高一化学 第二节气体摩尔体积.pdf

第二节气体摩尔体积思考1、上一节课我们学习了“物质的量(n)”及其单位摩尔(mol),物理量？质量*物质的量义。.(m)XM(n)h-na由ii可以求出哪些微粒数(N)分子原子电子 J质子【中子I离子2、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 的量与气体体积之间有什么关系？lmol 气态物质占据的体积有多大？计算Imo 1喳1体、液体物质的体积物质物质的量(mol)摩尔质量(g/mol)密度(g.cm-3)体积(Cm3)Fe1567.87.2Al1272.710Mg1241.7413.8h2o118118h2so41981.8353.6结论相同条件下，1摩尔不同居口体或液体物质的体积是 不相同 的。相同条件（标准状况）下，1摩尔任何气体的体积是否相 同呢？（标准状况：温度为0,压强为UHKPa）气体 物质Imol气体所含分子数1 mol气体 质量（g）密度 标准状况（g/L）体积标准状况（L）H26.02 X10232.0160.089922.4026.02 X102332.001.42922.4co26.02 X102344.011.97722.31L=1000 cm3.结论L相同条件下，1摩尔不同固体或液体物质的体积是史世星2.在标准状况下，Imol任何气体所占的体积都约是3.同样是Imol物质，气体和固液体的体积相差 讨论对于lmol不同的固体和液体物质，为什么它们的体积各不相同呢?启发决定物质体积大小的因素有 哪些呢？固体、液体的摩尔体积液态水分子*气态水分子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。实验解释气体分子之间的平均距离约是分子直径的十倍。二一相对气体分子之间的平均距离而言，实验推论分子本身大小微不足道。一、影响物质体积的因素:().做抄本身大小(2).微拉多少(3).微拉间能常固、液体的体我大小决定于:一,微桂个数的多少二、微表本身的大小固体、液体的摩尔体积-不相等物质的量为1摩尔的冰、水、水蒸气的质量为?质量相等且均为四克物质的量为1摩尔的冰、水、水蒸气所含分子个数为?所含水分子个数均为侬纽鹰登赏薮个物质的量为1摩尔的冰、水、水蒸气的体积为?已知：p 1.01 X 105PaT.P相同d相同“相同(V=2 2.4L)二、气体摩尔体积：1、概念：单位物质的量气体所占的体积。符号为Vm。公式：vm=n。常用单位有L/mol(Lmol“)和nP/mol。标准状况下气体摩尔体积要点:。条件：标准状况1。对象:(S.T.P)任何气体卜结论体积约占2 2.4 L:物质的量：ImolJ标准状况下的气体 摩尔体积示意图=-wo 2、在标准状况下，lipql任何气体所占的体积 都约为22.4L。这个体积叫标准状况下气体 摩尔彳本积标况下气体摩尔体积：22.4L/mol注意：(1)条件：标准状况下(0 lOlkPa)(用S、P、T表示)(2)气体物质的量是ImoL(3)对象：适用气体。纯气体，也适用于混合气体。(4)“22.4L”这个数值是近似值，不能少“约”字。4指标准状况下1晨东桂何气体的,就T仙手22册吗?(5)lmol气体在非标准状况下的体积，可能 是22.4L,也可能不是22.4L。判断下列说法是否正确:1.温度为0,压强为505kp时,C()2的气体摩尔体积为22.4L/mol(X)2.标准状况下,lmol为。的体积约为22.4LX3.标准状况下,一定量的任何气体体积都约 为 22.4L(X)4.lmolCO。占有的体积约为22.4L(X)5.lmolC。和CO2所含分子数相同，体积 也相同。(X)6.ImoICO和ImolCO2在标准状况下混合，体积约是44.8L(J7.88gCC)2 的体积是44.8L(X)8.44gCC2约含有6.02 X 1()23个分子()iU1.下列有关气体体积的叙述中，正确的是（B）A.在一定的温度和压强下，各种气态物质的体积 大小，由构成气体的分子大小决定。B.在一定的温度和压强下，各种气态物质的体积大 小，由构成气体的分子数决定。C不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子 数也不同。D.气体摩尔体积是指lmol任何气体所占体积约为 22.4Lo2.下列叙述正确的是（B）A.同温同压下，Imol任何气体的体积都约 是 22.4L。B.标况下，22.4L某气体的物质的量约是 Imol；所含分子数约是6.02 X1023个。C.在101KPa,200C时，一定量的任何气体 的体积总比22.4L大。D.在202 KPa,的压强下，Imol任何气体 的体积总比22.4L小。3.下列说法正确的是（C）A.lmolCO和ImolN2所含分子数相等，质 量相等，它们所占的体积也相等。B.22.4LH2 和 71gC12 恰好反应生 2moiHC1C.非标况下，Imol任何气体的体积有可能 是 22.4L。D.lmolHCl和ImolH?O在标况下的体积都 约是.22.4L。一定温度、一定压强下，试计算气体摩尔体积为Vm,体积为V的CO 和CO2的物质的量以及所含粒子数。在T、P一定：nco=V/Vmnco2=V/VmNco=Na-V/VmNCo 2=Na.V/Vm问题：通过以上练习，能否总结标准状况下气 体体积、物质的量、气体摩尔体积之间的关系？物质的量（摩尔）=符号表示：n（mol）=标准状况下气体体积（升）气体摩尔体积（升/摩尔）V（L）Vm(L/mol)判断其分子数目必然相等。这一规律就是阿佛 加得罗定律二、阿佛加得罗定律1、内容：在相同的温度和压强下，相同体积 的任何气体都含有相同数目的分子。理解阿佛加得罗定律应该注意的问题是什么？注意：1、适用对象是任何气体；2、应用条件是 温度、压强和体积相同（即“三同”）；3、结论是气体的 分子数相同，即气体的物质的量相同（即“两同”）。即：“三同”定“两同”I问题：阿佛加得罗定律与气体摩尔体积是什么关系？阿佛加得罗定律是一般规律，气体摩尔体积是它的一个特例。问题：学习阿佛加得罗定律有什么用呢？分析；同温同压下，相同体积的气体所含分子 数目相同；如果气体体积不同，那么气体所含分 子数也不相同。此时，气体的分子数和体积与气 体的物质的量有怎样的关系？2、应用(1)同温同压下，气体体积之比等于气 体的分子数之比，等于气体物质的量之比。同温同压：工_=4_=LV2 N2 n2问题：依据上述比例式能否推导出气体的密度与气体的摩尔质量之间的关系？Pi Mi(2)同温同压：下丁=刀=D密度之比叫做相对密度，常用D来表示，也是 计算物质的相对分子质量的一种方法，在以后的 学习中会经常遇到。阿佛加得罗定律还有几个重要的推论，列举如下:(3)同温、同体积：p 可-即：温度相同时，相同体积的气体，压强之比 等于物质的量之比，也等于气体分子数之比。(4)同温、同物质的量:P2 M相同温度时，相同物质的量的气体，压强 之比与体积成反比。(5)同温、同压：丫总=丫1+丫2+丫3+(气体间不发生化学反应)mx M(6)同温、同压、同体积：一而一=号u，2 IVI2BP：相同温度、相同压强时、同体积的气体 的质量之比等于气体的摩尔质量之比。三、关于气体摩尔体积的计算(一)计算依据1、准确理解物质的量、摩尔、摩尔质量、气 体摩尔体积等概念。2、掌握好标准状况下气体体积(V)与气体的 质量(m)、气体的物质的量(n)、气体的分子数(N)之间的换算关系；(1)在标准状况下：n=土厂五43moi(2)各个量之间的关系见前面内容。(3)掌握阿佛加得罗定律的几个推论。（二）计算类型1、标准状况下气体体积、气体质量、气体的 物质量、气体分子数之间的相互换算。例1、在标准状况下，2.2gCC2的体积是多少？例2、在标准状况下，5.6LCO2物质的量是多少?含多少个CO?分子？它的质量是多少克？1个CO2分子的质量是多少克？例3、在标准状况下，U.2LCO2所含分子数与多少克NH3所含N原子数相等？2、求气体的相对分子质量例4在标准状况下，测得L92克某气体的体积 为672ml。计算此气体的相对分子质量。分析物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量 在数值上是相等的，因此，要求某物质的相对分 子质量，首先就要计算出该物质的摩尔质量。按照题目所给的条件，我们可以首先根据在标 准状况下气体的体积和质量，计算出气体的密度：p=m/V然后利用标准状况下气体摩尔体积与密度的关 系，计算出该气体的摩尔质量:M=pX22.4L/mol练习1在标准状况下，0.2升容器里所含某气体 的质量为0.25克，计算该气体的相对分子质量。(28)问题：利用标准状况下的气体密度可以计算气 体的相对分子质量，如果不在标准状况下，能否 计算呢？例5某气体对氢气的相对密度为14,求该气体 的相对分子质量。分析同温、同压时，/M2=px/p2=D所以：Mx=M2XD3、有关混合气体的计算(1)求混合气体中各组分的量例6标准状况下，CO和CO2混合气体的质量 为30克，体积为17.6L,求CO、CO2的质量和体 积各为少？分析根据混合气体的质量等于各组分气体 的质量之和，混合气体的体积等于各组分气体的 体积之和，通过列出二元一次方程组求解。（2）求混合气体中各组分的体积分数和 质量分数，例7 OSmolH2和0.5moK）2在标准状况 下混合，求混合气体中和。2所占的体积 分数及质量分数。(3)求混合气体的平均相对分子质量例8已知空气中N2和。2的体积比为4：L求空气的平均相对分子质量。分析已知混合气体的组成，求混合气体 的相对分子质量，应首先求出混合气体的平 均摩尔质量。如果用%,n2，表示混合物中各组分的物质的量；Mi,表示混合物 中各组分的摩尔质量；V15V25表示混合 物中各组分的体积；则混合气体的平均摩尔 质量可由以下公式进行求算。m（总）M（混）fl（总）M1Xn1+M2Xn2H义明nx+n2+11；=M1Xn1%+M2Xn2%H-=M1XV1%+M2XV2%H-FMiXVi%注意：一定要记清楚每个字母所代表的意义。1、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C12 K h2C02。2答案2、同温同压下，相同体积(或分子数或 物质的量)的下列气体中，质量最大的 是()(A)氨气(B)氨气(C)氧气(D)氮气3、某气体的质量是同温同压同体积氢气 质量的22倍，则该气体的式量是()(A)22(B)66(C)88(D)444、同温同压下，体积相同的下列气体,密度与其它三者不同的是()(A)N2(B)C2H4(C)CO(D)H2S5、同温同压下,(A)CO、N2(C)C2H仆 NO密度相同的气体组是(B)NO、CH4(D)S02,Cl26、同温同压下，同物质的量的乙焕气体(C2H2)与装蒸气(C6H6)体积比是(B)(A)3:1(C)1:37、在某温度下,(B)1:1(D)2:3将0.1摩C1?和0.4摩H,充入 乙 乙容积为2升的密闭容器中，测得其压强为1大 气压，点火充分反应后再恢复到原来温度时,容器内的压强是(A)0.2大气压(C)1个大气压C)(B)0.6大气压(D)无法确定四、求气体物质的式量的常用方法1.已知标准状况下密度（p g-L-1）M=22.4L-mol-1-pg-L-1=22.4 p g-mol_ 12、已知两种气体的相对密度求式量（相对 密度指两种气体密度的比值，用D表示）D=d1/d2=Mx/M23、计算混合气体的平均式量（M）计算混合气体的平均式量4、已知混合气体各组分的物质的量n2.%,或者各组分气体的体积分数V1%、V2%.V%各组分气体的摩尔质量，M1、M2.Mj,则该气体的平均摩尔质量为：/二加（总）=此.%+此.4+M.n.（总）%+2+.ni=M-K%-hAf.-K%1.L Z Z练习1.在空气中M、。2、Ar的体积分数分别为78%,21%,约1%,求空气的平均式量2.计算在150c,碳酸镂分解后的混合 气体的平均式量。3.相同条件下，氮气和氧气以1:3体积 比混合，求混合气体的平均 式量。4.已知氮气和氧气的混合气体其平均式 量为31,求氮气和氧气的体积比。小 结1、气体摩尔体积:概念：单位物质的量气体所占的体积。符号为Vm。公式：Vm=n常用单位有 L/mol(Lmol)和 m3/mol。2.标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点：:条件：标准状况(S.T.P:对象：任何气体、_J本积约占-:物质的量：Imol 2 2.4 L3.求S.T.P下的V V=m/pV=n X Vm(V=m/MXVm V=N/NA X Vm)4、有关“物质的量”的计算关系（标况）分子电子 原子1质子I中子 昌子