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2013-2014学年高一化学配套课件(人教版 必修1):第1章 第2节 第2课时 气体摩尔体积


第一章

从实验学化学

第二课时

气体摩尔体积

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1.了解气体摩尔体积的含义。
2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。 3.理解阿伏加德罗定律及其推论。

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一、决定物质体积大小的因素 1.物质体积的影响因素
?粒子 数目 ? ?固体或液体体积? ? ?粒子 大小 ? 影响? ? ?粒子 数目 因素? ? ?气体体积?粒子 之间的距离 ? ? ?

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2.同温同压下,任何气体粒子之间距离相等。
3.阿伏加德罗定律 同温同压下,相同体积的任何气体都含有 相同 数 目 的 粒 子。

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1.两种气体的体积相同,所含的分子数一定相同吗? 提示:不一定。气体的体积受温度和压强的影响较大,当 温度和压强不同时,体积相同的两种气体的物质的量不一定相

同,所含分子数也不一定相同。

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二、气体摩尔体积
1.定义 单位物质的量 的气体所占有的 体积 。符号: Vm , 单 位:L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。 2.计算公式
V Vm= n



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3.影响气体摩尔体积的因素
(1)气体摩尔体积的数值取决于气体所处的 温度 和 压强 。 (2)标准状况下(即 22.4_L/mol 。 0℃和101_kPa ),气体摩尔体积为

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2.气体摩尔体积适用于气体,是单一气体还是混合气体? 提示:可以是单一气体,也可以是混合气体。

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一、气体摩尔体积及其计算
1.使用气体摩尔体积应注意的问题 (1)适用范围 气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可 以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状

况下的体积约为22.4 L。

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(2)数值

在 标 准 状 况 下 (0℃ 和 101 kPa 时 ) , 气 体 摩 尔 体 积 为 22.4
L·mol-1,在非标准状况下,1 mol气体的体积可能是22.4 L, 也可能不是22.4 L,因此,在使用气体摩尔体积时,一定要看清 气体所处的状况。 (3)气体的体积与温度、压强的关系

温度越高,压强越小,气体的摩尔体积越大;温度越低,
压强越大,气体的摩尔体积越小。

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(4)使用22.4 L·mol-1时都必须符合其特定条件: ①必须在标准状况下(0℃和101 kPa); ②必须是气态物质(可为纯净物,也可为混合物)。

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2.标准状况下气体体积的计算

标准状况下,气体的体积与气体的物质的量、气体的质
量、气体的分子数及摩尔质量的关系可表示如下:

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V?L? (1)体积(V)与物质的量(n)的关系:n= 。 22.4?L/mol? (2)体积(V)与气体质量(m)的关系: V?L? m = 。 22.4?L/mol? M V?L? N (3)体积(V)与粒子数(N)的关系: = 。 22.4?L/mol? NA (4)摩尔质量(M)与密度的关系: M=ρ· m=22.4ρ g/mol(标准状况下)。 V

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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.标准状况下,1 mol水所占的体积是22.4 L D.标准状况下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol 解析:A项,没有指明气体所处的状况;B项,没有指明物

质的状态,气体摩尔体积仅适用于气体;C项,水在标准状况下
不是气体。 答案:D
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【题后总结】应用标准状况下的气体摩尔体积,常见问题

有:
(1)忽视外界条件是标准状况,如常温常压下,1 mol H2的 体积不是22.4 L。 (2)忽视研究对象是气体,如标准状况下H2O、酒精等不是 气体。

(3)将1 mol气体的体积与气体摩尔体积的单位混淆,前者单
位为L,后者单位为L·mol-1。

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【针对训练】1.下列说法正确的是(
A.32 g O2占有的体积约为22.4 L

)

B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子 C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g D.22 g 二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子



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解析:A、B项都没有标注“标准状况”是错误的;C项有
“标准状况”条件,但在此条件下水不是气态,所以22.4 L 水 不是1 mol,也不是18 g,是错误的;D项中22 g CO2物质的量为 0.5 mol,标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为0.5 mol,两种 气体的物质的量相同,所以含有的分子数也相同,因此D选项符

合题意。
答案:D

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二、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律的理解 在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数 目的粒子(分子或原子),理解此定律需注意以下几点: (1)粒子一般指组成气体的分子(稀有气体为单原子分子),

如相同温度和压强下,相同体积的H2 和NH3 ,分子数相同,但
原子数不同。

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(2)阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,但不 适用于非气体。 (3)同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制 约,只要三“同”成立,第四“同”必定成立,称“三同定一

同”。

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2.阿伏加德罗定律的推论 m 根据关系式“pV=nRT=MRT”推导阿伏加德罗定律的有 关推论:
条件 T、p 相同 结论 语言叙述 N1 V1 同温同压下,气体的分子数与 = N2 V2 其体积成正比 p1 n1 温度、体积相同的气体,压强 = p2 n2 与其物质的量成正比 V1 T1 物质的量相等、压强相同的气 = V2 T2 体,体积与其温度成正比 p1 V2 物质的量相等、温度相同的气 = p2 V1 体,压强与其体积成反比
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T、V 相同

n、p 相同

n、T 相同

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条件

结论

语言叙述

T、p 相 ρ1 M1 同温同压下,气体的密度与其 = ρ2 M2 摩尔质量成正比 同 T、p、V M1 m1 同温同压下, 体积相同的气体, = M2 m2 相对分子质量与其质量成正比 相同 T、p、m M1 V2 同温同压下,等质量的气体相 = M2 V1 对分子质量与其体积成反比 相同

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在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体, 当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小 的顺序是

A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)

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m 解析:由 pV=nRT=MRT 可知,有 pM=ρRT,当 ρ 和 T 相同时,压强(p)与摩尔质量(M)成反比关系。M(H2)<M(Ne)< M(O2),因此有 p(H2)>p(Ne)>p(O2)。

答案:D

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【方法指津】阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的 依据,要灵活运用,注意结合质量守恒定律和相关概念及公式 进行换算,但一定要突出物质的量这一核心,它是其他物理量 之间换算的桥梁,通常模式是:已知的一个物理量求算,物质的

量求算,另一个物理量。

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【针对训练】2.(2012德阳高一检测)在体积相同的两个密闭
容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密 度相等时,下列说法正确的是( A.两种气体的压强相等 B.O2比O3质量小 )

C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氧原子数目相等

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解析:两容器内的气体体积、密度相同,由 m=ρV 可知 m m(O2)=m(O3),根据 n=M可知 n(O2)>n(O3),同温同体积时, p?O2? n?O2? 气体的压强与气体的物质的量成正比, 即 = , p(O2) 故 p?O3? n?O3? >p(O3),A、B 错误;气体的分子数与气体的物质的量成正比, 则 N(O2)>N(O3),C 错误;因为 O2 和 O3 都由氧原子组成,二 者质量相等,则两种气体的氧原子数目相同,D 正确。

答案:D
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忽视物质的状态,应用气体摩尔体积出现错误 (2012台州市高一检测)下列关于气体摩尔体积的说法 中正确的是

A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L/mol,其他条 件下一定不是该值 D.标准状况下,1 mol任何气体的体积都是22.4 L

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【易错分析】A项忽视标准状况下水是非气态物质;B项没 有注意外界条件,若非标准状况下,0.5 mol CO2的体积不一定 是11.2 L;C项对于概念理解不透彻,不能认识到问题的关键, 气体摩尔体积受温度和压强影响。

【正确答案】D

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【误区警示】(1)22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下所占
的体积,不在标准状况下的1 mol任何气体在同温同压下虽然体 积也近似相等,但不一定为22.4 L。温度越高,压强越小,Vm 越大;反之Vm越小。 (2)气体的体积与气体摩尔体积均受温度和压强影响,必须

在指定温度和压强下讨论二者的大小,而物质的质量、物质的
量则不受任何条件影响。

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忽略了气体所处的状况(温度和压强),应用气体摩 尔体积出现错误
不列说法中正确的是 A.同温同压下,相同体积的物质,它们的物质的量必相等 B.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小 C.28 g N2 和CO的混合气体在标准状况下的体积一定是

22.4 L
D.常温常压下,1 mol碳完全燃烧消耗22.4 L 氧气

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【易错分析】A项中未指明物质的状态都是气体;B项忽略

了两种气体所处的状况(温度和压强)是否相同;D项忽略了O2所
处的状况为常温常压,1 mol 碳完全燃烧生成CO2 消耗1 mol O2,但在常温常压下,1 mol O2的体积并非22.4 L。 【正确答案】C 【误区警示】气体的体积受温度和压强影响,应用气体摩

尔体积时,要注意条件是不是标准状况,只有标准状况下的气
体才能运用“Vm=22.4 L/mol”进行计算。

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