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第二课时 气体摩尔体积

发布时间:2013-11-11 09:34:17  

第二节 化学计量在实验中的应用

第二课时
二.气体摩尔体积

气体摩尔体积

一.决定物质体积的因素

三.阿伏伽德罗定律

一、决定物质体积的因素
1.决定物质体积的因素

(1)物质的粒子数目 (2)粒子本身的大小 (3)粒子之间的距离

交流· 研讨

决定物质体积的因素:

物质的粒子数目、大小、粒子之间的距离
物质 状态

1mol 物质所 1mol 物质质 量(g) 含微粒数
6.02×1023 56

密度(200 C )

(g/cm3) 7.8

体积( 200 C ) (cm3)

Fe



7.2 10

Al



6.02×1023

27

2.7

Pb



6.02×1023

207

11.3

18.3
18 53.6

H2O



6.02×1023

18

1(40C)

H2SO4
(纯)



6.02×1023

98

1.83

[结论] 相同条件下,1摩尔不同固体或液体物质的体积 是 不相同 的。 请同学们思考,在决定物质体积的三因素(数目、大小、 距离)中,决定固体和液体体积的主要因素是什么?

一、决定物质体积的因素
1.决定物质体积的因素
粒子数目、本身的大小和粒子之间的距离。

2.决定固体和液体体积的主要因素
固态物质或液态物质的体积主要取决于粒子本身的 大小和粒子的数目。

请同学们思考, 在决定物质体 积的三因素(数 目、大小、距 离)中,决定气 体体积的主要 因素是什么?

一、决定物质体积的因素
1.决定物质体积的因素
粒子数目、本身的大小和粒子之间的距离。

2.决定固体和液体体积的主要因素
固态物质或液态物质的体积主要取决于粒子本身的 大小和粒子的数目。 (1)气体分子之间的距离远大于气体分子本身的大小; 不同气体分子之间的平均距离近似相等。 (2)气体体积主要取决于气体的粒子数目和粒子之间 的距离。

3.决定气体体积的主要因素

我们知道气体体积主要取决于气体的粒子 数目和粒子之间的距离。那请同学们思考,粒 子之间的距离的大小又有什么因素决定?

粒子之间距离的大小取决于温度和压强?

一、决定物质体积的因素
1.决定物质体积的因素
粒子数目、本身的大小和粒子之间的距离。

2.决定固体和液体体积的主要因素
固态物质或液态物质的体积主要取决于粒子本身的 大小和粒子的数目。

3.决定气体体积的主要因素

(1)气体分子之间的距离远大于气体分子本身的大小;不 同气体分子之间的平均距离近似相等。 (2)气体体积主要取决于气体的粒子数目和粒子之间 的距离。 (3) 粒子之间的距离大小取决于温度和压强。

既然决定气体体积的主要因素是 粒子数目、温度和压强,那么单位物 质的量(1mol)的气体所占体积是多 少? 在相同条件(温度、压强)下, 取相同物质的量的不同气体,其体积 是否应该近似的相等呢?

二、气体摩尔体积
1.气体摩

尔体积
(1)定义:单位物质的量(1mol)的气体所占的体积。 (2)符号:Vm。 (3)公式:

Vm=

(4)单位: L· -1或 L/mol mol 注意:气体摩尔体积(Vm)是气体体积与物质的量 (n)的比值;而决定气体体积(V)的因素是粒子数 目(物质的量(n))、温度(T)、压强(P),这就要求 当说某气体的气体摩尔体积是多少时,必须指明条件 (温度( T )和压强(P)),也就是说一种气体在 不同条件下对应有不同的摩尔体积。

V n

二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
(1)定义:单位物质的量(1mol)的气体所占的体积。 (2)符号:Vm。 (3)公式: Vm=

(4)单位: L· -1或 L/mol mol (5)气体摩尔体积的要点。

V n

对 象

气体(任何)
温度(T)、压强(P) 1mol 体积

条 件
物质的量

结 论

在相同条件(温度、压强)下,取相同物质的 量的不同气体,其体积是否应该近似的相等呢? 定相同条件为标准状况(0℃和1 )下,1mol任何气体
的 体积是否相同呢?根据V=m/ ρ ,填写下列表格。

气体 物质 H2 O2 CO2

1mol 气体 所含分子数 6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023

1mol气体 质量(g) 2.016 32.00 44.01

密度 (g/L) 0.0899 1.429 1.977
标准状况

体积

22.4 22.4 22.3

标准状况 (L)

[结论] 在相同条件下,1mol任何气体所占体积 是 相同 的。

二、气体摩尔体积
2.标准状况 (0℃和1 )下气体的气体摩尔体积

(1)在标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L, 即标准状况下,任何气体的气体摩尔体积都为22.4L/mol。 (2)标况下气体摩尔体积的要点。

对 象 条 件
物质的量

气体(任何)
0℃ 、1P (1.01×105Pa)
1mol

结 论

体积 (22.4L)

注意:(1)标准状况下的气体摩尔体积与气体摩 尔体积之间的关系。 (2)标准状况下的气体摩尔体积的数值与 标准状况条件之间的关系。

既然气体摩尔体积是单位物质的量的气 体在一定条件下所占的体积,即Vm=V/n。如 果已知某气体的体积和一定条件下的气体摩 尔体积,是否可以计算出其物质的量?

n=

V Vm

由此我们可以看出,在已知一定条件下气体摩尔体 积的前提下,气体的物质的量与体积之间存在着量的关 系:n=V/Vm。而通过前面课程的学习,我们又知道以物 质的量为“桥梁”可以计算物质的质量和微粒数目,那 么这样一来,我们可以以物质的量为“桥梁”,将物质 的质量、微粒数目、气体体积三者联系起来了。

二、气体摩尔体积
3.物质的质量、微粒数目、气体体积之间的关系。
?M ? NA ? NA ? Vm

m

?M
Vm ?

n

N

V
注意: (1)在整个关系中,注意物质的量的“桥梁”作用。 (2)在整个计算关系中,物质的质量和微粒数目的 计算可以是物质的任何条件下的

任何状态,当体积 是气体的体积时,要指明条件,即要知道该条件下 的气体摩尔体积。

知识运用

1、下列说法正确的是( D )
(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

定相同条件为标准状况(0℃和1 )下,1mol任何气体 的 体积是否相同呢?根据V=m/ ρ ,填写下列表格。

气体 物质
H2 O2 CO2

1mol 气体 所含分子数
6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023

1mol气体 质量(g)
2.016 32.00 44.01

密度
(g/L) 0.0899 1.429 1.977
标准状况

体积 标准状况 (L)

22.4 22.4 22.3

[结论] 在相同条件下,1mol任何气体所占体积 是 相同 的。

n=

V Vm

n =

N NA

请同学们思考,在相同条件(同温同压)下,相同体积 的任 何气体的物质的量、所含微粒(分子)数目是什么关系?

n=

V Vm
V1 V2

n =

N NA N1 NA N2 NA
N1 N2

n1 n2

=

V1 Vm V2 Vm

=

n1 n2

=

=

以上面的两个基本公式为基础,经过推导,我们可以得 出,在相同条件(同温同压)下,任何气体的体积 的之比等 于物质的量之比,等于分子数目之比。

V1 V2

=

n1 n2

=

N1 N2

请同学们思考,在相同条件(同温同压)下,相同体积 的任 何气体的物质的量、所含微粒(分子)数目是什么关系?

三、阿伏伽德罗定律
1.阿伏加德罗定律
(1)内容:同温同压下,相同体积的任何气体都含 有相同数目的分子。 “三同定一同” (2)关系式: 1=T2、P1=P2、V1=V2时,N1=N2 当T
(3)注意: ①阿伏伽德罗定律仅适用于气体,可以使单一气体, 也可以使混合气体。 ②阿伏伽德罗定律的条件是三“同”,只有在同温 同压同体积的条件下,才有分子数相等这一结论。

前面我们以两个基本公式为基础,经过推导, 得出在相同条件(同温同压)下,任何气体的体积 的之比等于物质的量之比,等于分子数目之比。

V1 V2

=

n1 n2

=

N1 N2

总结这种关系,我们不难发现阿伏伽德罗定律仅仅是 这种关系中的一种特殊关系,即体积相同条件下的一种。 因此我们应将这种关系 一般化,在阿伏伽德罗定律、 理想气体状态方程(PV=nRT)以及一些基本关系式的基 础上进行推断和延伸。

三、阿伏伽德罗定律
2.阿伏加德罗定律的推论
(1)同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比, 等于分子数目之比,即

V1 V2

=

n1 n2

=

N1 N2

(PV=nRT, n=N/NA)
(2)同温同体积下,气体压强之比等于物质的量之 比,即 P1 n1

P2

=

n2

(PV=nRT)

三、阿伏伽德罗定律
2.阿伏加德罗定律的推论
(3)同温同压下,任何气体的摩尔质量之比等于密度 之比,即

ρ1

= ρ2 (PV=nRT, M=m/n, m=ρV)
M1 M2 m1 m2

(4)同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比 等于摩尔质量或密度之比,即
=

M1 M2

=

ρ1 ρ2

(PV=nRT, M=m/n, m=ρV)

三、阿伏伽德罗定律
2.阿伏加德罗定律的推论
(5)同温同压下,相同质量的任何气体的体积之比 等于摩尔质量的反比即

V1 V2

=

M2 M1

(PV=nRT, M=m/n)
(6)相同温度下,相同物质的量的任何气体的压强 之比等于体积的反比即

P1 P2

=

V2 V1

(PV=nRT)

知识运用 2、在同温同压下,相同质量的下列 气体,占有的体积由大到小的顺序是——
①Cl2 ②N2 ③H2 ④CO2 ⑤O2

[答案] :

③>②>⑤>④>①

第二节 化学计量在实验中的应用

第二课时
1.决定物质体积的因素

气体摩尔体积

一.决定物质体积的因素
2.决定固体和液体体积的主要因素 3.决定气体体积的主要因素

二.气体摩尔体积
1.气体摩尔体积
(1)定义; (2)符号; (1)定义; (2)要点 (3)公式; (4)单位; (5)要点

2.标准状况下气体的气体摩尔体积 3.物质的质量、微粒数目、气体体积之间的关系。

三.阿伏伽德罗定律
1.阿伏伽德罗定律
(1)内容; (2)关系式; (3) 注意

2.阿伏伽德罗定律的推论


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