高一化学人教版必修一（2019）2.3.2 气体摩尔体积（共27张ppt）
文档属性
| 名称 | 高一化学人教版必修一（2019）2.3.2 气体摩尔体积（共27张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 945.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-09 10:10:23 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
[学习目标]
1.通过探究学习，能从宏观和微观角度理解影响物质体积大小的因素。
2.知道气体摩尔体积的含义及影响因素，能基于物质的组成及变化建
立n、m、Vm之间计算的模型(重点)。
3.能理解阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的应用(难点)。
问题导入
1 mol物质的质量
1 mol物质的体积有规律可循吗？
数值上等于该物质的相对原子或分子质量
固体：微粒间空隙很小
液体：微粒间空隙较小
气体：微粒间空隙较大
18 g H2O
58.5 g NaCl
56 g Fe
342 g 蔗糖
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(1)物质体积的大小与聚集状态的关系
问题思考1
在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积 /cm3 固体 20 ℃时的体积
/ cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
结论：同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别较大。
同温同压下，1 mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 L。
1. 决定气体体积大小的因素
(2)气体体积的大小与温度、压强的关系
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
A.从上表分析得出结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积
都约为________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积_________ (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
问题思考2
22.4 L
不一定
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(2)气体体积的大小与温度、压强的关系
B.理论依据：相同温度和压强下，1 mol
任何气体的体积几乎相等，原因是
①___________________________，
②___________________________，
③________________________________________________________。
问题思考2
气体的粒子数相同
粒子间的距离相同
气体粒子的大小相对于气体分子间的距离可以忽略
一、气体摩尔体积
条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
固体状态
同温同压气体状态
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(3)气体体积大小的影响因素
粒子大小
粒子数目
粒子之间的距离
决定
固体或液体的体积
决定
气体的体积
同温同压下，任何气体粒子间的距离相等
结论：相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
一、气体摩尔体积
2.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积
定义：
符号：
单位：
计算：
单位物质的量的气体所占的体积
Vm
L/mol (或 L·mol-1 )
Vm=
V
n
影响因素：
温度、压强
(2)标准状况下的气体摩尔体积
在0 ℃和101 kPa的条件下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
条件
标准
对象
数值
一、气体摩尔体积
①n＝ ，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固、液态物质均不适用。
②标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
特别提醒
一、气体摩尔体积
问题思考3
完成下列问题，并总结气体摩尔体积的相关计算。
(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为________。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。
(3)标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的摩尔质量约为______________。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的摩尔质量为____________。
32 g·mol－1
M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1
17 g·mol－1
34.9 g·mol－1
28 g·mol－1
一、气体摩尔体积
＝Vm·ρ＝22.4 L·mol－1×1.25 g·L－1＝28 g·mol－1
标准状况下气体摩尔体积的有关计算
M
N
m
V
n
①
②
③
④
一、气体摩尔体积
①气体的物质的量n＝ mol；
②气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；混合气体的平均摩尔质量＝。
③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。
④气体的质量m＝n·M＝·M g。
归纳总结
应用体验
1.判断正误
(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定
(2)标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L
(3)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
(4)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol－1
(5)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况
×
×
×
×
×
一、气体摩尔体积
应用体验
2.如图所示，①和②为两个容积相同的固定容器，图中“ ”和“ ”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是
A.若①中的H2为1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.等物质的量的H2、O2的体积一定相等
D.两容器的温度和压强均相同
√
一、气体摩尔体积
1 mol
0.5 mol
在相同条件下
两容器的容积相同，但容器中分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同
(1×2)∶(0.5×32)＝1∶8
应用体验
3.(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是_________，16 g O2所占体积约是________。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是_______。
(3)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是____。
1.5 mol
11.2 L
44.8 L
NA
一、气体摩尔体积
二、阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律的内容
特 别 提 醒
①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；
②同温、同压、同体积、同分子数，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。
阿莫迪欧·阿伏伽德罗
意大利
物理学家、化学家
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粒子。
2. 阿伏加德罗定律推论
在同温同压(以标准状况为例)下，完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积： ，
2 mol H2的体积： ，
(2)1 mol O2的质量 ，体积 ，ρ(O2)＝ ＝_____g·L－1(列式不化简)
1 mol H2的质量 ，体积 ，ρ(H2)＝ ＝_____g·L－1。
22.4 L
44.8 L
32 g
22.4 L
2 g
22.4 L
由此可推知：
①同温同压下，气体的密度之比等于其 之比。
②在标准状况下，气体的密度＝_______g·L－1。
摩尔质量
问题思考
同温同压气体的V之比与n之比关系：
二、阿伏加德罗定律及推论
语言叙述 推论公式
同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
二、阿伏加德罗定律及推论
归纳总结
应用体验
1.判断正误
(1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者
(4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同
(5)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍
×
×
×
√
√
二、阿伏加德罗定律及推论
应用体验
2.质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是
A.分子个数之比为17∶16
B.同温同压下两种气体的体积之比是17∶16
C.氢原子个数之比为17∶12
D.原子个数之比为17∶16
√
二、阿伏加德罗定律及推论
n(CH4)∶n(NH3)==17∶16
分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16
同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，是17∶16
×3)=17∶12
×4)=85∶64
应用体验
3.在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol－1)时，压强为1×104 Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为
A.3.3×1025 B.3.3×1024 C.7.5×1023 D.7.5×1022
√
二、阿伏加德罗定律及推论
n1(X)
由同温同体积下，
＝
N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023
n2＝1.25 mol
自我测试
1.同温同压下，下列关于氢气和氧气的叙述正确的是
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等 ②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的 ③氢分子与氧分子大小相同 ④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计
A.①②③ B.①②④
C.①④ D.②③
√
分子大小不同
自我测试
2.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为
A.22.0 L·mol－1 B.22.4 L·mol－1
C.22.8 L·mol－1 D.23.2 L·mol－1
√
n(H2S)＝＝0.8 mol，则Vm＝＝22.8 L·mol－1。
自我测试
3.在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.密度
C.质量 D.相对分子质量
√
同温同压下，气体密度与其摩尔质量成正比，两个容器中气体的平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等
根据m＝nM知，物质的量相等时，二者的质量与其摩尔质量成正比，二者的摩尔质量不一定相等，所以其质量不一定相等
混合气体的相对分子质量是介于氢气的相对分子质量和氯气的相对分子质量之间的，氯化氢气体的相对分子质量为36.5
自我测试
4.在两个相同体积的刚性容器中分别充入28 g CO和N2气体，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A.两容器的压强一定相等
B.两容器的密度一定相等
C.两容器所含的气体分子数均为NA
D.若保持常温常压下，则气体的体积大于22.4 L
√
气体的压强还与温度有关，由于温度不知道，无法判断压强大小
由ρ＝ 知，体积相同、质量相同，密度相同
两种气体的物质的量相同，均为1 mol，则所含的气体分子数均为NA
温度越高，气体的体积越大，所以若保持常温常压下，则气体的体积大于22.4 L
自我测试
5.同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的：
(1)物质的量之比为________；
(2)分子数之比为________；
(3)原子数之比为________；
(4)质量之比为________；
(5)摩尔质量之比为________；
(6)密度之比为________。
1∶2
1∶2
3∶4
11∶14
11∶7
11∶7
本节内容结束
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
[学习目标]
1.通过探究学习，能从宏观和微观角度理解影响物质体积大小的因素。
2.知道气体摩尔体积的含义及影响因素，能基于物质的组成及变化建
立n、m、Vm之间计算的模型(重点)。
3.能理解阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的应用(难点)。
问题导入
1 mol物质的质量
1 mol物质的体积有规律可循吗？
数值上等于该物质的相对原子或分子质量
固体：微粒间空隙很小
液体：微粒间空隙较小
气体：微粒间空隙较大
18 g H2O
58.5 g NaCl
56 g Fe
342 g 蔗糖
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(1)物质体积的大小与聚集状态的关系
问题思考1
在一定条件下，1 mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据，你能得出哪些结论？
气体 0 ℃、101 kPa时的体积/L 液体 20 ℃时的体积 /cm3 固体 20 ℃时的体积
/ cm3
H2 22.4 H2O 18.0 Fe 7.12
O2 22.4 H2SO4 53.6 Al 10.0
结论：同温同压下，1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别较大。
同温同压下，1 mol气体的体积近似相等，在标准状况下约为22.4 L。
1. 决定气体体积大小的因素
(2)气体体积的大小与温度、压强的关系
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
A.从上表分析得出结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积
都约为________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积_________ (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
问题思考2
22.4 L
不一定
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(2)气体体积的大小与温度、压强的关系
B.理论依据：相同温度和压强下，1 mol
任何气体的体积几乎相等，原因是
①___________________________，
②___________________________，
③________________________________________________________。
问题思考2
气体的粒子数相同
粒子间的距离相同
气体粒子的大小相对于气体分子间的距离可以忽略
一、气体摩尔体积
条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
固体状态
同温同压气体状态
一、气体摩尔体积
1. 决定气体体积大小的因素
(3)气体体积大小的影响因素
粒子大小
粒子数目
粒子之间的距离
决定
固体或液体的体积
决定
气体的体积
同温同压下，任何气体粒子间的距离相等
结论：相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
一、气体摩尔体积
2.气体摩尔体积
(1)气体摩尔体积
定义：
符号：
单位：
计算：
单位物质的量的气体所占的体积
Vm
L/mol (或 L·mol-1 )
Vm=
V
n
影响因素：
温度、压强
(2)标准状况下的气体摩尔体积
在0 ℃和101 kPa的条件下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
条件
标准
对象
数值
一、气体摩尔体积
①n＝ ，只适用于气态物质(单一或者混合气体)，对于固、液态物质均不适用。
②标准状况下的气体摩尔体积Vm＝22.4 L·mol－1，Vm与温度、压强有关，但质量、物质的量不受温度、压强的影响。
特别提醒
一、气体摩尔体积
问题思考3
完成下列问题，并总结气体摩尔体积的相关计算。
(1)标准状况下，某气体的密度为1.43 g·L－1，则该气体的摩尔质量约为________。
(2)标准状况下，0.51 g某气体的体积为672 mL，则该气体的摩尔质量为________。
(3)标准状况下，CO和CO2的混合气体共39.2 L，质量为61 g，则混合气体的摩尔质量约为______________。
(4)在标准状况下，H2和HCl的混合气体密度为1.25 g·L－1，则该混合气体的摩尔质量为____________。
32 g·mol－1
M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1
17 g·mol－1
34.9 g·mol－1
28 g·mol－1
一、气体摩尔体积
＝Vm·ρ＝22.4 L·mol－1×1.25 g·L－1＝28 g·mol－1
标准状况下气体摩尔体积的有关计算
M
N
m
V
n
①
②
③
④
一、气体摩尔体积
①气体的物质的量n＝ mol；
②气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1；混合气体的平均摩尔质量＝。
③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。
④气体的质量m＝n·M＝·M g。
归纳总结
应用体验
1.判断正误
(1)一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小和数目决定
(2)标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L
(3)在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
(4)标准状况下，2 mol CO2的气体摩尔体积为44.8 L·mol－1
(5)标准状况下的Vm＝22.4 L·mol－1，那么Vm＝22.4 L·mol－1时也一定是标准状况
×
×
×
×
×
一、气体摩尔体积
应用体验
2.如图所示，①和②为两个容积相同的固定容器，图中“ ”和“ ”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是
A.若①中的H2为1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.等物质的量的H2、O2的体积一定相等
D.两容器的温度和压强均相同
√
一、气体摩尔体积
1 mol
0.5 mol
在相同条件下
两容器的容积相同，但容器中分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同
(1×2)∶(0.5×32)＝1∶8
应用体验
3.(1)标准状况下，33.6 L Cl2的物质的量是_________，16 g O2所占体积约是________。
(2)标准状况下，含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约是_______。
(3)标准状况下，11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数是____。
1.5 mol
11.2 L
44.8 L
NA
一、气体摩尔体积
二、阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律的内容
特 别 提 醒
①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；
②同温、同压、同体积、同分子数，“四同”，相互制约，即“三同定一同”。
阿莫迪欧·阿伏伽德罗
意大利
物理学家、化学家
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粒子。
2. 阿伏加德罗定律推论
在同温同压(以标准状况为例)下，完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积： ，
2 mol H2的体积： ，
(2)1 mol O2的质量 ，体积 ，ρ(O2)＝ ＝_____g·L－1(列式不化简)
1 mol H2的质量 ，体积 ，ρ(H2)＝ ＝_____g·L－1。
22.4 L
44.8 L
32 g
22.4 L
2 g
22.4 L
由此可推知：
①同温同压下，气体的密度之比等于其 之比。
②在标准状况下，气体的密度＝_______g·L－1。
摩尔质量
问题思考
同温同压气体的V之比与n之比关系：
二、阿伏加德罗定律及推论
语言叙述 推论公式
同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
二、阿伏加德罗定律及推论
归纳总结
应用体验
1.判断正误
(1)同温同压下，同体积的物质所含的分子数一定相等
(2)同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的原子
(3)同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者
(4)同温同体积下，1 mol氢气与1 mol氧气，它们的压强相同
(5)同温同压下，氧气的密度是氢气的16倍
×
×
×
√
√
二、阿伏加德罗定律及推论
应用体验
2.质量相同的CH4和NH3比较，下列结论错误的是
A.分子个数之比为17∶16
B.同温同压下两种气体的体积之比是17∶16
C.氢原子个数之比为17∶12
D.原子个数之比为17∶16
√
二、阿伏加德罗定律及推论
n(CH4)∶n(NH3)==17∶16
分子个数之比等于物质的量之比，为17∶16
同温同压下两种气体的体积之比等于物质的量之比，是17∶16
×3)=17∶12
×4)=85∶64
应用体验
3.在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol－1)时，压强为1×104 Pa。如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为
A.3.3×1025 B.3.3×1024 C.7.5×1023 D.7.5×1022
√
二、阿伏加德罗定律及推论
n1(X)
由同温同体积下，
＝
N＝1.25 mol×6.02×1023 mol－1≈7.5×1023
n2＝1.25 mol
自我测试
1.同温同压下，下列关于氢气和氧气的叙述正确的是
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等 ②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的 ③氢分子与氧分子大小相同 ④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计
A.①②③ B.①②④
C.①④ D.②③
√
分子大小不同
自我测试
2.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为
A.22.0 L·mol－1 B.22.4 L·mol－1
C.22.8 L·mol－1 D.23.2 L·mol－1
√
n(H2S)＝＝0.8 mol，则Vm＝＝22.8 L·mol－1。
自我测试
3.在两个容积相同的容器中，一个盛装氯化氢气体，另一个盛装氢气和氯气的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.密度
C.质量 D.相对分子质量
√
同温同压下，气体密度与其摩尔质量成正比，两个容器中气体的平均摩尔质量不一定相等，所以其密度不一定相等
根据m＝nM知，物质的量相等时，二者的质量与其摩尔质量成正比，二者的摩尔质量不一定相等，所以其质量不一定相等
混合气体的相对分子质量是介于氢气的相对分子质量和氯气的相对分子质量之间的，氯化氢气体的相对分子质量为36.5
自我测试
4.在两个相同体积的刚性容器中分别充入28 g CO和N2气体，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A.两容器的压强一定相等
B.两容器的密度一定相等
C.两容器所含的气体分子数均为NA
D.若保持常温常压下，则气体的体积大于22.4 L
√
气体的压强还与温度有关，由于温度不知道，无法判断压强大小
由ρ＝ 知，体积相同、质量相同，密度相同
两种气体的物质的量相同，均为1 mol，则所含的气体分子数均为NA
温度越高，气体的体积越大，所以若保持常温常压下，则气体的体积大于22.4 L
自我测试
5.同温同压下，将1体积的CO2和2体积的CO进行比较，则CO2与CO的：
(1)物质的量之比为________；
(2)分子数之比为________；
(3)原子数之比为________；
(4)质量之比为________；
(5)摩尔质量之比为________；
(6)密度之比为________。
1∶2
1∶2
3∶4
11∶14
11∶7
11∶7
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