化学必修1-气体摩尔体积

例一: 在标准状况下, 2 . 2 g CO2 的体积是多少？
解： n（CO2） =
m（CO2） M(CO2)
=
2 44
.2g g ·mol
－1=
0 . 05mol
V（CO2） = n（CO2） ·Vm（CO2） = 0 . 05 mol × 22 . 4 L / mol = 1 . 1 2L
例二：标准状况下， 112 mL 某气体的质量
M
5. 5g
=
= 0. 32 mol
17g/mol
n V(NH3) = Vm× = 22. 4L/mol ×0. 32mol = 7. 2L
答：5. 5氨在标准状况时的体积是7. 2L
有关“物质的量”的计算关系
质量 ÷M
m ×M
物质的量 ×NA

÷NA
×vm ÷vm
微粒数 N
分子 原子 离子
电子 质子 中子
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：同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩 尔质量之比。
练习1、试求标况下氧气的密度。
练习2、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、CO2可否代替氢气充入 气球？（提示：空气的平均相对分子质量为29）
气当（微1体m粒ol的)物数质目的一体定积时决定
于微粒的大小和间距
固体
液体
气体
气态物质的结构特点
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
标准状况（S.T.P）：温度（0℃或273K） 压强（101325Pa或 1.01×105Pa)
T.P相同
d相同
Ｖ相同（Ｖ.2.24L)
1、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
100℃1 mol H2O (g) (3.06×104 mL)
0℃1 mol H2O( 18 mL)
3.标准状况下有（1）6.72LCH4 (2) 3.01×1023个HCl分子 （3）13.6gH2S，下列对 这三种气体的关系从小到大的排列顺序是： A、物质的量_______ B、体积___________ C、质量___________ D、氢原子_________ 4.N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7：11：16 时，它们的分子个数比为___________；物质 的量之比为___________；同温同压下体积比 为______
的？
V
取决于 n
d
T P
d d
3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都 相同呢？
标准状况（S.T.P）：温度（0℃、273K）．
压强（101KPa、1.01×105Pa)
T.P相同
d相同
Ｖ相同（Ｖ＝. ２２.４L)
一、阿伏加德罗定律：
1 、定义:在相同条件（同温同压）下,相同 体积的任何气体含有的相同数目的分子数。
(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22.4L (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
思考：为什么1摩尔固态和液态物质体积不同，
而1mol气态物质的体积却相同？ ——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：
讨论： 决定物质体积大小的因素有哪些呢？
答：(1)微粒数 (2)微粒本身大小 (3)微粒间距离
3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积 都相同呢？
推论２、n1/n2=V1/V2 --(2)
也就是：同温同压下气体的体积与其物质 的量成正比
推论３、综合两式，得出：
同温同压下 n1/n2=N1/N2=V1/V2
推论4、同温同压下 ρ1/ρ2 =
M1/M2
知识归纳
..
质量
ρ
M
物质的量
M
NA
.. NA
微粒数
ρ
Vm
Vm(22.4L/mol)
..
..
气体体积 (标准状况)
第一章 第二节
气体摩尔体积
1摩尔物质的体积
固态
液态 气态(标准状况)
物质 铝
铁
铅
水
硫酸 氢气 氧气
二氧 化碳
体积 10.0 7.10 18.3 18.0 54.1 22.4 22.4 22.3
cm3 cm3 cm3 cm3 cm3 L
LL
示 意 图
固体物质
➢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
课堂练习
（1）标准状况下，0.5mol H2占有的体积是__1_1_.2L。 （2）标准状况是只下否有，1在2摩m标o尔l准的O状气2占况体有的体积是_4_4_._8L。 （3）标准状况下下，的24体2..44积8升L约C是O2的物质的量是__0_._2mol。 （4）标准状况下，33.6L H2的物质的量是_1_._5_mol。 （5）标准状况下，16g O2的体积是_1_1_._2L。 3.01×1023 （6）标准状况下，11.2L N2中含中的N2分子数是____个 。
(体积扩大1700倍)
➢ [ 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。
练AA习、3C、O同、温N同2 压下，下B列、密N度O相、同CH的4气体组是 （ ）
C、C2H4、NO
D、SO2、Cl2
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。
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。
例：将H2、O2、N2三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(P)的大
大小决定。
不同种固、液微 粒的大小不同导致 1mol不同种固、液 体体积不同
液体物质
分子间距大约是分子直径的10倍 1mol气体在任何情况下，体积都相等呢？
[讨论]
1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？
体积（V） 取决于
分子数目（N或n） 分子间平均距离（d）
2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响
相同物质的量的物质，摩尔质量越大质量越大
温度升高，分子间距离增大，而使气体体积膨胀
由于压强的增大使得分子间距离减小，而使气体 体积缩小
第二节
从实验学化学
气体摩尔体积
[例 题] 5. 5克氨在标准状况时体积是多少?
解: 氨的式量是17, 氨的摩尔质量是 17g/mol 。
n (NH3) =
m(NH3)
V
(标况）
[讨论] 请列出标准状况下求算气体体积可能的方法：
1、V=m/ ρ
2、V=n×Vm
(V=
m M
×Vm 或 V =
N NA
×Vm)
为什么1mol液体、固体的体积各不相同，而1mol 气体在标准状况下的体积是基本相同的？
物质体积的决定固因素体： 1、微粒的数目 或液 2、微粒的大小 体
3、微粒间的平均距离
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 物质的量 （mol） 分子数
体积(L)
质量(g)
1
2
1
2
NA
2NA
22.4 44.8
32
64
3
4
3
4
3NA
4NA
67.2 89.6
96
128
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。
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？
（3）标准状况下，16gO2 的体积约
11.2L
（4）标准状况下，11.2LN2 中含有的N2的分子数
3.01x1023
思考与讨论：
1.在标况下 1) 0.5mol HCl气体占有的体积是多少？ 2) 3.36LH2 的物质的量是多少？
2.在标况下 1) 16克氧气的体积是多少？ 2) 44.8L氮气中含有的分子数是多少？
二、气体摩尔体积
1、概念：单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩 尔体积，气体摩尔体积的符号为Vm。气体摩尔体积 的常用单位有L/mol和m3/mol。
在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol， （1）必须是气体物质，不适用于固体或液体。
注意 （2）物质的量为1摩尔。
（3）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。 （4）标准状况下，体积约是22.4升。
2、影响气体体积的外界因素
气体体积较大的受到温度和压强的影响
温度升高
分子间平均距离增大
温度降低 压强增大
分子间平均距离减小
体积减小 体积增大
分子间平均距离减小
压强减若小温度升高，分压子强间增平大均，距则体离积增仍大可能为22.4升
课堂练习
2．判断下列说法是否正确？为什么 （1）标况下任何气体的体积都约是22.4L。 （2）1摩尔二氧化碳占有的体积约为22.4L。 （3）1摩尔水在标准状况下的体积约为22.4L。 （4）1摩尔二氧化硫在20℃时的体积比22.4L大。 （5）1摩尔氯化氢在3.03×105Pa时的体积比 22.4L少。
标准状况下,1mol任何气体的体积约是22.4Ｌ
标准状况下气体摩尔体积要点：
❖条件：标准状况
❖对象：任何气体
体积约占２２.４Ｌ
❖物质的量：1mol
我们需要注意的几点：
1 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。 3 条件不同时，气体摩尔体积不同。 4 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。
3.同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O 2五种 气体所占的体积由大到小的顺序是
分析比较：
[结论1] 相同条件下，1摩尔不同固体或液
体物质的体积是 不相同
的。
[结论2] 在标准状况下，1mol任何气体所
占的体积 都约是22.4
L。
(标准状况是指压强为 1个大气压和温度为0 oC)
（3） 1摩尔H2O在标准状况下的体积约为22.4L。 错 （4） 1摩尔SO2在20 ℃时的体积比22.4L大。 错 （5）1摩尔SO2在3.03x105Pa时的体积比22.4L小。错
[练习]
填空
（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
11.2L 0.2mol
为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为
，相对
分子质量为
。
解：
n=
V Vm
0 . 112 L
=
22 . 4 L ·mol －1
= 0 . 005 mol
n = m/M
0 . 14 g M=
= 28 g / mol
0 . 005 mol
三、阿伏加德罗推论：
气体状态方程：PV= n R T
推论１、n1/n2 =N1/N2--(1) 也就是：微观粒子数与物质的量成正比
2、数学表达式 相同条件下： V1/V2 =
注意：（N11/）N“2 三同”定“一同”。 （2）适用于气态物质。既适用于单一 气体，又适用于混合气体。
二、气体摩尔体积
（1）定义：单位物质的量的气体所具有的体积 （2）符号： Vｍ （3）单位：“L/mol”或“L·mol-1” （4）条件：气体，1 mol （5）计算： V＝nVｍ
小关系正确的是
（B ）
A、P(H2)=P(O2)=P(N2) C、P(H2)>P(O2) >P(N2)
B、P(H2)>P(N2)>P(O2) D、P(N2)>P(O2) >P(H2)
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22.4L 3、同温同压下，1molNH3和1molNH4Cl的体积相同 4、相同物质的量的O2和H2所占有的体积相同 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2：1
M 摩尔质量 Vm 气体摩尔体积
NA 阿伏加德罗常数 ρ 气体密度
练习
同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、
O 2五种气体所占的体积由大到小 的顺序是
（
CH4、N2、O2、CO2、Cl2
）
求气体体积的大小 求物质的量大小 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 等物质的量的以上气体，质量由大到小的顺序是什
讨论：同温度和同压下(并不一定是标准状况)，
1mol不同的气体体积是否相同？
从微观角度分析,决定物质体积的三个因素
因 粒子个数 粒子大小 粒子间距离 素状态
固体和 液体
1mol
主要因素 次要因素
气
1mol
忽略 决定因素
体
[练习]
判断正误
（1）1摩尔CO2占有的体积约为22.4L。
错
（2）标准状况下任何气体的体积都约是22.4L。 错