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氣體摩爾體積
一、教學(xué)目標(biāo)
1、使學(xué)生了解氣體摩爾體積的概念，且能夠利用物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積三者之間的關(guān)系進(jìn)行簡單的計(jì)算，達(dá)成宏觀辨識(shí)與微觀探析核心素養(yǎng)的形成。
2、了解阿伏加德羅定律及其推論，并能夠運(yùn)用阿伏伽德羅定律解決簡單問題，達(dá)成證據(jù)推理與模型認(rèn)知核心素養(yǎng)的形成。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1、重點(diǎn)：氣體摩爾體積概念的建立。
2、難點(diǎn)：阿伏伽德羅定律及其推論。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一、新課導(dǎo)入
【教師】1mol不同物質(zhì)所含微粒數(shù)有何特點(diǎn)？
【學(xué)生】都相同。
【教師】1mol不同固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì)所占的體積是否相同？物質(zhì)的體積與微觀粒子間是否存在一些關(guān)系呢？這就是我們今天要一起探討的問題。
【教師】觀察并分析圖片以及所給的數(shù)據(jù)，能得到哪些結(jié)論呢？
【學(xué)生】在相同條件下，1mol 固體或液體的體積相差較大，但1mol氣體的體積幾乎完全相同。
環(huán)節(jié)二、影響物質(zhì)體積大小的因素
【教師】為什么在微粒數(shù)相同的條件下，不同固體和液體的體積差別很大，而不同氣體的體積幾乎相同？影響物質(zhì)體積大小的因素到底是什么呢？我們先來回答下面幾個(gè)問題。
【思考】1個(gè)籃球和1個(gè)乒乓球，誰體積大？
【學(xué)生】籃球體積大。
【教師】物質(zhì)的體積與粒子大小有關(guān)。
【思考】1個(gè)籃球和4個(gè)籃球，誰體積大？
【學(xué)生】四個(gè)籃球的體積大。
【教師】物質(zhì)的體積與粒子數(shù)目有關(guān)。
【思考】4個(gè)籃球整齊排放與零亂分布，誰體積大？
【學(xué)生】零亂分布體積更大。
【教師】物質(zhì)的體積與粒子間距有關(guān)。
【提問】相同條件下，1mol不同固體或液體的體積為什么不同呢？其體積大小主要取決于哪些微觀因素？
【學(xué)生】固體、液體粒子間的距離非常小，這導(dǎo)致固體或液體的粒子本身的“直徑”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子之間的距離，所以決定固體、液體體積大小的主要微觀因素是：粒子的數(shù)目、粒子的大小。
【提問】相同條件下，1mol不同氣體的體積基本相同，為什么？其體積大小主要取決于哪些微觀因素？
【學(xué)生】氣體粒子間的距離遠(yuǎn)大于氣體分子本身的“直徑”，所以決定氣體體積大小的主要微觀因素是：粒子的數(shù)目、粒子之間的距離。
【教師】分子間的平均距離受溫度和壓強(qiáng)的影響。因此，同溫同壓下,任何氣體粒子之間的距離幾乎相等。
【結(jié)論】在相同的溫度、壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量（分子數(shù)）的任何氣態(tài)物質(zhì)都具有相同的體積。該結(jié)論適用于氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體，對固體和液體不適用。
環(huán)節(jié)三、氣體摩爾體積
【教師】氣體分子數(shù)相同時(shí)，氣體的體積主要受粒子間距的影響，當(dāng)間距相等時(shí)，氣體的體積是否相等呢？
【學(xué)生】當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體分子之間的距離一定，1mol氣體的體積幾乎相等。
【教師】當(dāng)外界條件相同時(shí)，物質(zhì)的量相同的任何氣體都含有相同的體積，由此引出專門的物理量——?dú)怏w摩爾體積，這就是我們這節(jié)課所要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
【講解】單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積，符號(hào)為Vm。氣體摩爾體積的表達(dá)式為Vm=V/n，根據(jù)公式可推出氣體摩爾體積的單位是L/mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃，101KPa)下，1mol 任何氣體的體積都約是22.4L。所以，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積Vm≈22.4 L/mol。
【思考】氣體摩爾體積的數(shù)值是固定的嘛？
【學(xué)生】這取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，如25℃、101KPa下的氣體摩爾體積約24.5L/mol。
【思考】1mol某氣態(tài)物質(zhì)的體積為22.4 L，則該氣體所處的狀態(tài) 一定為273 K，101kPa。
【學(xué)生】不一定，1 mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。
【教師】注意，物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣體，若不是氣體或非標(biāo)準(zhǔn)狀況均不能用22.4 L·mol－1進(jìn)行計(jì)算。而且，標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體的常見物質(zhì)：H2O、SO3、NO2、HF、CCl4。
【練習(xí)】（1）1 mol任何氣體的體積都為22.4 L (　 )
（2）1 mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積都為22.4 L ( 　)
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol水所占的體積是22.4 L (　 )
（4）在常溫常壓下，11.2 L Cl2含有的分子數(shù)為0.5NA (　 　)
（5）在常溫常壓下，1 mol氦氣含有的原子數(shù)為NA (　 )
（6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，H2的氣體摩爾體積是22.4 L (　 　)
環(huán)節(jié)四、阿伏加德羅定律及其推論
【教師】阿伏加德羅定律內(nèi)容：相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含相同數(shù)目的粒子(相同物質(zhì)的量)。該定律也可稱為“四同規(guī)律”：同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)中只要有“三同”，則必有“四同”，即“三同定一同”。通過“四同定律”可得到理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT。
【講解】其中，P為壓強(qiáng)、V為體積、n為物質(zhì)的量、T為溫度、R為常數(shù)。若只有兩個(gè)相同，則另外兩個(gè)必定成比例，即“二同定比例”。這也得出了阿伏伽德羅定律的推論。
【教師】推論一、同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比。
推論二：同溫同體積下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比。
推論三：同溫同壓下，密度之比等于摩爾質(zhì)量之比。
推論四、同溫同壓下，體積相同的氣體，其質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比。
【練習(xí)】例1、下列敘述正確的是 (　 A　)
A. 同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，其物質(zhì)的量一定相等
B. 等物質(zhì)的量的甲烷和一氧化碳所含的原子數(shù)相等
C. 1L CO一定比1L O2的質(zhì)量小
D. 相同條件下的一氧化碳和氮?dú)猓魵怏w體積相等，則質(zhì)量也相等
變式1、同溫同壓下，等質(zhì)量的N2O4和NO2兩種氣體相比較，下列敘述正確的是 (　 C 　)
A. 體積比為2：1
B. 分子個(gè)數(shù)之比為1：1
C. 原子個(gè)數(shù)之比為1：1
D. 氮原子個(gè)數(shù)之比為2：1
例2、設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述中正確的是 (　 D 　)
A. 常溫常壓下，11.2L CO2所含的原子數(shù)為1.5NA
B. 常溫常壓下，48g O3含有的氧原子數(shù)為NA
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L 水所含分子數(shù)為NA
D. 常溫常壓下，32g O2與O3混合物含有的氧原子數(shù)為2NA
變式2、下列說法正確的是 (　 D 　)
A. 常溫常壓下，22.4L CO2中含有NA個(gè)CO2分子
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L空氣含有NA個(gè)單質(zhì)分子
C. 22.4L Cl2中含有NA個(gè)Cl2分子
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA個(gè)氧原子(共25張PPT)
「第二章 海水中的重要元素——鈉和氯 」
人教版 必修第一冊
第三節(jié)第2課時(shí)
授課老師：XXX
氣體
摩爾體積
MOLAR VOLUME OF GAS
1mol不同固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì)所占的體積是否相同？物質(zhì)的體積與微觀粒子間是否存在一些關(guān)系呢？
新課導(dǎo)入
一、影響體積的因素
在相同條件下，1mol 固體或液體的體積相差較大。
相同條件下固體和液體的體積
7.1 cm3
1 mol Fe
10 cm3
1 mol AI
18.3 cm3
1 mol Pb
20°C 1 mol 固體的體積
1 mol 水
18 cm3
1 mol 硫酸
53.6 cm3
1 mol 酒精
57.1 cm3
20°C 1 mol 液體的體積
名稱 狀態(tài) 密 度(g/L) 質(zhì)量(g) 體積(L)
H2 氣體 0.0899 2.016
O2 氣體 1.429 32.00
CO2 氣體 1.965 44.01
N2 氣體 1.251 28.02
相同條件下，1mol氣體的體積幾乎完全相同，都約為22.4L。
【參考資料】1mol下列氣體在00C、1.01×105Pa下的體積
22.425
22.393
22.397
22.398
一、影響體積的因素
為什么在微粒數(shù)相同的條件下，不同固體和液體的體積差別很大，而不同氣體的體積幾乎相同？影響物質(zhì)體積大小的因素到底是什么呢？
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
思考：1個(gè)籃球和1個(gè)乒乓球，誰體積大？
物質(zhì)的體積
與粒子大小有關(guān)
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
思考：1個(gè)籃球和4個(gè)籃球，誰體積大？
物質(zhì)的體積
與粒子數(shù)目有關(guān)
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
思考：4個(gè)籃球整齊排放與零亂分布，誰體積大？
物質(zhì)的體積
與粒子間距有關(guān)
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
固體物質(zhì)
液體物質(zhì)
固體液體粒子間的距離非常小
氣體物質(zhì)
粒子間距d
氣體粒子間的距離
遠(yuǎn)大于粒子本身的直徑
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
物質(zhì)的體積
粒子的大小
粒子的數(shù)目
粒子間的距離
固體或液體
決定
決定
氣體
分子間的平均距離受溫度和壓強(qiáng)的影響
同溫同壓下,任何氣體粒子之間的距離幾乎相等
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
一、影響物質(zhì)體積大小的因素
結(jié)論
在相同的溫度、壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量（分子數(shù)）的任何氣態(tài)物質(zhì)都具有相同的體積。
適用范圍
適用于氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體，對固體和液體不適用。
定義
單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積
符號(hào)
Vm
表達(dá)式
L · mol -1
單位
影響因素
氣體所處的___________和___________。
溫度
壓強(qiáng)
數(shù)值
標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃，101KPa)下，1mol 任何氣體的體積都約是22.4L 。
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積 Vm≈22.4 L/mol
二、氣體摩爾體積
二、氣體摩爾體積
思考一：氣體摩爾體積的數(shù)值是固定的嘛？
這取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，如25℃、101KPa下的氣體摩爾體積約24.5L/mol。
思考二：1mol某氣態(tài)物質(zhì)的體積為22.4 L，則該氣體所處的狀態(tài) 一定為273 K，101kPa。
不一定，1 mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。
注意：
1、物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣體，若不是氣體或非標(biāo)準(zhǔn)狀況均不能用22.4 L·mol-1進(jìn)行計(jì)算
2、標(biāo)況下不是氣體的常見物質(zhì)：H2O、SO3、NO2、HF、CCl4
（1）1 mol任何氣體的體積都為22.4 L (　 　)
（2）1 mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積都為22.4 L (　 　)
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol水所占的體積是22.4 L (　 　)
（4）在常溫常壓下，11.2 L Cl2含有的分子數(shù)為0.5NA (　 　)
（5）在常溫常壓下，1 mol氦氣含有的原子數(shù)為NA (　 　)
（6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，H2的氣體摩爾體積是22.4 L (　 　)
二、氣體摩爾體積
阿伏加德羅定律內(nèi)容：相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含相同數(shù)目的粒子(相同物質(zhì)的量)
理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT
“四同”定律
適用范圍：適用于氣體，可以是單一氣體，也可以是混合氣體，對固體和液體不適用。
P為壓強(qiáng)
V為體積
n為物質(zhì)的量
T為溫度
R為常數(shù)
三、阿伏加德羅定律及其推論
理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT
推論一：同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比。
V1
V2
=
n1
n2
=
N1
N2
推論二：同溫同體積下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比。
P1
P2
=
n1
n2
=
N1
N2
三、阿伏加德羅定律及其推論
推論三：同溫同壓下，密度之比等于摩爾質(zhì)量之比。
P1
P2
=
M1
M2
三、阿伏加德羅定律及其推論
推論四、同溫同壓下，體積相同的氣體，其質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比。
m1
m2
=
M1
M2
三、阿伏加德羅定律及其推論
相同條件 結(jié)論
語言敘述 公式
同溫同壓 同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比
同溫同體積 同溫同體積下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比
同溫同壓 同溫同壓下，密度之比等于摩爾質(zhì)量之比
同溫同壓同體積 同溫同壓下，體積相同的氣體，其質(zhì)量與摩爾質(zhì)量成正比
理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT
三、阿伏加德羅定律及其推論
A
同溫同壓下，相同體積的物質(zhì)，其物質(zhì)的量一定相等
【例1】下列敘述正確的是 (　 　)
A
B
等物質(zhì)的量的甲烷和一氧化碳所含的原子數(shù)相等
C
1L CO一定比1L O2的質(zhì)量小
D
相同條件下的一氧化碳和氮?dú)猓魵怏w體積相等，則質(zhì)量也相等
小試牛刀
【變式1】同溫同壓下，等質(zhì)量的N2O4和NO2兩種氣體相比較，下列敘述正確的是 (　 　)
C
A
體積比為2：1
B
分子個(gè)數(shù)之比為1：1
C
原子個(gè)數(shù)之比為1：1
D
氮原子個(gè)數(shù)之比為2：1
小試牛刀
A
常溫常壓下，11.2L CO2所含的原子數(shù)為1.5NA
【例2】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述中正確的是 (　 　)
D
B
常溫常壓下，48g O3含有的氧原子數(shù)為NA
C
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L 水所含分子數(shù)為NA
D
常溫常壓下，32g O2與O3混合物含有的氧原子數(shù)為2NA
小試牛刀
A
常溫常壓下，22.4L CO2中含有NA個(gè)CO2分子
【變式2】下列說法正確的是 (　 　)
D
B
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L空氣含有NA個(gè)單質(zhì)分子
C
22.4L Cl2中含有NA個(gè)Cl2分子
D
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA個(gè)氧原子
小試牛刀
阿伏伽德羅定律：相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含相同數(shù)目的粒子(相同物質(zhì)的量)
定義：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積
關(guān)系式：V=n×Vm
適用對象：氣體
標(biāo)準(zhǔn)狀況：0 0C 1.01×105Pa
物質(zhì)的量
課堂小結(jié)
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