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气体摩尔体积


作业:
1、1.5 mol H2SO4的质量是多少? 2、3 mol NaCl的质量是多少? 3、8.8 g CO2的物质的量是多少? 4、3.4 g NH3的物质的量是多少? 5、3.6 g H2O所含的分子数是多少? 6、含1.204×1023个O2分子的O2质量是多少? 7、2.87 g AgCl中的C1-的数目是多少? 8、与3.6 g H2O所含分子数相同的

NH3的质量是多少?

质量(m)
m n =? M

微粒数(N)
N n= ? NA

物质的量(n)

物质的体积(V)

第三课时

——看不见的世界也精彩

问题探究 问题1: 相同条件下,1mol不同固体或液体
物质的体积是否相同?
物质 Fe Al Pb H2O H2SO4
(纯)

状态 固 固 固 液 液

1mol 物质所 1mol 物质 含粒子数 质量(g)

密度(200 C 体积( 20 (g/cm3) C )(cm3)

0

6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023

56 27 207 18 98

7.8 2.7 11.3 1.0 1.83

7.2 10 18.3 18 53.6

问题探究

问题2: 相同条件下,1mol不同气体物质的 体积是否相同?

表:1mol不同气体在相同条件下的体积
气态 物质 粒子数 质量 密度 (克) (g/L)(标 准状况) 体积(L) 体积(L) (标准状 常规状 况) 况

H2 Ne N2 空气

23 6.02×10 23 6.02×10 23 6.02×10 23 6.02×10

2.016 20.18 28.04 29

0.0899 0.900 1.250 1.29

22.4

22.4
22.4

24.5 24.5 24.5 24.6

22.5

结论: 1.在相同状况下,1mol不同的固态或液态物质 的体积不同。 2.在标准状况( 0。C,101kPa)下,1mol不同气 体的体积几乎相同,约为22.4L。 为什么在相同状况下,1mol不同的固态或 液态物质的体积不同,而 1mol不同气体的体 积却几乎相同呢? 首先是不是要弄清楚影响物质体积的主要 因素有哪些?

固体物质

液体物质

气体物质

气体物质

分子的直径为0.4nm

分子之间的平均距离为4nm

气体物质

液 体 物 质

100℃1 mol H2O (g) (3.06×104 mL)
0℃1 mol H2O( 18 mL) (体积扩大1700倍)

? 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。

结论:
一、决定物质体积的主要因素
可能的决定 固体和液体 体积 因素
粒子的数目 粒子的大小
可以忽略

气体体积

粒子间的距离

可以忽略

影响气体分子间距离的外界条件: 温度 压强
压强变大 间距变小
体积 变小

温度变大

间距变大

体积 变大

影响气体分子间平均距离的因素 温度:温度升高,间距增大,体积增大 压强:压强增大,间距减小,体积减小

分子数目 内因
气体 体积

分子大小(忽略不计)
分子间距 温度

决 定

外因
压强

讨论
? 1.同温同压下,1mol气体的体积如何?不 同的温度压强呢? ? 2.同温同压下,不同气体的体积如何比较? ? 3.同温同压下,1mol不同气体的体积如何 比较? ? 4.同温同压下,相同分子数目的不同气体 如何?

同温同压下:
1mol 不同 气体 体积

1、分子数目 2、分子大小

相等

忽略 3、分子间距离 相等(同温同压)

标准状况(同温同压)下1mol不同气体的体积 相同(约为22.4L)

同温同压下相同分子数目的不同气体的体积 相同

三、气体摩尔体积:
1. 定义:单位物质的量的气体所占有的体积。 2. 符号:Vm
V n

3.计算公式:Vm=

(只适用于气体)

4.单位:L· mol-1 或L/mol

5.对象:任何气体(包括混合气体)

讨论:
有人说:“非标准状况下, 1mol气体的体积一定不是 22.4L。”这一说法对吗?为什 么?

6.注意: ①可变,与T、P有关。(摩尔体积没有规定温 度和压强,所以不同温度和压强下的摩尔体积 不同。) ②标准状况下,Vm=22.4 L· mol-1(包括混合气 体,如0.2molH2和0.8molO2共为1mol的体积) ③非标准状况, Vm 也有可能为 22.4 L· mol-1 。

只要T、P条件适宜。

7. 标况下的摩尔体积的应用
标准状况下1mol任何气体的体积都是22.4L。 条件 标准 对象 数值

Vm ? 22.4L/mol
V V n? ? Vm 22.4 L / mol

6.02x10
23

个分子
0.282m

22.4L (标准状况)

V N m n? ? ? Vm NA M

ρ=

M

Vm

判断正误,并说明理由。
1、标准状况下,1molH2O的体积约22.4L。 2、1mol任何气体的体积都约是22.4L。 3、标准状况下,任何气体占有的体积都约为22.4L。

4、标准状况下,1molN2和O2的混合气的体积约22.4L。 3、错。应强调气体的物质的量为 1mol 。 1、错。气体摩尔体积只适用于气 4、正确。 2、错。应为标准状况 态物质,水在标况下为非气态。

下列说法是否正确,为什么? 在同温同压下,同物质的量 标准状况下, H2的摩尔体积约为 CO2和N2所含的原子 22.4L 。 。 1mol 任何气体体积只有在标况下才约为 22.4L 数一定相等。
错。在同温、同压下,同物质的 错。摩尔体积的单位为L/mol。 错。在适当的温度和压强下,气 量 CO2和N2所含的分子数相等, 体的体积也可能为 22.4L。 而原子数应为 3 : 2。

例题1:求1.5molH2 在标准状况时 的体积。

n(H2)=1.5mol

Vm=22.4L/mol

V(H2)=1.5mol×? 22.4L/mol=33.6L
例题2:求16gO2在标准状况时的体积

例题3:求标准状况下11.2LSO2气体的质量

V 11.2 L ?n ? ? ? 0.5mol Vm 22.4 L / mol

?m ? n ? M SO2 ? 0.5mol ? 64g / mol ? 32g
例题4:已知20g某气体在标准状况时的体积为5.6L 求此气体的摩尔质量

V 5.6 L n? ? ? 0.25mol Vm 22.4 L / mol

m 20 g M? ? ? 80 g / mol n 0.25mol

例5:在同温同压时,相同质量的O2和某种未知气体 的体积分别是28L和56L,则这种气体是( A ) A.CH4 B.CO2 C.N2 D.SO2

解 : 由阿佛加德罗定律可知 nO2 VO2 28L 1 = = = n未知 V未知 56L 2
∴ nO2 n未知 m 32g/mol 1 = = m 2 M未知

∴ ∴

1 = 32g/mol 2 M未知 = 16g/mol

M未知

1、下列说法正确的是(D )
A. 1mol任何气体的体积都是22.4升
B. 1mol氢气的质量是2克,体积是22.4L C.标准状况下,1mol任何物质所占的体积都约是 22.4升

D.标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是 22.4升

2.在相同的条件下,两种物质的量相同的气体 必然 [ B ] A.体积均为22.4L B.具有相同的体积 C.是双原子分子 D.具有相同的原子数目 3.在相同条件下,下列气体中与14gN2具有相 同分子数目的是 [ B ] A.32gO2 B.15g NO C.34gNH3 D.80gAr

关系式:

V N n? ? Vm 22.4 L / mol V N m n? ? ? Vm NA M

ρ=

M

V

有关气体各物理量的计算关系 ÷M 质量 m × M ÷ρ ×Vm 物质的量 n × NA

÷ NA

粒子 数 N

÷Vm

×ρ
V(g)


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