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第二节 化学计量在实验中的应用3


【知识回顾】
2H2 + 质量 物质的量 4g 2mol O2 == 2H2O 32g 1 mol 36g 2mol
点燃

体积



m
ρ

÷M
×M

n

×

NA

>÷ NA

N

?
V(g)

科学探究

教材P13

1 mol物质在特定条件下所具有的体积
物质 O2 H2 Fe Al H2O 1mol物质 的质量 32.00 g 2.016 g 56 g 27 g 18 g 密 度 1.429 g· L-1(0℃、101.325KPa) 0.0899 g· L-1(0℃、101.325KPa) 7.86 g· cm-3(20℃) 2.70 g· cm-3(20℃) 0.998 g· cm-3(20℃) 1mol物质 占的体积 22.4 L

22.4 L 7.2 cm3
10 cm3 18.0 cm3 53.6 cm3

H2SO4 98 g 1.83 g· cm-3(20℃) 可见:相同条件下,1mol不同的固体物质或液体物质体积不同, 1mol不同的气体物质体积基本相同。

你能根据以前所学知识解释出现体积 结果的原因吗? 三、气体摩尔体积 1、影响物质体积的因素 ( 的多少 ? 1) 构 成 物 质 粒 子 数
思考 ·交流

? 决 定 物 质 体 积 大 小 的素 因 为( 大小 ? 2) 构 成 物 质 粒 子 的 ? 3) 粒 子 与 粒 子 间 的 ( 距离 ?
分子数目

固体、液体体积大小的决定因素

微粒的大小
温度 压强

气体体积大小的决定因素

分子数目

分子间平均距离

同温同压下,任何气体分子的间距相同。 注意:讨论气体的体积时,必须指明温度和压强。

2、气体摩尔体积(Vm)
气体摩尔体积: 单位物质的量的气体所占的体积 。 符号为Vm ,单位为 L/mol 或 m3/mol.

即:

Vm

V ? n

或V ? Vm ? n

V n? Vm

注意:① 物质状态---气态; ② 既可为纯净气体,也可为混合气体 ③ 在不同的温度、压强下, Vm 的值可能不同。 在标准状况下,1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。 条件:温度 0℃ 压强 101KPa

对象 即:标准状况下,Vm≈ 22.4 L/mol

课堂练习
?
?

1、判断下列说法正误
(1)标准状况下,1摩尔任何物质的体积都 约是22.4L。 (2)气体摩尔体积约是22.4L。 (3)22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气 体所含分子数 (4)当温度高于0℃时,1摩尔任何气体体积 都大于22.4L。 (5)1摩尔CO和1摩尔CO2所含分子数相 同,体积也相同。 (6)1mol水蒸气在标准状况下的体积为22.4 L (7)标准状况下,1摩尔O2和N2的混合气体(任意比) 的体积一定约为22.4L

? ?

?

?

? ? ?

2、下列叙述正确的是( D ) A、标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 L B、1 mol任何气体所含分子数相同,其体积都约为22.4 L C、同体积的不同气体,所含分子数一定相同 D、常温常压下,1 mol CO2的体积大于22.4 L 3、一定温度和压强下,决定气体体积大小的主要因素是( B ) A、气体的质量 B、气体分子的物质的量 C、气体分子间平均距离 D、气体分子本身的大小 4、a mol N2与a mol CO相比较,下列叙述中不正确的是( D ) A、质量一定相同 B、所含分子数一定相同 C、所含原子数一定相同 D、气体体积一定相同

m

÷M
×M

n

× NA

÷ NA

N

ρ

÷ Vm × Vm V(g)
分子数目
分子间的平均距离

气体体积大小的决定因素

温度 压强

3、阿伏加德罗定律

阿伏加德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体所含 分子数相同。 P1=P2 N1=N2 T1=T2 ( n1=n1 ) V1=V2

推 论
1、同T、同P 时,V与 N (n) 的关系 ——成正比 即 2、同T、同V时,P与n 的关系 ——成正比 3、同T、同n时,P与V的关系 ——成反比


V1 n1 N ? ? 1 V2 n2 N2
P1 n1 ? P2 n2 P1 V2 ? P2 V1



4、同T、同P时, r 与M的关系 ——成正比

r 1 M1 ? 即 r 2 M2

r 1 M1 同T、同P时,两种气体的相对密度 D = r ? M 2 2

讨论
1、在常温常压下,a mol N2 和 b mol CO相比较,下列叙述 不正确的是( BD ) A 气体的体积之比为 a : b B 摩尔质量之比为 a : b C 质量之比为 a : b D 密度之比为 a : b 2、同温同压下,a g 气体 X 和 b g 气体 Y 含有相同的分子数, 下列说法中不正确的是( D ) A X与Y摩尔质量比为a∶b B 同温同压下,X与Y的密度比为a∶b C 相同质量的X与Y的分子数比为b∶a D 相同质量的X与Y在同温同压下体积之比为a∶b

4、关于气体摩尔体积的计算

m

÷M
×M

n

× NA

÷ NA

N

ρ

÷ Vm

× Vm

V(g)
V?n?Vm n? 标准状况下, V ? n ? 22.4 L/mol V V ? -1 n 标准状况下, V 22.4L? mol m

M ? r ? 22.4L / mol (标况)
教材P18 10题

课堂练习
1、标准状况下,将2.80 g氮气,3.20 g氧气,4.00 g氩气混合, 该混合气体的体积为 。

? 2.80g 3.20g 4.00g ? V混 ? ? ? 28g/mol? 32g/mol? 40g/mol? ? ? 22.4L/mol ? ? ? 0.3mol ? 22.4L/mol? 6.72L
2、标准状况下,有① 8.96 L CO2,② 3.01×1023个CH4, ③ 24 gO2,④ 0.6 mol NH3。对这四种气体的下列关系中, 由小到大排列不正确的是( )B A、体积:①<②<④<③ B、密度:②<④<①<③ C、质量:②<④<①<③ D、原子数:①<③<④<②

5、混合气体的平均摩尔质量(平均相对分子质量)

m总 — M = = n总
=

M1n1+ M2n2+ …… + Mi ni

n1+n2+ …… +ni
M1x1+ M2x2+ …… + Mi xi

xi—物质的量分数、个数分数、体积分数,不能是质量分数。 注意:混合固体也可求平均分子量,此时xi不能代表体积分数。

例1、求空气的平均相对分子质量
— M = M1x1+ M2x2+ …… + Mi xi — M = 28g /mol?0.8 + 32g /mol?0.2 = 28.8g/mol

例3、若空气的平均分子量为28.8,请计算空气中N2与O2的 体积比?

M 空气 ?
28.8 ?

m总 n总

?

mO2 ? m N 2

nO2 ? n.8 28 N 2?

? ? nO ? 28? nN 32 2 2
nO2 ? nN 2

M O2 ? nO2 ? M N 2 ? n N 2 nO2 ? n N 2

32? nO2 ? 28? nN 2 nO2 ? nN 2

即28.8nO2 ? 28.8nN 2 ? 32? nO2 ? 28? nN 2

即 28.8 nO ? 28) .8n ? 32 ?n ? 28 ? nN 2 得( 28 .8 nN ? ( 32 28 . 8 ) n O 2 - 28 2 2 N O 2 2



nO2 nN2

28.8 - 28 0.8 1 ? ? ? 32 - 28.8 3.2 4

十字交叉法: 0.8 32 nO2 0.8 1 即 ? ? 28.8 nN 2 3.2 4 28 3.2

构成固态结构微粒间的距离很小 构成液态结构微粒间的距离也小

气体分子间距离很大


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