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氣體摩爾體積
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
1.知道氣體摩爾體積的概念，能夠利用物質的量、氣體摩爾體積、標準狀況下氣體的體積三者之間的關系，進行簡單的計算。
2.了解阿伏加德羅定律及其推論，并能夠運用阿伏加德羅定律解決簡單問題。
3.認識到微觀和宏觀的相互轉化是研究化學的科學方法之一。
在實驗室中有一瓶氫氣，我們應該如何得到該氣體的物質的量呢？
我們已經學習了兩個計算物質的量的公式：
應用以上的公式是不是可以計算氫氣的物質的量？
不可以，因為既不可能得到氫氣的分子數，也不可能稱量出氫氣的質量
那么我們能得到氫氣的什么物理量呢？
體積
已知氫氣的體積，能否求解氫氣的物質的量？
觀察并分析下列表格的數據，你能得到哪些結論？
粒子數相同
體積相同
體積不同
體積不同
（2）相同溫度和壓強下，1mol不同液體或固體體積不相同。
（3）相同溫度和壓強下，1mol不同氣體體積相同。
（1）在標準狀況下，1mol任何氣體的體積均約為22.4L
？
一、影響體積的因素
2、所占的體積哪個大？
粒子的大小
1、1個 和 N個 小黃人所占的體積哪個大？
粒子的數目
3、緊密和松散排列所占的體積哪個大？
粒子的間距
一、影響體積的因素
粒子數目
粒子大小
粒子間距
問題1：物質體積大小取決于哪些微觀因素？
一、影響體積的因素
問題2：固、液、氣體的結構有何特點？
以H2O為例
氣體分子間平均距離遠遠大于氣體分子本身的直徑
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小
可壓縮性 擴散性
體積和形狀固定
體積固定 外形不固定
分子直徑
氣體物質
分子間的平均距離
分子的直徑為0.4nm
分子之間的平均距離為4nm
一、影響體積的因素
問題3：解釋相同條件下，為什么1mol 不同固體或液體的體積是不相同的？
粒子的數目
粒子的大小
決定
固體或液體體積
1mol不同固體和液體體積不同，是因為不同物質的粒子大小是不相同的。
一、影響體積的因素
問題4：解釋相同條件下，為什么1mol 不同氣體的體積是近似相等？
粒子的數目
決定
氣體體積
粒子間的距離
1mol不同氣體，氣體的體積主要由微粒間的距離大小決定，而分子間的平均距離受溫度和壓強的影響。
理想氣體狀態方程
PV=nRT
從微觀角度分析,決定物質體積的三個因素
狀態 粒子個數 粒子大小 粒子間距 結論
1mol固體或液體 6.02×1023
1mol氣體 6.02×1023
主要因素
忽略
忽略
決定因素
同溫同壓下，不同氣體粒子間的距離相等
構成不同固體、液體的粒子大小是不同的
體積不同
體積相同
1 mol不同氣體的體積相同
結論：在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含相同數目的粒子（或相同物質的量）。
阿伏加德羅定律
在一定的溫度和壓強下，1mol氣體的體積就應該是一個常數
氣體摩爾體積
理想氣體狀態方程
PV=nRT
（R=8.314Pa·m3·mol-1·K-1 ）
T、P、 V相同， n相同 N相同
（三同定一同）
T、P、 n相同， V相同 N相同
同溫同壓下，氣體分子的間距相同
二、氣體摩爾體積
單位物質的量的氣體所占的體積。
Vm
1.定義：
2.符號：
5.影響因素：
L·mol-1 或 m3·mol-1
3.單位：
4.表達式：
Vm
＝
V
n
溫度和壓強
在一定溫度和壓強下，Vm是個常數，如果條件變化了，則Vm亦隨之改變。
觀察1 mol不同氣體在不同溫度壓強下的體積,完成結論。
化學式 條件 1 mol氣體體積/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
結論：①1 mol任何氣體，在標準狀況下的體積都約為________。
②1 mol不同的氣體，在不同的條件下，體積__ _ 相等。
22.4 L
不一定
二、氣體摩爾體積
單位物質的量的氣體所占的體積。
Vm
1.定義：
2.符號：
5.影響因素：
L·mol-1 或 m3·mol-1
3.單位：
4.表達式：
Vm
＝
V
n
溫度和壓強
在一定溫度和壓強下，Vm是個常數，如果條件變化了，則Vm亦隨之改變。
②在溫度0℃、壓強101KPa時（標準狀況）， Vm約為 22.4L/mol
注意：氣體摩爾體積只適用于氣態物質，對于固態物質和液態物質來講不適用。
這里所指的“氣體”，可以是純凈物，也可是混合物。
1、下列說法是否正確 ？為什么？
（1）1 mol CO2占有的體積約為 22.4 L
（2）1 mol H2O在標準狀況下的體積約為 22.4 L
（3）20℃、101Kpa下，1molH2的體積約是22.4L。
錯誤。因未指明氣體所處的狀況。
錯誤。因水在標準狀況下不是氣體。
（4）標準狀況下，0.5molH2 和0.5molO2 的混合氣體的體積約為22.4L。
錯誤。不是標況
正確。
（5）只有在標準狀況下，氣體摩爾體積才是22.4L/mol.
錯誤。當溫度高于0℃，壓強大于101Kpa時，氣體摩爾體積也可能為22.4L/mol。
注意：
氣體摩爾體積只適用于氣態物質(包括混合氣體），對于固態物質和液態物質來講，都是不適用的。
氣體摩爾體積的數值不是固定不變的，它與溫度和壓強有關
★
★
標準狀況下氣體摩爾體積約為22.4L/mol
（標準狀況：T=0 ℃，P=101KPa）
在標準狀況下，1mol任何氣體的體積都約是22.4L
常見的標準狀況下不是氣體的物質有：H2O、HF 、CCl4、SO3
2.應用公式計算，完成填空。
在標準狀況下:
1molO2的體積約為 L
0.5molCO2的體積約為 L
44.8LNH3的物質的量為 mol
33.6LN2的物質的量為 mol
11.2
2
1.5
22.4
三、以物質的量為中心的計算
1、標準狀況下，2.2g CO2的體積是多少？
2、標準狀況下，6.72L CO2的質量是多少g？
3、標準狀況下，11.2L氫氣中含多少個H2分子？
4、在標準狀況下，測得1.92 g某氣體的體積為 672 mL，計算此氣體的相對分子質量。
解法一： 解：標況下，n=0.672/22.4=0.03 mol
M = 1.92g/0.03mol =64 g·mol－1 即氣體的相對分子質量為64
解法二：解：標況下，該氣體的密度為： ρ（標） = 1.92/0.672=2.86 g·L－1
則M=ρ（標）×22.4 L·mol－1 =64g·mol－1
即該氣體的相對分子質量為64
三、以物質的量為中心的計算
混合氣體平均相對分子質量的求算
1.已知標準狀況下氣體密度ρ，M =ρ·22.4L/mol
2.根據摩爾質量定義法，用混合氣體總質量除以總物質的量
3.已知混合氣體各組分及各組分體積分數，平均相對分子質量為各組分相對分子質量的平均值
=M（N2）×4/5+ M（O2）×1/5=29g/mol
=
科學史話：阿伏伽德羅定律
阿伏伽德羅是意大利人，1776年8月出生于都靈市的一個律師家庭，16歲時取得了法學學士學位，20歲時取得了法學博士學位。從24歲起，阿伏伽德羅的興趣轉到數學和物理學方面。1804年，阿伏伽德羅被都靈的科學院推選為通信院士。1819年，正式被選為科學院院士。1820年被聘為都靈大學數學物理教授。盡管他的學識很淵博，但由于政治原因，不久他就失去了這個職位。在1834年11月28日，阿伏伽德羅重新被任命為都靈大學的教授，直到1850年退休為止。他于1856年7月9日在都靈市病故，享年80歲。
阿伏伽德羅在1811年提出了一種假說，使分子理論在后來獲得很大發展。這就是現在化學書上所講的“同體積的氣體，在溫度相同、壓力相同時，含有同數目的分子。”這就是阿伏伽德羅定律。
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
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分子。
推論1 同溫同壓下，任何氣體的體積之比等于物質的量（或粒子數）之比
V1
V2
n1
n2
N1
N2
練習：
標準狀況下①2g H2 ②分子數為3.01x1023 CO2 ③0.8mol HCl ④1.12L Cl2
①③②④
體積由大到小的順序是
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
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分子。
推論2 同溫同壓下，任何氣體的密度之比等于它們的摩爾質量之比。
練習：
在標準狀況下，空氣的平均式量為29，相同條件下的下列氣體密度比空氣密度大的是（ ）
①CO2 ②H2 ③Cl2 ④HCl ⑤N2
①③④
=相對密度
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
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分子。
推論3 同溫同壓下，相同質量的任何氣體的體積比等于它們的摩爾質量
的反比。
同溫同壓下，等質量的下列氣體的體積由大到小排列順序
①CO2 ②H2 ③Cl2 ④HCl ⑤SO2
=
練習：
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
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分子。
推論4 同溫同壓下，同體積的任何氣體的質量之比等于它們的摩爾質量
之比。
=
練習：
標準狀況下，等體積的氧氣和某氣體質量比為1：2.5，則該氣體的摩爾質量是多少？
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
推論5
同溫同體積下，
氣體的壓強之比等于它們的物質的量之比。
即：p1∶p2 = n1∶n2
練習：等物質的量的CO2和CO進行比較，則CO2與CO的：
（1）分子數之比為 ；
（2）原子數之比為 ；
（3）同溫同壓下，體積之比為 ___________；
（4）同溫同壓下，密度之比為——————；
（5）同溫同體積下，氣體壓強之比為——————;
四、阿伏伽德羅定律的推論
PV=nRT
推論6
推論7
同壓同物質的量，
氣體的體積之比等于它們的溫度之比。
即：V1∶V2 = T1∶T2
同溫同物質的量，
氣體的體積與壓強成反比。
即：V1∶V2 = p2∶p1
氣
體
摩
爾
體
積
物質體積大小的影響因素
氣體摩爾體積
阿伏伽德羅定律及其推論
定義
符號
單位
標準狀況下的氣體摩爾體積
氣體摩爾體積的有關計算
阿伏伽德羅定律
阿伏伽德羅定律的推論
物質的粒子數目
粒子的大小
粒子之間的距離
微觀因素
宏觀因素
溫度
壓強
決定固體或液體體積的主要因素
決定氣體體積的主要因素
微粒數目
微粒大小
微粒的平均距離
溫度
壓強
1. 同溫同壓下等質量的SO2氣體和CO2氣體，下列有關比較的敘述中，正確的是( )
①密度比為16∶11　②密度比為11∶16　③體積比為16∶11　④體積比為11∶16
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
B
2. 同溫、同壓下，向兩密閉容器中分別充滿等質量的O2和O3氣體，則
①兩容器的體積比為______。
②兩種氣體的密度比為______。
3∶2
2∶3
2.標況下，由CO和CO2組成的混合氣體6.72L，質量為12g。則此混合氣體中CO和CO2的物質的量之比為：
x + y =0.3
28x + 40y =12
=
=
n混 = =
M混 = =

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