气体摩尔体积

第2课时气体摩尔体积

[学习目标定位] 1.知道决定气体体积的主要因素，能叙述阿伏加德罗定律的内容。2.知道气体摩尔体积的含义，记住标准状况下的气体摩尔体积。3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。

一、决定物质体积大小的因素

1.在温度和压强一定时，决定物质体积大小的主要因素：微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。

2.根据表格中的数据完成下列填空：

状态物质密度1 mol该

物质的

质量

1 mol该

物质的体

积

结论

固态Fe7.86 g·cm－3(20 ℃)56 g7.12 cm3

相同条件下 1 mol

固体、液体的体积

差别较大

Al 2.70 g·cm－3(20 ℃)27 g10 cm3

液态

H2O0.998 g·cm－3(20 ℃)18 g18.04 cm3

H2SO4 1.83 g·cm－3(20℃)98 g53.55 cm3

气态O2

1.429 g·L－1(0 ℃、

101 kPa)(标准状况)

32 g22.39 L

相同条件下，1 mol

气体的体积近似相

等，在标准状况下

约为22.4 L

H2

0.089 9 g·L－1(0 ℃、

101 kPa)(标准状况)

2.016 g22.42 L

3.分析出现上述结论的原因。

(1)在温度和压强一定时，任何1 mol固态物质或液态物质所含微粒数目相同。微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。

(2)对气态物质来说：通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，因此，当微粒数相同时，气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。

(3)在温度和压强一定时，微粒间的距离近似相等，因此，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。

1.物质体积大小的影响因素

2.粒子数目相同物质的体积关系

1.下列四种因素：①温度和压强②所含微粒数③微粒本身大小④微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是()

A.②③④

B.②④

C.①③④

D.①②④

答案D

解析气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。

2.同温同压下，若两种气体所占体积不同，其主要原因是()

A.气体分子的大小不同

B.气体分子间平均距离不同

C.气体的物质的量不同

D.气体的摩尔质量不同

答案C

二、气体摩尔体积

1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，符号是V m，表达式：V m＝V n。

常用的单位是L·mol－1。标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1。

2.对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：

(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下，1 mol 气体所占的体积约是22.4 L。

(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。

(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气在标准状况下的体积约为22.4 L。

(4)1 mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L。

3.标准状况下，气体摩尔体积的有关计算

①气体的物质的量n ＝V

22.4

mol ；

②气体的摩尔质量M ＝V m ·ρ＝22.4ρ g·mol －

1； ③气体的分子数N ＝n ·N A ＝V

22.4·N A ；

④气体的质量m ＝n ·M ＝V

22.4

·M g 。

1.标准状况下的气体摩尔体积

2.计算公式

n ＝m M ＝N N A ＝V 22.4

(标准状况)

3.下列叙述正确的是( ) A.1 mol 任何气体的体积都为22.4 L

B.1 mol 任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L

C.只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L·mol －

1 D.标准状况下，22.4 L 任何气体的物质的量都是1 mol 答案 D

解析 A 中没有指明该物质所处的状况，即温度、压强，错误；B 中没有指明该物质的状态，错误；C 中在非标准状况下，气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol －1，错误；D 中是对气体摩尔体积概念的应用，正确。

4.设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( ) A.常温常压下，11.2 L CO 2所含的原子数为1.5N A B.常温常压下，48 g O 3含有的氧原子数为3N A C.标准状况下，22.4 L H 2O 所含分子数为N A

D.标准状况下，22.4 L H2所含原子数为N A

答案B

解析A项，常温、常压下11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，因此所含原子数不是1.5N A；

B项，n(O3)＝48 g

48 g·mol－1

＝1 mol，含氧原子数为3N A；C项，标准状况下H2O为液态，不能

应用22.4 L·mol－1；D项，n(H2)＝22.4 L

22.4 L·mol－1

＝1 mol，含氢原子数为2N A。

方法点拨气体摩尔体积使用时注意事项

(1)1个条件：必须指明条件。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。

(2)1种状态：必须为气态。如水、酒精、SO3、CCl4等物质在标准状况下不是气体。

(3)1个单位：气体摩尔体积单位是L·mol－1，而不是L。

三、阿伏加德罗定律

1.实验探究气体的体积与物质的量的关系

(1)下图为电解水的实验装置。图中A试管中收集到的气体是H2，B试管中收集到的气体是O2，二者的体积之比是2∶1。

(2)物质的量比与气体体积比的关系

若有1.8 g H2O电解，产生H2的质量为0.2 g，物质的量为0.1 mol；产生O2的质量为1.6 g，物质的量为0.05 mol；二者物质的量之比为2∶1。

(3)实验结论

①在同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比。

②在同温同压下，1 mol的不同气体，其体积相同。

2.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L()

(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同()

(3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数()

(4)标准状况下，16 g氧气与2 g氢气的体积比是1∶2()

答案(1)√(2)√(3)√(4)√