化学必修气体摩尔体积优秀课件.ppt

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1、化学必修气体摩尔体积第1页，本讲稿共50页体积体积10.0 7.10 18.3 18.0 54.1cm3 cm3 cm3 cm3 cm3示示意意图图1摩尔物质的体积 L L L22.4 22.4 22.3固态固态液态液态气态气态(标准状况标准状况)铝 铁 铅 水 硫酸 氢气 氧气二氧化碳物质第2页，本讲稿共50页液体物质液体物质固体、液体固体、液体物质粒子间间物质粒子间间隔很小，在微隔很小，在微粒数目相同的粒数目相同的情况下，固体、情况下，固体、液体的体积主液体的体积主要由要由粒子本身粒子本身大小大小决定。决定。不同种固、液微不同种固、液微粒的大小不同导致粒的大小不同导致1mol不同种固、液不

2、同种固、液体体积不同体体积不同固体物质第3页，本讲稿共50页分子间距大约是分子直径的分子间距大约是分子直径的10倍倍1mol气体在任何情况下，体积都相等呢？气体在任何情况下，体积都相等呢？第4页，本讲稿共50页讨论2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？、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、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相任何气体所占的体积都相同呢？同呢？1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？、决定气体体积大小的主要因素有哪些？标准状况（标准状况（S.T.P）：温度（）：温度（0、273K）压强（压强（101KPa、1.01105Pa

3、)T.P相同d相同相同（.L).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第5页，本讲稿共50页一、阿伏加德罗定律：1 1、定义、定义:在相同条件（同温同压）下在相同条件（同温同压）下,相同体积相同体积的任何气体含有的相同数目的分子数。的任何气体含有的相同数目的分子数。2 2、数学表达式、数学表达式相同条件下：相同条件下：V V1 1/V/V2 2=N N1 1/N/N2 2注意：注意：（1 1）“三同三同”定定“一同一同”。（2 2）适用于气态物质。既适用于单一）适用于气态物质。既适用于单一 气体，又适用于混合气体。气体，又适用于混合气体。第6页，本讲稿共50

4、页（1）定义：单位物质的量的气体所具有的体积）定义：单位物质的量的气体所具有的体积（2）符号：）符号：V（3）单位：）单位：“L/mol”或或“Lmol-1”（4）条件：气体，）条件：气体，1 mol（5）计算：）计算：VnV二、气体摩尔体积标准状况下,1mol任何气体的体积约是22.4 标准状况下气体摩尔体积要点：v条件：标准状况v对象：任何气体 体积约占.v物质的量：1mol第7页，本讲稿共50页1 气体摩尔体积不仅适用于单一气体，还适用于混合气体。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。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。条

5、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。与分子种类无关。第8页，本讲稿共50页例一例一:在标准状况下在标准状况下,2.2 g CO2 的体积是多少？的体积是多少？n（CO2）=m（CO2）M(CO2)=2.2 g44 g mol 1=0.05molV（CO2）=n（CO2）Vm（CO2）=0.05 mol 22.4 L/mol=1.1 2L解：解：第9页，本讲稿共50页例二：例二：标准状况下，标准状况下，112 mL 某气体的质量某气体的质量为为 0.14 g,则其摩

6、尔质量为则其摩尔质量为 ，相对，相对分子质量为分子质量为 。n=VVm解：解：=0.112 L22.4 L mol 1=0.005 mol n =m/MM=0.14 g0.005 mol=28 g/mol第10页，本讲稿共50页三、阿伏加德罗推论：推论、推论、n n1 1/n/n2 2=N=N1 1/N/N2 2-(1)-(1)也就是：微观粒子数与物质的量成正比也就是：微观粒子数与物质的量成正比推论、推论、n n1 1/n/n2 2=V=V1 1/V/V2 2-(2)-(2)也就是：同温同压下气体的体积与其物质的量也就是：同温同压下气体的体积与其物质的量成正比成正比推论、推论、综合两式，得出：

7、综合两式，得出：同温同压下同温同压下n n1 1/n/n2 2=N=N1 1/N/N2 2=V=V1 1/V/V2 2推论推论4 4、同温同压下同温同压下1 1/2 2=M M1 1/M/M2 2气体状态方程：PV=n R T第11页，本讲稿共50页知 识 归 纳 物质的量物质的量微粒数微粒数 NA.NAM.M质量质量 气体体积气体体积 (标准状况标准状况)Vm(22.4L/mol).Vm.M 摩尔质量摩尔质量NA 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数Vm 气体摩尔体积气体摩尔体积 气体密度气体密度第12页，本讲稿共50页 同温同压下同温同压下,质量相同的质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2

8、五种气体所占的体积由大到小五种气体所占的体积由大到小 的顺序是（的顺序是（）练习CH4、N2、O2、CO2、Cl2求气体体积的大小求气体体积的大小求物质的量大小求物质的量大小质量相同看摩尔质量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？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相同物质的量的物质，摩尔质量越大质量越大第13页，本讲稿共50页温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀第14页，本讲稿共50

9、页由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体体积缩小体积缩小第15页，本讲稿共50页化学计量在实验中的应用化学计量在实验中的应用2 2从实验学化学从实验学化学气体摩尔体积第16页，本讲稿共50页例例 题题 5.5克氨在标准状况时体积是多少克氨在标准状况时体积是多少?解解:氨的式量是氨的式量是17,氨的摩尔质量是氨的摩尔质量是 17g/mol 。5.5g17g/mol=0.32 mol答：答：5.5氨在标准状况时的体积是氨在标准状况时的体积是7.2LV(NH3)=Vmn=22.4L/mol 0.32mol=7.2Ln(NH3)=m(NH3)M=第17页，

10、本讲稿共50页V(标况）标况）vmvmVmNAVmNA分子离子电子原子质量物质的量微粒数质子中子MMNANAmnN 有关有关“物质的量物质的量”的计算关系的计算关系讨论讨论 请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：1、V=m/2、V=nVm第18页，本讲稿共50页为什么为什么1mol1mol液体、固体的体积各不相同，而液体、固体的体积各不相同，而1mol1mol气体在气体在标准状况下的体积是基本相同的？标准状况下的体积是基本相同的？物质体积的决定因素：物质体积的决定因素：1 1、微粒的数目、微粒的数目 2 2、微粒的大小、微粒的大小 3 3、微粒间的平均

11、距离、微粒间的平均距离固体液体气体固体或固体或液体液体气体气体第19页，本讲稿共50页 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气态物质的结构特点第20页，本讲稿共50页二、气体摩尔体积二、气体摩尔体积1 1、概念：、概念：单位物质的量气体所占的体积叫做单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体气体摩尔体积积，气体摩尔体积的符号为，气体摩尔体积的符号为V Vm。气体摩尔体积的常用单。气体摩尔体积的常用单位有位有L/mol

12、L/mol和和m m3/mol。（1 1）必须是气体物质，不适用于固体或液体。）必须是气体物质，不适用于固体或液体。（2 2）物质的量为）物质的量为1 1摩尔。摩尔。（3 3）研究对象是任何气体，可以是单一成份的纯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。净气体，也可以是几种成份组成的混合气体。（4 4）标准状况下，体积）标准状况下，体积约约是是22.422.4升。升。注意注意在标准状况下，气体的摩尔体积约为在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol22.4 L/mol，第21页，本讲稿共50页（1）标准状况下，）标准状况下，0.5mol H0.5

13、mol H2占有的体积是占有的体积是_ L_ L。（2）标准状况下，）标准状况下，2mol O2mol O2占有的体积是占有的体积是_L_L。（3）标准状况下，）标准状况下，4.48L CO4.48L CO2的物质的量是的物质的量是_mol_mol。（4）标准状况下，）标准状况下，33.6L H33.6L H2的物质的量是的物质的量是_mol_mol。（5）标准状况下，）标准状况下，16g O16g O2的体积是的体积是_L_L。（6）标准状况下，）标准状况下，11.2L N11.2L N2中含中的中含中的N N2分子数是分子数是_个。个。课堂练习课堂练习11.211.244.844.80.2

14、0.21.51.511.211.23.013.01101023是否是否1 1摩尔的气体摩尔的气体只有在标准状况只有在标准状况下的体积约是下的体积约是22.422.4升升第22页，本讲稿共50页2 2、影响气体体积的外界因素、影响气体体积的外界因素 气体体积较大的受到气体体积较大的受到温度温度和和压强压强的影响的影响温度升高温度升高分子间平均距离增大分子间平均距离增大体积增大体积增大温度降低温度降低分子间平均距离减小分子间平均距离减小体积减小体积减小压强增大压强增大分子间平均距离减小分子间平均距离减小压强减小压强减小分子间平均距离增大分子间平均距离增大第23页，本讲稿共50页 课堂练习课堂练习2

15、 2判断下列说法是否正确？为什么判断下列说法是否正确？为什么（1 1）标况下任何气体的体积都约是）标况下任何气体的体积都约是22.4L22.4L。（2 2）1 1摩尔二氧化碳占有的体积约为摩尔二氧化碳占有的体积约为22.4L22.4L。（3 3）1 1摩尔水在标准状况下的体积约为摩尔水在标准状况下的体积约为22.4L22.4L。（4 4）1 1摩尔二氧化硫在摩尔二氧化硫在2020时的体积比时的体积比22.4L22.4L大。大。（5 5）1 1摩尔氯化氢在摩尔氯化氢在3.03103.03105 5PaPa时的体积比时的体积比22.4L22.4L少。少。第24页，本讲稿共50页3.3.标准状况下有

16、（标准状况下有（1 1）6.72LCH6.72LCH4 4(2)3.0110(2)3.01102323个个HClHCl分子分子 （3 3）13.6gH13.6gH2 2S S，下列对这三种气体的，下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是：关系从小到大的排列顺序是：A A、物质的量、物质的量_B B、体积、体积_C C、质量、质量_D D、氢原子、氢原子_4.N4.N2 2、COCO2 2、SOSO2 2三种气体的质量比为三种气体的质量比为7 7：1111：1616时，时，它们的分子个数比为它们的分子个数比为_；物质的量之；物质的量之比为比为_；同温同压下体积比为；同温同压下体积比为_第25页

17、，本讲稿共50页填表：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第26页，本讲稿共50页思考与交流：同温同压下，气体的质量比是否一定等思考与交流：同温同压下，气体的质量比是否一定等于体积比？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。比。第27页，本讲稿共50页试一试：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

18、同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量推论二：同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比。之比。第28页，本讲稿共50页练习练习1、试求标况下氧气的密度。、试求标况下氧气的密度。练习练习2、氢气球在日常生活中大有用处，但易遇火爆炸，有、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、危险，请思考为了安全，氦气、CO2可否代替氢气充入气球可否代替氢气充入气球？（提示：空气的平均相对分子质量为？（提示：空气的平均相对分子质量为29）练习练习3、同温同压下，下列密度相同的气体组是、同温同压下，下列密度相同的气体组是（）A、CO、N2 B、NO、CH4 C、C2H4、N

19、O D、SO2、Cl2 A第29页，本讲稿共50页讨论：试讨论同温同体积情况下，气体物质的量与压强的关系。例：将例：将H2、O2、N2三种气体分别装在三个容积相等的容器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，三种气体压强中，当温度和密度完全相同时，三种气体压强(P)的大小关的大小关系正确的是系正确的是 （）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。

20、于其分子数目之比。B第30页，本讲稿共50页1、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所占有的体积相同第31页，本讲稿共50页(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22.4

21、L(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：讨论：同温度和同压下同温度和同压下(并不一定是标准状况并不一定是标准状况)，1mol不同的气体体积是否相同？不同的气体体积是否相同？第32页，本讲稿共50页 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主要因素主要因素次要因素次要因素1mol忽略忽略决定因素决定因素从微观角度分析,决定物质体积的三个因素第33页，本讲稿共50页判断正误（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

22、.4L。（4）1摩尔摩尔SO2在在20 时的体积比时的体积比22.4L大。大。（5）1摩尔SO2在3.03x105Pa时的体积比22.4L小。错错错错错错错错错错 练习 第34页，本讲稿共50页（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 填空第35页，本讲稿共50页3.同温同压下同温同压下,质量相同的质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种五种气体所占的体积由大到小的顺序是气体所占的体积

23、由大到小的顺序是1.在标况下在标况下 1)0.5mol HCl气体占有的体积是多少？气体占有的体积是多少？2)3.36LH2 的物质的量是多少？的物质的量是多少？思考与讨论：2.在标况下在标况下 1)16克氧气的体积是多少？克氧气的体积是多少？2)44.8L氮气中含有的分子数是多少？氮气中含有的分子数是多少？第36页，本讲稿共50页 结论结论1 1 相同条件下，相同条件下，1 1摩尔不同固体或液摩尔不同固体或液 体物质的体积是体物质的体积是 的。的。不相同不相同分析比较：分析比较：结论结论2 2 在标准状况下，在标准状况下，1mol1mol任何气体所任何气体所 占的体积占的体积 L L。都都约

24、约是是22.422.4(标准状况是指压强为标准状况是指压强为 1个大气压和温度为个大气压和温度为0 oC)第37页，本讲稿共50页在回答此问题之前我们先看一幅碘的固体、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：液体、气体的分子间距离的比较图：思考：思考：为什么为什么1 1摩尔固态和液态物质体积不同摩尔固态和液态物质体积不同，而而1mol1mol气态物质的体积却相同？气态物质的体积却相同？讨论：讨论：决定物质体积大小的因素有哪些呢？决定物质体积大小的因素有哪些呢？(1)微粒数微粒数(2)微粒本身大小微粒本身大小(3)微粒间距离微粒间距离答：答：第38页，本讲稿共50页

25、3、为什么在、为什么在标准状况标准状况下下1mol任何气体任何气体所占的体积都相所占的体积都相同呢？同呢？标准状况（标准状况（S.T.P）：温度（）：温度（0或或273K）压强（压强（101325Pa或或 1.01105Pa)T.P相同d相同相同（2.24L).1、数值计算中做了近似处理、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、分子本身有大小且其相互间有作用力第39页，本讲稿共50页 实验启示实验启示 气体分子间的平均距离要比固体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。和液体中粒子之间的平均距离大得多。01 mol H2O(18 mL)1001 mol

26、 H2O (g)(3.06104 mL)(体积扩大1700倍)第40页，本讲稿共50页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答案答案 D、E 课堂练习：第41页，本讲稿共50页、C C5.(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C2H4 B.等体积等密度的CO和C2H4 C.等温等体积

27、的O2和N2 D.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、碳原子数D、密度第42页，本讲稿共50页B6（弹性）、在标准状况下，mg气体A与ng气体B的分子数相同，下列说法不正确的是（）A、A与B的相对分子质量之比为 m:n B、同温同压下，A.B 气体的密度之比n:m C、相同质量的A.B分子数之比为 n:m D、相同状况下,同体积的气体A与B质量之比为 m:n第43页，本讲稿共50页1.018.021.977 g/L44.01CO21.43

28、g/L32.00O20.0899 g/L2.016气态H2 1.8398.0H2SO4液态2.726.98 Al7.8855.8固态 Fe体积密度(g/cm3)质量(g)状态物质以下是以下是1mol物质在物质在00C、1.01105Pa下下的体积的体积由由体积体积数据结合物质状态得出什么结论数据结合物质状态得出什么结论?探究探究 1 1、相同条件下，、相同条件下，1 1摩尔不同固体或液体物质的体积是摩尔不同固体或液体物质的体积是 的。的。（相同（相同或不相同）或不相同）2 2、相同条件下，、相同条件下，1 1摩尔不同气体物质的体积是摩尔不同气体物质的体积是 的。的。（相同或不相同）（相同或不相

29、同）7.08cm39.99 cm353.6 cm322.4 L22.4 L22.3 L18.0 cm3思考：22 22+2系数表达的意义？电解第44页，本讲稿共50页判断下列说法是否正确？为什么？判断下列说法是否正确？为什么？1.气体的摩尔体积为气体的摩尔体积为22.4Lmol-12.1molCO2占有的体积为占有的体积为22.4L3.标况下任何气体的体积都约为标况下任何气体的体积都约为22.4L4.1molH2O在标况下的体积为在标况下的体积为22.4L5.1molSO2在标况下的体积没有在标况下的体积没有200C时的体积大时的体积大6.1molHCl在在3.03105Pa时的体积比时的体积

30、比22.4L小小第45页，本讲稿共50页判断下列说法是否正确？为什么？判断下列说法是否正确？为什么？（1）1LH2和和1LO2在同温同压下所含分子数相同在同温同压下所含分子数相同（2）1gN2和和1gO2所含分子数相同所含分子数相同（3）1molO2和和1molN2所含分子数相同，所占体积相同所含分子数相同，所占体积相同（4）1molO2和和1molN2在标况下混合体积约为在标况下混合体积约为44.8L（5）在在同同温温同同压压下下，两两个个体体积积相相同同的的玻玻璃璃容容器器中中分分别别盛盛满满N2和和O2：计算容器中计算容器中N2和和O2的物质的量之比和分子数目之比；的物质的量之比和分子数

31、目之比；计算容器中计算容器中N2和和O2的质量比。的质量比。第46页，本讲稿共50页判断下列说法是否正确？为什么？判断下列说法是否正确？为什么？（1）1LH2和和1LO2在同温同压下所含分子数相同在同温同压下所含分子数相同（2）1gN2和和1gO2所含分子数相同所含分子数相同（3）1molO2和和1molN2所含分子数相同，所占体积相同所含分子数相同，所占体积相同（4）1molO2和和1molN2在标况下混合体积约为在标况下混合体积约为44.8L（5）在在同同温温同同压压下下，两两个个体体积积相相同同的的玻玻璃璃容容器器中中分分别别盛盛满满N2和和O2：计算容器中计算容器中N2和和O2的物质的

32、量之比和分子数目之比；的物质的量之比和分子数目之比；计算容器中计算容器中N2和和O2的质量比。的质量比。第47页，本讲稿共50页练习练习 在同温同压下，相同质量的下列气体，占有的体积由在同温同压下，相同质量的下列气体，占有的体积由大到小的顺序是大到小的顺序是讨论 在一定温度和压强下，并不一定是标准状况，1mol不同的气体体积是否相同？Cl2 N2 H2 CO2 O2答案答案 v在同温同压下，相同分子数的气体，其体积在同温同压下，相同分子数的气体，其体积（）；）；v在同温同压下，体积相同的气体，其分子数（在同温同压下，体积相同的气体，其分子数（）；v在同温同压下，气体体积的大小与分子数目成（在同

33、温同压下，气体体积的大小与分子数目成（）比。）比。相同相同相同相同正正第48页，本讲稿共50页练习下列说法正确的是（）（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的物质的量相等答案答案 （D）第49页，本讲稿共50页填写下列空白：（1）标况下，0.5molH2占有的体积是 L（2）标况下，2molO2占有的体积是 L（3）标况下，4.48LCO2的物质的量是 mol（4）标况下，33.6LH2 的物质的量是 mol（5）标况下，16gO2 的体积为 L（6）标况下，11.2LN2 中含有N2分子的个数是11.244.80.21.511.23.011023个个第50页，本讲稿共50页