀況下，任何氣體的體積都約為22.4L
C
計算1：標準狀況下，64g O2所占的體積是多少？
解：V = n × Vm
= × 22.4L/mol
= 44.8L
64g
32g/mol
計算2：標準狀況下，33.6L CO2所含有的分子數是多少？
解：N = n × NA
= × NA
= 1.5NA
33.6L
22.4L/mol
m
n
N
÷ M
× M
× NA
÷ NA
V(g)
ρ
【小結】
× Vm
÷ Vm
1、判斷下列說法的正誤。
（1）標準狀況下，1mol任何物質的體積都約是22.4L（ ）
（2）氣體摩爾體積約是22.4L（ ）
（3）22.4L氣體所含分子數一定大于11.2L氣體所含分子數（ ）
（4）當溫度高于0℃時，1mol任何氣體體積都大于22.4L（ ）
（5）1mol CO和1mol CO2所含分子數相同，體積也相同（ ）
（6）1mol H2O在標準狀況下的體積為22.4L（ ）
（7）標準狀況下，1mol O2和N2的混合氣體(任意比)的體積一定約為22.4L（ ）
×
×
×
×
×
×
√
2、下列敘述正確的是（ ）
A. 標準狀況下，1mol H2O的體積約為22.4L
B. 1mol任何氣體所含分子數相同，其體積都約為22.4L
C. 等體積的不同氣體，所含分子數一定相同
D. 常溫常壓下，1mol CO2的體積大于22.4L
D
3、amol N2與amol CO相比較，下列敘述中不正確的是（ ）
A. 質量一定相同
B. 所含原子數一定相同
C. 所含分子數一定相同
D. 氣體體積一定相同
D
4、一定溫度和壓強下，決定氣體體積大小的主要因素是（ ）
A. 氣體的質量
B. 氣體分子的物質的量
C. 氣體分子間平均距離
D. 氣體分子本身的大小
B
二、阿伏伽德羅定律
1、定律：在同溫同壓下，相同體積的任何氣體所含分子數相同
P1 = P2
T1 = T2
V1 = V2
N1 = N2
（n1 = n2）
2、注意：
① 阿伏伽德羅定律只適用于氣體
② “任何” —— 單一氣體、混合氣體
③ 在P、T、V、N(n)中任意三個量相同，另一個量必定相同
二、阿伏伽德羅定律
PV = nRT
—— 理想氣體狀態方程
【例】同溫同壓下，將1L CO2和2L CO進行比較，則CO2和CO的：
（1）物質的量之比為 ；
（2）分子數之比為 ；
（3）原子數之比為 ；
（4）質量之比為 。
1 : 2
1 : 2
3 : 4
11 : 14
推論1：
★ 同溫同壓下，
二、阿伏伽德羅定律
PV = nRT
—— 理想氣體狀態方程
推論2：
★ 恒溫恒容時，
【例】已知空氣的平均式量約為29，相同條件下的下列氣體密度比空氣密度大的是 。
① CO2 ② H2 ③ Cl2 ④HCl ⑤ N2
①③④
推論3：
★ 同溫同壓下，
3、推論
二、阿伏伽德羅定律
相同條件 結論 語言敘述 公式
同溫同壓 同溫同壓下，體積之比等于物質的量之比，等于分子數之比
同溫同體積 同溫同體積下，壓強之比等于物質的量之比，等于分子數之比
同溫同物質的量 同溫同物質的量下，壓強與體積成反比
同溫同壓 同溫同壓下，密度之比等于摩爾質量之比
PV = nRT
—— 理想氣體狀態方程
1、（雙選）在常溫常壓下，amol N2和bmol CO相比較，下列敘述不正確的是（ ）
A. 氣體的體積之比為a : b
B. 質量之比為a : b
C. 摩爾質量之比為a : b
D. 密度之比為a : b
CD
2、同溫同壓下，a g氣體X和b g氣體Y含有相同的分子數，下列說法中不正確的是（ ）
A. X與Y摩爾質量比為a : b
B. 同溫同壓下，X與Y的密度比為a : b
C. 相同質量的X與Y的分子數比為b : a
D. 相同質量的X與Y在同溫同壓下體積之比為a : b
D
理想氣體狀態方程發展史
玻意耳-馬略特定(1662)
查理-呂薩克定律(1787)
道爾頓分壓定律(1801)
理想氣體定律(1834)
范德華方程(1873)
可能是第一個有關物質狀態的方程表達。1662年，這位著名的愛爾蘭物理學家、化學家羅伯特 波義耳利用一端封閉、管內裝有氣體的J形管進行了一系列實驗
1787年，法國物理學家雅克 · 查理發現氧氣、氮氣、氫氣、二氧化碳和其他氣體，當溫度升高80K、其他條件一致時，氣體膨脹的體積相等
1801年由約翰 · 道爾頓所觀察得到的。在任何容器內的氣體混合物中，如果各組分之間不發生化學反應，則每一種氣體都均勻地分布在整個容器內，它所產生的壓強和它單獨占有整個容器時所產生的壓強相同
又稱理想氣體狀態方程，是1834年法國物理學家埃米里 · 克拉珀龍綜合波義耳和查里的發現得到的一個方程
1873年，荷蘭物理學家范德華給出了有限體積被連續分子充滿情況下的物態方程，他的這一新公式改革了對于物態方程的研究
【例】 0.1mol CO2 + 0.9mol H2
0.2mol CO2 + 1.8mol H2
1mol CO2 + 9mol H2
問：1mol該混合氣體的質量分別為 。
★ 混合氣體各組分的物質的量之比一定時，1mol該混合氣體的質量一定
6.2g
混合氣體的平均摩爾質量(或平均相對分子質量)
計算2：求空氣的平均摩爾質量？（N2 80%，O2 20%）
解：M = 28g/mol × 80% + 32g/mol × 20%
= 28.8g/mol
計算1：4mol N2和1mol O2組成的混合氣體的平均摩爾質量？
4mol × 28g/mol + 1mol × 32g/mol
4mol + 1mol
=
28.8g/mol
解：M =
m總
n總
=
計算3：若空氣的平均分子量為28.8，請計算空氣中N2與O2的體積比？
十字交叉法：
32
28
28.8
0.8
3.2
計算4：N2在標況下的密度？
16g/mol
22.4L/mol
=
0.714g/L
解： ρ =
M
Vm
=
★ 標況下，
計算5：CH4在標況下的密度？
28g/mol
22.4L/mol
=
1.25g/L
解：ρ =
M
Vm
=
計算5：64g O2和64g SO2組成的混合氣體相對于相同狀況下的H2的密度比為多少？
64g + 64g
32g/mol
64g
+
64g
64g/mol
≈
2g/mol
21.3
1、（雙選）由H2、CO2、CO組成的混合氣體，在同溫同壓下與氮氣的密度相等。該混合氣體中CO2、H2、CO的體積比可能是（ ）
A. 22 : 1 : 14
B. 13 : 8 : 29
C. 26 : 16 : 57
D. 無法確定
BC
2、實驗測定CO與O2的混合氣體的密度是相同狀況下H2密度的14.5倍，則該氣體的平均摩爾質量是 ，CO與O2的物質的量之比為 ， CO的質量分數是 。
29g/mol
3 : 1
72.4%
差量法：質量差量法和體積差量法
題型特征：反應前后有固體質量差或氣體體積差
解題思路：
第一步，由反應方程式找出反應前后引起差量的兩項，求出標準差量；
第二步，由實際差量與之對應成比例求解。
【例1】H2 + CuO = Cu + H2O　固體質量減輕
　　　　　 80g 64g　　　 　 16g
【例2】2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2　氣體體積減小
　　　　　　 　 2L　　　　　 　 1L　 　 1L
1、標準狀況下，一定量的CO通過50g灼熱的CuO后，質量變為42g，通入CO的體積至少為 L，生成Cu為 mol。
2、常溫下，將CO2和CO的混合氣體5L通過足量熾熱的C后，恢復至原狀態，體積變為7L，原混合氣體中CO的體積分數為 。
0.5
11.2
40%
1、（雙選）下列說法中正確的是（ ）
A. 1mol O2和1mol N2所占的體積都約為22.4L
B. 標準狀況下，H2的氣體摩爾體積約為22.4L
C. 在標準狀況下，1mol H2和1mol O2所占的體積都約為22.4L
D. 在標準狀況下，22.4L由N2、N2O組成的混合氣體中所含有N原子的物質的量為2mol
CD
2、下列有關氣體體積的說法中正確的是（ ）
A. 一定溫度、壓強下，氣體體積由其分子的大小決定的
B. 一定溫度、壓強下，氣體體積由其物質的量的多少決定
C. 氣體摩爾體積是指1mol任何氣體所占的體積為22.4L
D. 不同的氣體，若體積不變，則它們所含的分子數一定不等
B
3、在體積相同的兩個密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，
當這兩個容器內氣體的溫度和密度相等時，下列說法正確的是（ ）
A. 兩種氣體的壓強相等
B. O2比O3質量小
C. 兩種氣體的分子數目相等
D. 兩種氣體的氧原子數目相等
D
4、有一空瓶，抽成真空時質量為276.802g，充滿H2時質量為277.204g，相同條件下當充滿某種氣體時質量為285.244g，求該氣體的相對分子質量？
PV = nRT
5、在某溫度時，一定量的元素 A的氣態氫化物AH3，在一定體積的密閉容器中完全分解成兩種氣體單質，此時壓強增加了75%，則A單質的化學式為 。
A4

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