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气体的摩尔体积


科学探究 P13
2H2O
电解

2H2 + O2

质量 H2 O2

物质的量 H2和O2的物质的量之比

0.2克
1.6克

0.1mol 0.05mol

2∕1

密度/g· -1 L O2 H

2 1.429 0.0899 密度/g· -3 cm

1mol物质的体 积

22.4 L 22.4 L
1mol物质的体 积

Fe Al H 2O H2SO4

7.86 2.70 0.998 1.83

7.2 cm3 10 cm3 18 cm3 53.6 cm3

科学探究
以下是1mol物质在00C、1.01×105Pa下的体积
物质 Fe Al 状态 质量(g) 55.8 26.98 密度 (g/cm3) 7.88 2.7 体积

Pb
H2O H2SO4 H2 O2 CO2

固 态
液 态

207.2
18.0 98.0 2.016 32.00 44.01

11.3
1.0 1.83 0.0899 g/ L 1.43 g/ L 1.977 g/ L

气 态

7.15 cm3 9.99 cm3 18.3 cm3 18.0cm3 53.6 cm3 22.4 L 22.4 L 22.3 L

由体积数据结合物质状态得出什么结论?

1、1 mol 不同的固态或液态的物 质、体积不同 2、在相同状态下,1 mol 气体的 体积基本相同 3、同样是1 mol 物质,气体和固 体的体积相差很大。

1mol几种不同物质的体积

我们需要探究的内容是: 1. 为什么1mol不同状态的物质体积不同; 2. 为什么1mol不同物质的气体体积近似相 等,且比固、液物质体积大的多; 3. 影响物质体积的因素究竟是什么?

假设每个分子或原子是一个刚性小球(如 乒乓球、篮球等),请同学们探究影响固体、 液体两类物质体积大小的因素。

影响固(液)体积大小的因素:P14 1. 粒子的多少; 2.粒子的大小; 3.粒子间距(温度、压强的影响可忽略不 计)

由于气体之间的平均距离是气体 分子直径的10倍,因此,当分子数目 相同时,气体体积的大小主要取决于 气体分子之间的距离,而不是分子本 身的大小;而气体之间的距离与温度、 压强有关,当T、P相同时,气体分子 之间的距离相等,体积相同。

对于固体和液体来说,粒子间距 离非常小,主要取决于粒子本身 的大小,对于气态来说,粒子间 大小相差无几,主要取决于粒子 间的距离。

二、气体摩尔体积 Vm
?在标准状况下,1 mol任何气体的体积都约 是22.4 L。(或气体在标准状况下的摩尔体积 约是22.4 L)

?气体摩尔体积:单位物质的量的气体所 占的体积。Vm = V/n(单位为L /mol )

使用气体摩尔体积(22.4L/mol)时注意:
1)条件:标准状况(0°C、101kPa) 2)使用对象: 气体,包括混合气体。气 体的体积只与气体的分子数目有关,跟 种类无关 3)气体摩尔体积的数值决定于气体所处 于的外界条件,即温度和压强 4)22.4是一个近似值

1.标况下,1 mol任何物质的体积都约为 22.4 L。× × 2.1 mol气体的体积约为22.4 L。 3.标况下,1 mol O2和N2混合气(任意比) 的体积约为22.4 L。 √ 4.22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L 气体所含的分子数。× 5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4 L。 × 6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是 22.4 L。 ×

? 阿伏加德罗定律:同温同压下,相 同体积的任何气体具有相同数目的 分子。 (即五同:同温、同压、同体积、 同粒子数、同摩尔数)

阿伏伽德罗定律的推广:
1、同温、同压下,同体积的两 种气体必含有相同数目的分子 2、同T、P下,同分子数目的 两种气体体积必然相同 3、同温下,两种气体体积相同, 分子数也相同,则压强必然相 等。

例一: 在标准状况下, 2 . 2 g CO2 的体积 是多少? m [CO2] 解: n(CO2) = M[CO ] 2.2g = -1 = 0 . 05mol 44 g · mol
2

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 某气体的质量为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为 ,相对分 子质量为 。 解: n = V = 0 . 112 L Vm 22 . 4 L · mol -1

= 0 . 005 mol

n = m/M
M= 0 . 14 g = 28 g / mol

0 . 005 mol

自我评价:

1.下列说法正确的是(CD ) A.标准状况下22.4L/mol就是气体摩 尔体积 B.非标准状况下,1mol任何气体的体 积不可能为22.4L C.标准状况下22.4L任何气体都含有 约6.02×1023个分子 D.1mol H2和O2的混合气体在标准状 况下的体积约为22.4L

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么?

相同物质的量的物质,摩尔质量越大质量越大

N,n,m,V之间的相互转化

N

÷NA ×NA

n

×M ÷M
÷22.4
(标况)

m

×22.4
(标况)

V
(气体)

1、物质的体积大小取决于构成这种物质 的 构成这种物质的粒子数目 、粒子大小 、 粒子间的距离 和 。 2、同温同压下,同体积的氢气和甲烷各种量 的比应是:分子个数比( A );原子个数比(B ); 物质的量之比( A );质量之比( C ) ? A.1:1 B.2:5 C.1:8 D.1:5

3.对1mol H2O的说法正确的是(CD ) A 含有6.02×1023个氢分子 B 含有6.02×2×1023个氢元素 C 质量为18g D 氢原子与氧原子的物质的量之比为2:1

? 4、下列对实验过程的评价正确的是() C ? A 某固体中加入稀盐酸,产生无色气体, 证明该固体一定是CaCO3 ? B 某溶液中滴加BaCl2溶液,生成不溶于稀 HNO3的白色沉淀,该溶液中一定含SO42? C 某无色溶液中滴加无色酚酞先红色,该 溶液一定显碱性 ? D 验证烧碱溶液中是含有Cl-,先加稀盐酸除 去OH-,再加AgNO3溶液,有白色沉淀出 现,证明含Cl-


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