教育专题：气体摩尔体积课件.ppt

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1、1、上一节课我们学习了、上一节课我们学习了“物质的量物质的量（n）”及其及其单位单位摩尔摩尔（mol）和摩尔质量和摩尔质量(M)，由，由n可以求出哪些物理量？可以求出哪些物理量？复习复习2、在实验室或在生产中，对于气态物质常、在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系？量与气体体积之间有什么关系？1mol气气态物质占据的体积有多大？态物质占据的体积有多大？分子分子离子离子电子电子原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANA(m)（n）（N）1摩尔固体、液体物质的体积摩尔固体、液体物

2、质的体积例：计算例：计算1molFe的体积的体积1molFe的的 质质 量量 为为 56g，密密 度度 为为7.8g/cm3。V（Fe）=7.2cm3同样方法计算出：同样方法计算出：m（Fe）p（Fe）=56g7.8g/cm31molAI的体积的体积 1molPb的体积的体积1molH2O的体积的体积 1molH2SO4的体积的体积下面是1mol 物质的体积请看1mol固体物质1mol铁1mol铝1mol铅6.02个原子56克6.02个原子27克6.02个原子207克7.1cm310cm318.3cm31mol液体物质1mol水1mol硫酸6.02个分子98克6.02个分子18克18.0cm3

3、54.1cm31mol下列气体在下列气体在0 oC、1.01105Pa下的体积下的体积名称名称状态状态密密 度度(g/L)质量质量(g)体积体积(L)H2气体气体 0.08932 O2气体气体 1.42932 CO2气体气体 1.96544 N2气体气体 1.25281mol气体物质气体物质22.422.422.3922.4注意啦！有条注意啦！有条件，件，为什么？为什么？总结总结以下是以下是1mol物质在物质在00C、1.01105Pa下的体积下的体积物质物质状态状态密度密度体积体积Fe固体固体7.8g/ml7.2mlAl固体固体2.7g/ml10mlH2O液体液体1g/ml18mlH2SO4

4、液体液体1.83g/ml53.6mlH2气体气体0.0893g/L22.4LO2气体气体1.429g/L22.39LCO2气体气体1.965g/L22.39LN2气体气体1.25g/L22.4L由由体积体积数据结合物质数据结合物质状态状态你得出什么结论你得出什么结论?结论：结论：1、在同在同T、同、同P下，下，1mol不同的固态物质或不同的固态物质或液态物质的体积不相等。液态物质的体积不相等。2、在同在同T、同、同P下，下，1mol不同的气态物质体不同的气态物质体积相等积相等。为什么为什么？从从微观角度微观角度分析分析,物质的体积由哪些因物质的体积由哪些因 素决定素决定?大得多大得多各不相同各

5、不相同却基本相同却基本相同在相同条件下在相同条件下,1mol固体或液体的体固体或液体的体积积 ,而而1mol气体的体积气体的体积结论结论:3.在相同条件下在相同条件下,1mol气体所占的体积气体所占的体积比比1mol固体或液体所占的体积固体或液体所占的体积相同相同?不同不同?相同相同?不同不同?大？小？大？小？设问设问 1.1001.100个乒乓球和个乒乓球和5050个乒乓球个乒乓球,谁占的体积谁占的体积大大?2.502.50个乒乓球和个乒乓球和5050个篮球，都紧密堆积在个篮球，都紧密堆积在一起一起,哪一堆所占有的体积大哪一堆所占有的体积大?3.3.如果篮球的数目都是如果篮球的数目都是100

6、100个的两堆个的两堆,一堆一堆紧密堆积，另一堆紧密堆积，另一堆球与球的距离间隔球与球的距离间隔1米米均匀分布均匀分布,哪一堆篮球哪个占的总体积更大哪一堆篮球哪个占的总体积更大?（从微观角度，类似（从微观角度，类似粒子的数目多少粒子的数目多少）(粒子半径大小粒子半径大小)（粒子间的平均距离大小粒子间的平均距离大小）结论结论:在相同条件下在相同条件下,决定物质的体积的决定物质的体积的微观因素有微观因素有:1.1.粒子粒子数目数目.2.2.粒子（半径）粒子（半径）大小大小 3.3.粒子间的粒子间的平均距离平均距离问问:当物质的粒子数目均为当物质的粒子数目均为1摩尔摩尔时时,决定固、液、气态物质的体

7、积大小决定固、液、气态物质的体积大小因素有哪些因素有哪些?决定物质体积大小的因素有：决定物质体积大小的因素有：粒子本身的大小粒子本身的大小物质的粒子数目物质的粒子数目粒子之间的距离粒子之间的距离内因内因外因外因温度温度压强压强体体积积影响影响决决定定在这两个因素中，在这两个因素中，当粒子之间距离当粒子之间距离很小时，物质的很小时，物质的体积主要取决于体积主要取决于粒子的大小粒子的大小当粒子间的距当粒子间的距离比较大时，离比较大时，物质的体积主物质的体积主要取决于粒子要取决于粒子间的距离间的距离微粒个数微粒个数粒子直径粒子直径粒子间距粒子间距1mol结论结论（1 1）、在相同的条件下，）、在相同

8、的条件下，1mol1mol不同固体或液体不同固体或液体物质，体积是物质，体积是不同的不同的，温度、压强的改变，其，温度、压强的改变，其体积几乎不变。体积几乎不变。（2 2）、在）、在相同相同条件下，条件下，1mol1mol气体的体积大致是气体的体积大致是相同的相同的，温度、压强对气体的体积影响比较大。，温度、压强对气体的体积影响比较大。（3 3）在）在标准状况标准状况（0，101kPa）下，）下，1mol1mol不同气体的体积都不同气体的体积都约为约为2222、4 4升升。为什么在相同条件下1摩尔固体或液体的体积各不相同？在标准状况在标准状况下，下，1 1摩尔不同气体的体积摩尔不同气体的体积会

9、基本相等呢？会基本相等呢？构成固态结构微粒间的距离很小构成固态结构微粒间的距离很小27个小球个小球64个小球个小球27个小球个小球27个大球个大球紧密堆积的紧密堆积的27个小球个小球有一定距离均匀有一定距离均匀分布的分布的27个小球个小球构成固态结构微粒间的距离很小构成固态结构微粒间的距离很小构成液态结构微粒间的距离也小构成液态结构微粒间的距离也小所以，固体和液体的体积主要取决于所以，固体和液体的体积主要取决于粒子大小粒子大小FePbH2OH2SO41mol1mol不同固态物质或液态物质体积为何不同？不同固态物质或液态物质体积为何不同？物质所含粒子数目（相同）物质所含粒子数目（相同）粒子之间距

10、离（非常小）粒子之间距离（非常小）不同物质粒子大小不同不同物质粒子大小不同不考虑！不考虑！次要因素次要因素决定因素决定因素粒子本身的大小粒子本身的大小1mol1mol不同固体或液不同固体或液体体积不同体体积不同粒子之间距离（非常小）粒子之间距离（非常小）决定于决定于物质所含粒子数目（相同）物质所含粒子数目（相同）1mol1mol不同固态物质或液态物质体积为何不同？不同固态物质或液态物质体积为何不同？不考虑！不考虑！次要因素次要因素决定因素决定因素1mol1mol不同固体不同固体或液体体积或液体体积不同物质粒子大小不同不同物质粒子大小不同为什么相同条件下，相同物质的量的不同气体为什么相同条件下，

11、相同物质的量的不同气体体积几乎相等？体积几乎相等？间距较大间距较大,约是分子直约是分子直径的径的1010倍倍固体干冰固体干冰COCO2 2气体气体探究：物质在不同状态时的微观结构特点探究：物质在不同状态时的微观结构特点分子间距离较小分子间距离较小与分子直径接近与分子直径接近探究：粒子大小和粒子间距探究：粒子大小和粒子间距对物质体积的影响示意图对物质体积的影响示意图0.4 nm4 nm气体分子23456789 10分子分子间间平均距离是分子直径的平均距离是分子直径的10倍左右倍左右（分子半径（分子半径0.4nm，间距，间距4nm）所以气体所占所以气体所占体积体积 主要主要受粒子受粒子间距影响间距

12、影响，基本不受半径影响基本不受半径影响1mol1mol不同不同气态物质粒子气态物质粒子之间距离大，是粒之间距离大，是粒子直径的子直径的1010倍左右倍左右。体积体积粒子间距离粒子间距离粒子间粒子间距离距离温度（温度（T T）压强（压强（P P）1mol1mol任何气任何气体在相同条体在相同条件下体积几件下体积几乎相等乎相等决定于决定于决定于决定于01 mol H2O(18 mL)1001 mol H2O (g)(3.06104 mL)(体积扩大1700倍)液态水变成水蒸气，影响物质体积因素液态水变成水蒸气，影响物质体积因素中，哪个变？哪个不变？中，哪个变？哪个不变？粒子之间的距离粒子之间的距离

13、P（压强）（压强）T（温度）（温度）TT T升高，粒子间距离增大，气体体积增大。升高，粒子间距离增大，气体体积增大。粒子之间的距离粒子之间的距离P（压强）（压强）T（温度）（温度）PP P增大，粒子间距离减小，气体体积减小。增大，粒子间距离减小，气体体积减小。P不变不变,T升高升高 分子间平均距离增大分子间平均距离增大气体体积变大气体体积变大T不变不变,P增大增大分子间距离减小分子间距离减小气体体积变小气体体积变小结论：当粒子数目相同的条件下，决结论：当粒子数目相同的条件下，决定气体分子间的距离的条件因素有：定气体分子间的距离的条件因素有：1.温度温度越高越高,气体分子间平均距离气体分子间平均

14、距离越越大大，所以体积，所以体积越大越大2,压强压强越大越大,气体分子间平均距离气体分子间平均距离越越小小，所以体积，所以体积越小越小所以,当在同T、P下时，任何气体粒子之间的平均距离是相等的，即体积是相等的。1mol下列气体在下列气体在00C、1.01105Pa下的体积下的体积名称名称状态状态密密 度度(g/L)质量质量(g)体积体积(L)H2气体气体 0.0893222.4 O2气体气体 1.4293222.39 CO2气体气体 1.9654422.39 N2气体气体 1.252822.400、1.01101.01105 5 Pa Pa称为称为标准状况标准状况 为什么在为什么在标准状况标准

15、状况下下1mol任何气任何气体体所占的体积都相同呢？所占的体积都相同呢？标准状况（标准状况（S.T.P）：温度（）：温度（0，273K）压强（压强（101KPa)T.P相同相同d相同相同相同（相同（.L).结论：结论：1.1.决定固、液体体决定固、液体体积的积的主要主要因素有哪些？因素有哪些？物质粒子的数目物质粒子的数目 粒子本身的大小粒子本身的大小2 2.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？物质粒子的数目和粒子之间的距离物质粒子的数目和粒子之间的距离 3、为什么在标准状况下、为什么在标准状况下1mol任何任何气体所占的体积都气体所占的体积都相同相同呢？呢？温度

16、和压强不变，则分子间距离不变，温度和压强不变，则分子间距离不变，1摩尔气体即分子数目不变，所以气体体摩尔气体即分子数目不变，所以气体体积也不变，约为积也不变，约为22.4升升 在相同的温度和压强下，在相同的温度和压强下，1 1摩尔不同气体是否占有大约相摩尔不同气体是否占有大约相同的体积呢？同的体积呢？温度、压温度、压强相同强相同分子间分子间距相同距相同1摩尔摩尔气体气体分子数分子数目相同目相同体体积积相相同同一、气体摩尔体积：一、气体摩尔体积：概念：在一定的概念：在一定的温度和压强温度和压强下，单位物质的下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。符号

17、：符号：Vm单位：单位：L/或或L.1或或m3/mol在在标准状况标准状况（0，101kPa）下，任何气）下，任何气体的气体摩尔体积都体的气体摩尔体积都约为约为2222、4L/mol4L/mol。标准状况下的气体摩尔体积标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点理解要点：v条件：标准状况（条件：标准状况（S.T.P）v对象：任何气体对象：任何气体v物质的量：物质的量：1mol体积约占体积约占.结论结论气体摩尔体积气体摩尔体积v单位单位:L/mol(Lmol-1)n =VVmv公式：公式：v符号为符号为Vmv概念：单位物质的量气体所占的体积。概念：单位物质的量气体所占的体积。2

18、2.4L(标准状况）标准状况）6.021023分子分子 0.282m标准状况下的气体摩尔体积示意图标准状况下的气体摩尔体积示意图Attention：摩尔摩尔任何气体任何气体，可以是单一，可以是单一纯纯净净的气体，也可以是的气体，也可以是混合混合气体，气体，因为气体体积与分子种类无关。因为气体体积与分子种类无关。22.4L/mol22.4L/mol与气体摩尔体积与气体摩尔体积有什么区别和联系？有什么区别和联系？22.4L/mol22.4L/mol是气体摩尔体积是气体摩尔体积的特殊情况，是把温度定为的特殊情况，是把温度定为0,0,压强定为压强定为101KPa101KPa时的气体时的气体摩尔体积摩尔

19、体积。分析：分析：使用使用22.4L/mol进行计算一定要注意以进行计算一定要注意以下两点下两点：v条件：标准状况（条件：标准状况（0、101kPa101kPa）v对象：任何气体对象：任何气体(可以是单一气体也可以是单一气体也 可以是混合气体可以是混合气体)1mol CO2 的摩尔体积是的摩尔体积是22.4L/mol解释：解释：未说是标况下未说是标况下标况下标况下NO2 的体积约是的体积约是22.4L解释：解释：未说是未说是1mol1mol标准状况下，标准状况下，1mol任何物质的体积都约是任何物质的体积都约是22.4L解释：解释：物质应是气体物质应是气体标准状况下，标准状况下，1molO2和

20、和N2混合气体的体积约混合气体的体积约22.4L解释：解释：气体体积与分子种类无关气体体积与分子种类无关标准状况下，气体的摩尔体积都是标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。解释：解释：单位应为单位应为L/mol（1）标准状况下，）标准状况下，0.5molH2，占有的体积约是，占有的体积约是 （2）标准状况下，）标准状况下，4.48LCO2 的物质的量是的物质的量是 （3）标准状况下，）标准状况下，16gO2 的体积约是的体积约是 （4）标准状况下，）标准状况下，11.2LN2 中含有的中含有的N2的分子数是的分子数是 11.2L0.2mol11.2L3.01x1023 练习练习一一 填空填

21、空练习练习二二1.标准状况下，标准状况下，1mol任何物质的体积都约是任何物质的体积都约是22.4L。（错物质，应错物质，应是气体）是气体）2.1mol气体的体积约为气体的体积约为22.4L。（错，应标明条件标准状况）（错，应标明条件标准状况）3.标准状况下，标准状况下，1molO2和和N2混合气体的体积约为混合气体的体积约为22.4L。（对，气体体积与分子种类无关）（对，气体体积与分子种类无关）4.22.4L气体所含分子数一定大于气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。气体所含的分子数。（错，未指明气体体积是否在相同条件下测定）（错，未指明气体体积是否在相同条件下测定）5.标准状况

22、下，气体的摩尔体积都是标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。（错，（错，“约为约为”；单位应为；单位应为L/mol）6.只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为22.4L/mol。（错，不一定）（错，不一定）练习练习三三下列说法正确的是（下列说法正确的是（）（A）在标准状况下，）在标准状况下，1mol水和水和1molH2的体的体积都约是积都约是22.4L（B）2gH2和和44gCO2的体积相等的体积相等（C）1mol某气体的体积为某气体的体积为22.4L，则该气，则该气体一定处于标准状况体一定处于标准状况（D）在标准状况下，）在标准状况下，1gH

23、2和和11.2LO2的物的物质的量相等质的量相等D 练习练习四四 在同温同压下，相同质量的下列在同温同压下，相同质量的下列气体，占有的体积由大到小的顺序是气体，占有的体积由大到小的顺序是Cl2 N2 H2 CO2 O2答案答案 判断正误：判断正误：1 1、18g18g水为水为1mol1mol，在标准状况下的体积为，在标准状况下的体积为22.4L22.4L。2 2、1mol1mol任何气体的体积都为任何气体的体积都为22.4L22.4L3 3、22gCO22gCO2 2在标准状况下的体积约为在标准状况下的体积约为22.4L22.4L4 4、在常温常压下、在常温常压下11.2LCl11.2LCl2

24、 2所含的原子数为所含的原子数为N NA A使用使用22.4L时应注意：时应注意：状态、状况、量、约状态、状况、量、约小结小结l1.决定物质的体积大小的微观因素决定物质的体积大小的微观因素 1摩尔固体摩尔固体或液体体积或液体体积1摩尔物质摩尔物质 的体积的体积1摩尔气体摩尔气体 的体积的体积 微粒微粒的大小的大小 微粒微粒的多少的多少微粒间微粒间的距离的距离决定于决定于主要决定于主要决定于主要决定于主要决定于3.标准状况下的气体摩尔体积标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点：理解要点：v条件：标准状况（条件：标准状况（S.T.P）v对象：任何气体对象：任何气体v物质的量：

25、物质的量：1mol体积约占体积约占.结论结论2.气体摩尔体积气体摩尔体积v常用单位有常用单位有L/mol(Lmol-1)和和m3/mol。Vm=Vnv公式：公式：v符号为符号为Vmv概念：单位物质的量气体所占的体积。概念：单位物质的量气体所占的体积。思考：判断下列说法正误（1）标准状况下，1摩尔任何物质的体积都约是22.4L。（2）1摩尔气体体积约是22.4L。（3）标准状况下，1摩尔O2和N2的混合气体（任意比）的体积为22.4L。（4）22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含分子数。（5）当温度高于0时，1摩尔任何气体体积都大于22.4L。（6）1摩尔CO和1摩尔CO2所含分子数

26、相同，体积也相同。例、例、448mL某气体在标准状况下的质量为某气体在标准状况下的质量为1.28克，求该气体的相对分子质量。克，求该气体的相对分子质量。解法一：解法一：答：气体的相对分子质量为答：气体的相对分子质量为64解法二：解法二：在标准状况下该气体的密度为在标准状况下该气体的密度为该气体的摩尔质量为该气体的摩尔质量为答：该气体的相对分子质量为答：该气体的相对分子质量为64.0例、例、448mL某气体在标准状况下的质量为某气体在标准状况下的质量为1.28克，求该气体的相对分子质量。克，求该气体的相对分子质量。应用气体摩尔体积应用气体摩尔体积（标况）（标况）计算的几种情况：计算的几种情况：气体体积气体体积V物质的量物质的量n质量质量m摩尔质量摩尔质量M密度密度式量式量Mr、据气体体积求其物质的量：、据气体体积求其物质的量：nV/22.4L/mol、据气体质量求其标况下体积：、据气体质量求其标况下体积：Vm(22.4L/mol)/M、据气体摩尔质量求其标况下密度：、据气体摩尔质量求其标况下密度：M/22.4L/mol、据气体标况下的体积求质量：、据气体标况下的体积求质量：m VM/22.4L/mol、据标况下气体密度求式量：、据标况下气体密度求式量：M22.4L/mol