(共18张PPT)
第二章 海水中的重要元素
——钠和氯
第三节 物质的量
第三课时:气体摩尔体积
核心素养
1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容,发展宏观辨识与微观探析素养。
2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。
3.理解影响物质体积大小的因素和气体摩尔体积的含义,掌握阿伏加德罗定律的应用。
1.气体摩尔体积的含义。
2.气体摩尔体积的运用
3.阿伏伽德罗定律
重难点
20°C 1 mol 固体的体积
大鹿化学工作室
20°C 1 mol 液体的体积
思考:在一定条件下,1mol 不同物质的体积如图所示,观察并分析,你能得出哪些结论?
结论:相同条件下,1mol 固体或液体的体积一般各不相同
物质 状态 质量(g) 密度 (g/cm3) 体积
H2 气 态 2.016 0.0899 g/ L
O2 32.00 1.429 g/ L
CO2 44.01 1.965 g/ L
N2 28.02 1.251 g/ L
22.425 L
22.393 L
计算1mol气体物质在0℃、1.01×105Pa下的体积:
22.397 L
22.398 L
由 体积 数据结合物质状态得出什么结论
在相同的温度和压强下,物质的量相同的气体体积近似相等,固体和液体的体积不等,而且与气体体积相差较大。
粒子数目
粒子大小
粒子间距
一、决定物质体积大小的因素
固体、液体物质粒子间间隔很小,在微粒数目相同的情况下,固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。
相同粒子数目的气体主要决定于气体分子间的平均距离,气体种类无太大影响。
不同聚集状态物质的微观结构
粒子间距:
气态>液态>固态
粒子数目
粒子大小
粒子间距
粒子大小
粒子数目
粒子间距
取决于
固体或液体的体积
气体的体积
物质的体积大小
1mol不同气体,气体的体积主要由微粒间的距离大小决定,而分子间的平均距离受温度和压强的影响。
粒子间的距离
热胀冷缩
二、影响气体物质粒子之间距离的外界因素
“压力山大”
影响因素 分子间距 气体体积
温度升高
压强增大
增大
增大
减小
减小
在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看做是相等的,因此,同温同压条件下粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律在19世纪初就已经被发现了。
三、阿伏加德罗定律
1.定义: 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——阿伏加德罗定律
2.适用范围:气体(单一气体或混合气体)
3.数学表达式
相同条件下(同温同压): V1/V2 = N1/N2
结合n=N/NA可知n1/n2 =N1/N2
故有:V1/V2=N1/N2=n1/n2
PV=nRT(同温同压,气体的体积与物质的量成正比;)
5.推论:
PV=mRT/M (同温同压同质量,气体的体积与相对分子质量成反比;)
Pρ=MRT (同温同压,气体的密度与相对分子质量成正比。)
4.注意事项:
(1)阿伏伽德罗定律适用条件是同温同压下的“气态”物质,适用于单一气体或互不反应的混合气体。
(2)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标况,也可以是其他温度和压强条件,只要物质的存在状态是气态即可。
(3)在定律中有四同:“同温”、“同压”、“同体积”、“同分子数目”,只要有“三同”则必定有“第四同”。可简记为“三同导一同”
四、气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量(即1mol)的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。符号Vm 单位L·mol-1或L/mol
2.表达式:
3.标准状况:
0℃、101KPa的状况
4.标况时气体摩尔体积约为22.4L。
注意:
所占体积约为22.4L、
条件、
适用对象、
气体物质的量为1mol、
是阿伏伽德罗定律的特例。
Vm=
V
n
或 V=n·Vm
感受物质的量(n)与体积(V)之间的换算关系
n(物质的量)
V(L)气体(标况)
1mol H2
22.4
2mol H2
2×22.4
……
……
n mol H
n×22.4
关系:
Vm
n
V
=
×
【交流研讨】
n=
V
Vm
n=
N
NA
n
=
m
M
n
=
V
Vm
(1)标准状况下,88g CO2的体积是多少?
(2)标准状况下,44.8L CO2的质量是多少g?
(3)标准状况下,44.8L氢气中含多少个H2分子?
以物质的量为中心的计算
n=
N
NA
=
m
M
=
V
Vm
34.0g氨气的物质的量是_________,标准状况下氨气的体积是__________,所含的氨气分子数是________________。
【评价训练1】
(1)1 mol任何气体的体积都为22.4 L
(2)1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
(3)标准状况下,1 mol水所占的体积是22.4 L
(4)在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
(5)在常温常压下,1 mol氦气含有的原子数为NA
(6)标准状况下,H2的气体摩尔体积是22.4 L
(7)标准状况下, 1mol N2与O2混合气体体积约为22.4 L。
(8)标准状况下,1mol NH3与HCl的混合气体的体积约为22.4 L
(9)标准状况下,1mol SO3的体积约为22.4L。
×
√
×
×
×
×
√
×
×
【评价训练2】
2mol
44.8 L
1.204×1024
在同温同压(以0 ℃,101 kPa即标准状况为例)下,完成下列问题。
(1)1 mol O2的体积是 ,2 mol H2的体积是 ,由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其 之比。
(2)1mol O2的质量是 ,体积是 ,ρ(O2)=____ g·L-1(列式不化简,下同)。1 mol H2的质量是 ,体积是 ,ρ(H2)=______ g·L-1。由此可推知:
①在标准状况下,气体的密度=_____ g·L-1。
②同温同压下,气体的密度之比等于其 之比。
22.4 L
44.8 L
物质的量
32g
22.4L
2 g
22.4 L
摩尔质量
【评价训练3】
作业:
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.在标准状况下,1 mol H2和1 mol Fe所占的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol
2.下列说法正确的是( )
A.同温、同压下,相同质量的气体都占有相同的体积
B.同温、同压下,相同体积的气体都含有相同数目的分子
C.在标准状况下,1 mol任何物质的体积都约是22.4 L
D.1 mol 某气体的体积约为22.4 L,该气体所处的状况一定是标准状况
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