化学必修1-气体摩尔体积

第一章第二节气体摩尔体积体积10.07.1018.318.054.1cm3cm3cm3cm3cm3示意图1摩尔物质的体积LLL22.422.422.3固态液态气态(标准状况)铝铁铅水硫酸氢气氧气二氧化碳物质液体物质固体、液体物质粒子间间隔很小，在微粒数目相同的情况下，固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。不同种固、液微粒的大小不同导致1mol不同种固、液体体积不同固体物质分子间距大约是分子直径的10倍1mol气体在任何情况下，体积都相等呢？[讨论]2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相同呢？1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？标准状况（S.T.P）：温度（0℃、273K）．压强（101KPa、1.01×105Pa)T.P相同d相同Ｖ相同（Ｖ＝２２.４L).体积（V）取决于分子数目（N或n）分子间平均距离（d）d取决于VnTdPd一、阿伏加德罗定律：1、定义:在相同条件（同温同压）下,相同体积的任何气体含有的相同数目的分子数。2、数学表达式相同条件下：V1/V2=N1/N2注意：（1）“三同”定“一同”。（2）适用于气态物质。既适用于单一气体，又适用于混合气体。（1）定义：单位物质的量的气体所具有的体积（2）符号：Vｍ（3）单位：“L/mol”或“L·mol-1”（4）条件：气体，1mol（5）计算：V＝nVｍ二、气体摩尔体积标准状况下,1mol任何气体的体积约是22.4Ｌ标准状况下气体摩尔体积要点：条件：标准状况对象：任何气体体积约占２２.４Ｌ物质的量：1mol1气体摩尔体积不仅适用于单一气体，还适用于混合气体。2气体摩尔体积只适用于气体。3条件不同时，气体摩尔体积不同。我们需要注意的几点：4同温、同压下，气体摩尔体积只与气体分子数目有关，而与分子种类无关。例一:在标准状况下,2.2gCO2的体积是多少？n（CO2）=m（CO2）M(CO2)=2.2g44g·mol－1=0.05molV（CO2）=n（CO2）·Vm（CO2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L解：例二：标准状况下，112mL某气体的质量为0.14g,则其摩尔质量为，相对分子质量为。n=VVm解：=0.112L22.4L·mol－1=0.005moln=m/MM=0.14g0.005mol=28g/mol三、阿伏加德罗推论：推论１、n1/n2=N1/N2--(1)也就是：微观粒子数与物质的量成正比推论２、n1/n2=V1/V2--(2)也就是：同温同压下气体的体积与其物质的量成正比推论３、综合两式，得出：同温同压下n1/n2=N1/N2=V1/V2推论4、同温同压下ρ1/ρ2=M1/M2气体状态方程：PV=nRT知识归纳物质的量微粒数NA..NAM..M质量气体体积(标准状况)Vm(22.4L/mol)..Vmρ..ρM摩尔质量NA阿伏加德罗常数Vm气体摩尔体积ρ气体密度同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O2五种气体所占的体积由大到小的顺序是（）练习CH4、N2、O2、CO2、Cl2求气体体积的大小求物质的量大小质量相同看摩尔质量等质量的物质其摩尔质量越小，其物质的量越大等物质的量的以上气体，质量由大到小的顺序是什么？相同物质的量的物质，摩尔质量越大质量越大温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体体积缩小第二节从实验学化学气体摩尔体积[例题]5.5克氨在标准状况时体积是多少?解:氨的式量是17,氨的摩尔质量是17g/mol。5.5g17g/mol=0.32mol答：5.5氨在标准状况时的体积是7.2LV(NH3)=Vm×n=22.4L/mol×0.32mol=7.2Ln(NH3)=m(NH3)M=V(标况）÷vm×vm分子离子电子原子质量物质的量微粒数质子中子÷M×M×NA÷NAmnN有关“物质的量”的计算关系[讨论]请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：1、V=m/ρ2、V=n×Vm(V=mM×Vm或V=NNA×Vm)为什么1mol液体、固体的体积各不相同，而1mol气体在标准状况下的体积是基本相同的？物质体积的决定因素：1、微粒的数目2、微粒的大小3、微粒间的平均距离当微粒的数目一定时（1mol)物质的体积决定于微粒的大小和间距固体液体气体固体或液体气体气体分子在较大空间快速运动气体分子平均间距较大。通常情况下一般气体分子直径约是0.4nm,分子间的平均距离是4nm，即平均距离是分子直径的10倍左右气态物质的体积比它在固态或液态时大1000倍左右气态物质的结构特点二、气体摩尔体积1、概念：单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积，气体摩尔体积的符号为Vm。气体摩尔体积的常用单位有L/mol和m3/mol。（1）必须是气体物质，不适用于固体或液体。（2）物质的量为1摩尔。（3）研究对象是任何气体，可以是单一成份的纯净气体，也可以是几种成份组成的混合气体。（4）标准状况下，体积约是22.4升。注意在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol，（1）标准状况下，0.5molH2占有的体积是____L。（2）标准状况下，2molO2占有的体积是____L。（3）标准状况下，4.48LCO2的物质的量是____mol。（4）标准状况下，33.6LH2的物质的量是____mol。（5）标准状况下，16gO2的体积是____L。（6）标准状况下，11.2LN2中含中的N2分子数是____个。课堂练习11.244.80.21.511.23.01×1023是否1摩尔的气体只有在标准状况下的体积约是22.4升2、影响气体体积的外界因素气体体积较大的受到温度和压强的影响温度升高分子间平均距离增大体积增大温度降低分子间平均距离减小体积减小压强增大分子间平均距离减小压强减小分子间平均距离增大若温度升高，压强增大，则体积仍可能为22.4升课堂练习2．判断下列说法是否正确？为什么（1）标况下任何气体的体积都约是22.4L。（2）1摩尔二氧化碳占有的体积约为22.4L。（3）1摩尔水在标准状况下的体积约为22.4L。（4）1摩尔二氧化硫在20℃时的体积比22.4L大。（5）1摩尔氯化氢在3.03×105Pa时的体积比22.4L少。3.标准状况下有（1）6.72LCH4(2)3.01×1023个HCl分子（3）13.6gH2S，下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是：A、物质的量_______B、体积___________C、质量___________D、氢原子_________4.N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7：11：16时，它们的分子个数比为___________；物质的量之比为___________；同温同压下体积比为______填表：标准状况下，氧气的体积与其物质的量、质量的关系。编号氧气1234物质的量（mol）1234分子数体积(L)质量(g)NA2NA3NA4NA22.444.867.289.6128966432思考与交流：同温同压下，气体的质量比是否一定等于体积比？推论一：同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积比。试一试：能否根据阿伏加德罗定律和已知的推论一，列出当温度、压强相同时，气体密度与气体的摩尔质量的关系式？推论二：同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比。练习1、试求标况下氧气的密度。练习2、氢气球在日常生活中大有用处，但易遇火爆炸，有危险，请思考为了安全，氦气、CO2可否代替氢气充入气球？（提示：空气的平均相对分子质量为29）练习3、同温同压下，下列密度相同的气体组是（）A、CO、N2B、NO、CH4C、C2H4、NOD、SO2、Cl2A讨论：试讨论同温同体积情况下，气体物质的量与压强的关系。例：将H2、O2、N2三种气体分别装在三个容积相等的容器中，当温度和密度完全相同时，三种气体压强(P)的大小关系正确的是（）A、P(H2)=P(O2)=P(N2)B、P(H2)P(N2)P(O2)C、P(H2)P(O2)P(N2)D、P(N2)P(O2)P(H2)推论三：同温同体积的气体，压强之比等于其物质的量之比也等于其分子数目之比。B1、同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数2、同温同压下，1molO2和1molH2的体积相同，都为22.4L3、同温同压下，1molNH3和1molNH4Cl的体积相同5、同温同压下，4.4gCO2和0.2H2的体积相同6、同温同压下，2LO2和1LH2的分子数之比为2：14、相同物质的量的O2和H2所占有的体积相同(1)1mol任何气体的体积都约为22.4L(2)S.T.P下，1mol任何物质的体积都约为22.4L(3)S.T.P下，任何气体所占的体积为22.4L(4)常温常压下，1mol任何气体的体积为22.4L(5)标况下，1mol水的体积为22.4L(6)1mol某气体体积为22.4L,则其一定处于标况下讨论：同温度和同压下(并不一定是标准状况)，1mol不同的气体体积是否相同？因素状态粒子个数粒子大小粒子间距离固体和液体气体1mol主要因素次要因素1mol忽略决定因素从微观角度分析,决定物质体积的三个因素判断正误（2）标准状况下任何气体的体积都约是22.4L。（1）1摩尔CO2占有的体积约为22.4L。（3）1摩尔H2O在标准状况下的体积约为22.4L。（4）1摩尔SO2在20℃时的体积比22.4L大。（5）1摩尔SO2在3.03x105Pa时的体积比22.4L小。错错错错错[练习]（1）标准状况下，0.5molH2，占有的体积约（2）标准状况下，4.48LCO2的物质的量（3）标准状况下，16gO2的体积约（4）标准状况下，11.2LN2中含有的N2的分子数11.2L0.2mol11.2L3.01x1023[练习]填空3.同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O2五种气体所占的体积由大到小的顺序是1.在标况下1)0.5molHCl气体占有的体积是多少？2)3.36LH2的物质的量是多少？思考与讨论：2.在标况下1)16克氧气的体积是多少？2)44.8L氮气中含有的分子数是多少？[结论1]相同条件下，1摩尔不同固体或液体物质的体积是的。不相同分析比较：[结论2]在标准状况下，1mol任何气体所占的体积L。都约是22.4(标准状况是指压强为1个大气压和温度为0oC)——在回答此问题之前我们先看一幅碘的固体、液体、气体的分子间距离的比较图：思考：为什么1摩尔固态和液态物质体积不同，而1mol气态物质的体积却相同？讨论：决定物质体积大小的因素有哪些呢？(1)微粒数(2)微粒本身大小(3)微粒间距离答：3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相同呢？标准状况（S.T.P）：温度（0℃或273K）压强（101325Pa或1.01×105Pa)T.P相同d相同Ｖ相同（Ｖ2.24L).1、数值计算中做了近似处理2、分子本身有大小且其相互间有作用力[实验启示]气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。0℃1molH2O(18mL)100℃1molH2O(g)(3.06×104mL)(体积扩大1700倍)1、下列说法正确的是（）（A）在标准状况下，1mol水和1molH2的体积都约是22.4L（B）2gH2和44gCO2的体积相等（C）1mol某气体的体积为22.4L，则该气体一定处于标准状况（D）在标准状况下，1gH2和11.2LO2的物质的量相等（E）标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L[答案]D、E课堂练习：Ａ、ＢC5.(04上海)下列两种气体的分子数一定相等的是（）A.质量相等、密度不等的N2和C2H4B.等体积等密度的CO和C2H4C.等温等体积的O2和N2D.等压等体积的N2和CO24.(2000年广东)同温同压下两个容积相等的贮气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的（）A、质量B、原子总数C