資源簡介

(共18張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第三節 物質的量
課時2 氣體摩爾體積
課堂導入
實驗室制CO2：
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
按照化學計量關系，1mol CaCO3與足量的稀鹽酸反應可以生成1mol CO2，我們需要如何設計實驗證明？
根據上節課所學的摩爾質量，1mol CaCO3的質量是100g，1mol CO2的質量是44g，但是氣體的質量稱量實際上操作起來是十分困難的，所以氣體的定量情況一般都是測量體積，那氣體體積與物質的量之間有什么關系呢？
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物質體積的影響因素
想知道氣體體積與物質的量之間是否具有一定關系，首先我們需要明確物質的體積與哪些因素有關。
我們知道，物質根據聚集狀態的不同可以分為固態(s)、液態(l)、氣態(g)三種狀態，不同聚集狀態密度差異較大。
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物質體積的影響因素
物質體積的影響因素：
1. 粒子數目；
2. 粒子大小；
3. 粒子間距。
相同條件(同溫同壓)下，1mol氣體的體積相同，相同條件(同溫)下，1mol固體和液體的體積相差較大，請同學們思考原因。
18cm3
53.6cm3
7.1cm3
10cm3
18.3cm3
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物質體積的影響因素
對于固體和液體而言，分子的間距都很小，相較于分子大小來說可以忽略，所以固體和液體的體積主要取決于粒子大小和粒子數目。
1mol固體或液體體積不同的原因：分子數相同，粒子大小不同。
固體或液體的分子堆積十分緊密
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物質體積的影響因素
如果將石油氣不斷壓縮，氣體會變成液態，說明相同的體積容納的分子數變多的同時氣體會液化，即氣體的分子間距大于液體。
1mol氣體體積不同的原因：分子數相同，粒子間距不同。
人們生活中的燃燒的液化石油氣的主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等，在氣瓶內呈液態狀，一旦流出會汽化成比原體積大約二百五十倍的可燃氣體，并極易擴散，遇到明火就會燃燒或爆炸。
對于氣體而言，分子的間距很大，相對來說分子大小就可以忽略，所以氣體的體積主要取決于粒子間距和粒子數目。
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物質體積的影響因素
如何改變粒子之間的距離？
升溫
減壓
升溫
減壓
固體
液體
氣體
通過改變溫度和壓強。
通過液化石油氣的例子我們知道溫度和壓強可以改變物質的體積，但是針對固體或液體而言，溫度和壓強的影響幾乎可以忽略不計，對于氣體而言則影響很大。
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物質體積的影響因素
物質 1mol氣態物質的體積 00C，1.01×105Pa 200C，1.01×105Pa 00C，2.02×105Pa
H2 22.4L 24.0L 11.2L
O2 22.4L 24.0L 11.2L
CO2 22.4L 24.0L 11.2L
N2 22.4L 24.0L 11.2L
溫度越高，1mol氣體的體積的數值越大；
壓強越大，1mol氣體的體積的數值越小；
同一條件下，1mol不同氣體的體積相同。
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定義：單位物質的量的氣體所占的體積。
氣體摩爾體積
符號：Vm。
單位：L/mol 或 L·mol-1。
計算：氣體體積(V) = 摩爾體積(Vm) × 物質的量(n)。
注意事項：
氣體的摩爾體積在不同溫度和壓強下數值不同；
(2) 標準狀況下(0℃ 101kPa)，摩爾體積是22.4L/mol；
(3) 摩爾體積只針對氣體而言，對于固態液態不適用；
(4) 摩爾體積對所有氣體(純凈氣體和混合氣體)均適用。
標準狀況(0℃,101KPa)下，HF、H2O、SO3、CCl4、酒精等不屬于氣態。
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正誤判斷
(1). 1mol氣體的體積為22.4L。
(4). 只有在標準狀況下，1mol氣體的體積才可能是22.4L。
(2). 標準狀況下，1mol CO和CO2混合氣體的體積是22.4L。
(3). 22.4L氣體的物質的量一定大于11.2L氣體的物質的量。
×
√
×
×
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答：標準狀況下，67.2L的O2的質量為96g，分子數為1.806×1024。
標準狀況下，67.2L的O2的質量和分子數是多少？
【解】標準狀況下，1molO2的體積約為22.4L，可以計算得出其物質的量，從而計算得到質量和分子數。
n(O2) = V(O2) ÷ Vm = 67.2L ÷ 22.4L/mol = 3mol
m(O2) = M(O2) × n(O2) = 3mol × 32g/mol = 96g
N(O2) = NA × n(O2) = 6.02×1023mol-1 × 3mol = 1.806×1024
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以物質的量為核心的計算
宏觀質量(m)
微觀粒子數(N)
物質的量(n)
×微觀粒子數(NA)
÷微觀粒子數(NA)
×摩爾質量(M)
÷摩爾質量(M)
氣體體積(V)
÷摩爾體積(Vm)
×摩爾體積(Vm)
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阿伏伽德羅定論及推論
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。
注意事項：
1. 定律適用于任何氣體，包括純凈氣體和混合氣體，不適用于非氣體；
2. 同溫、同壓、同體積、同分子數，四同之中可以做到“三同定一同”。
理想氣體狀態方程
pV = nRT (R是常數)
推論一：同溫同壓下，氣體體積之比等于物質的量之比，等于分子數之比。
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阿伏伽德羅定論及推論
推論二：同溫同體積下，氣體壓強之比等于物質的量之比，等于分子數之比。
推論三：同溫同壓下，氣體密度之比等于摩爾質量之比。
利用摩爾質量大小比較氣體與空氣的密度大小
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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
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？
答：氫氣的摩爾質量是2g/mol。
【解】1mol氣體的質量稱為摩爾質量，1mol氣體的體積稱為摩爾體積，標準狀況下氣體的摩爾體積為22.4mol/L，可以得到M = ρ × Vm。
M(H2) = ρ(H2) × Vm = 0.0899g/L × 22.4L/mol = 2g/mol
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下列說法中正確的是_________________
A、分子數相同的氣體體積一定相同
B、1mol任何氣體所占的體積約為22.4L
C、同溫同壓時，同體積的任何氣體含有的分子數相等
D、常溫常壓時，6.02×1023個氣體分子的體積為 22.4 L
E、標準狀況下，22.4L空氣中含有NA個單質分子
F、標準狀況下，1mol H2O的體積是22.4L
G、常溫常壓下，32g O2所占的體積約為22.4L
C
瓦斯中甲烷與氧氣的質量比為1∶4時極易發生爆炸，此時甲烷與氧氣的體積比為 ( )
A.1:4 B.1:2 C.1:1 D.2:1
B
課堂小結
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