气体摩尔体积2全面版课件.ppt
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1、高中化学高中化学第二节第二节 气体摩尔体积气体摩尔体积授课人:唐加林授课人:唐加林 江苏省阜宁中学江苏省阜宁中学标准状况下的气体标准状况下的气体摩尔体积示意图摩尔体积示意图22.4L(标准状况)标准状况)6.021023分子分子(共三课时)(共三课时)1、上一节课我们学习了、上一节课我们学习了“物质的量(物质的量(n)”及其单位摩尔(及其单位摩尔(mol),由),由n可以求出哪些可以求出哪些物理量?物理量?思考思考2、在实验室或、在实验室或 在生产中,对于气态物质在生产中,对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系?的量与气体体
2、积之间有什么关系?1mol气态物质占据的体积有多大?气态物质占据的体积有多大?分子分子离子离子电子电子原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANA(m)(n)(N)首先我们来计算一下首先我们来计算一下1摩尔摩尔固体、液体固体、液体物质的体积。物质的体积。请同学们填写下列表格:请同学们填写下列表格:体积(体积(200 C)(cm3)1.83986.021023H2SO4(纯)纯)1(40C)186.021023H2O11.32076.021023Pb2.727 6.021023Al7.8566.021023Fe密度(密度(200 C)(g/cm3)1mol 物质物质质
3、量(质量(g)1mol 物质物质所含微粒数所含微粒数液液液液固固固固固固状态状态物质物质结论结论 相同条件下,相同条件下,1摩尔不同固体或液体物摩尔不同固体或液体物质的体积是质的体积是 的。的。53.61818.3107.2不相同不相同 讨论讨论 对于对于1mol不同的固体和液体物质,为不同的固体和液体物质,为什么它们的体积各不相同呢?什么它们的体积各不相同呢?启发启发 决定物质体积大小的因素有哪些呢?决定物质体积大小的因素有哪些呢?回答回答 决定物质体积大小的因素有三个:决定物质体积大小的因素有三个:物质的粒子数目;物质的粒子数目;粒子的大小;粒子的大小;粒子之间的距离;粒子之间的距离;小结
4、小结 固体、液体物质粒子间间隔很小,在固体、液体物质粒子间间隔很小,在 微粒数目相同的情况下,固体、液体微粒数目相同的情况下,固体、液体 的体积主要由粒子本身大小决定。的体积主要由粒子本身大小决定。设问设问相同条件(相同条件(标准状况标准状况)下,)下,1摩尔摩尔任何气体任何气体的体积是的体积是否相同呢?填写下列表格。否相同呢?填写下列表格。1.97744.016.021023CO21.42932.006.021023O20.08992.0166.021023H2体积体积标准状况标准状况(L)密度密度标准状况标准状况(g/L)1mol气体气体质量(质量(g)1mol 气体气体所含分子数所含分子
5、数气体气体物质物质结论结论 在标准状况下,在标准状况下,1mol任何气体所占的体积任何气体所占的体积 L。22.322.422.4(标准状况:温度为(标准状况:温度为0,压强为,压强为101KPa)都都约约是是 22.4 实验启示实验启示 气体分子间的平均距离要比固体和液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。体中粒子之间的平均距离大得多。01 mol H2O(18 mL)1001 mol H2O (g)(3.06104 mL)(体积扩大1700倍)讨论讨论2、分子间的平均距离受哪些条件影响?是怎样影响的?、分子间的平均距离受哪些条件影响?是怎样影响的?3、为什么在、为什
6、么在标准状况标准状况下下1mol任何气体任何气体所占的体积都相同呢?所占的体积都相同呢?1、决定气体体积大小的、决定气体体积大小的主要主要因素有哪些?因素有哪些?标准状况(标准状况(S.T.P):温度():温度(0、273K)压强(压强(101KPa、1.01105Pa)T.P相同相同d相同相同相同(相同(.L).体积(体积(V)取决于取决于分子数目(分子数目(N N或或n n)分子间平均距离(分子间平均距离(d d)d取决于取决于VnTdPd标准状况下标准状况下气体摩尔体积气体摩尔体积要点:要点:v条件:标准状况条件:标准状况 (S.T.P)v对象:任何气体对象:任何气体v物质的量:物质的量
7、:1mol结论结论 体积约占体积约占.22.4L(标准状况)标准状况)6.021023分子分子 0.282m标准状况下的气体标准状况下的气体摩尔体积示意图摩尔体积示意图一、气体摩尔体积:一、气体摩尔体积:v常用单位有常用单位有L/mol(Lmol-1)和和m3/mol。Vm=Vnv公式:公式:v符号为符号为Vm1、概念:单位物质的量气体所占的体积。、概念:单位物质的量气体所占的体积。练习练习下列说法正确的是(下列说法正确的是()(A)在标准状况下,)在标准状况下,1mol水和水和1molH2的体积的体积都约是都约是22.4L(B)2gH2和和44gCO2的体积相等的体积相等(C)1mol某气体
8、的体积为某气体的体积为22.4L,则该气体,则该气体一定处于标准状况一定处于标准状况(D)在标准状况下,)在标准状况下,1gH2和和11.2LO2的物质的物质的量相等的量相等答案答案 (D)练习练习 在同温同压下,相同质量的下列气体,占有的体在同温同压下,相同质量的下列气体,占有的体积由大到小的顺序是积由大到小的顺序是讨论讨论 在一定温度和压强下,并不一定是标准状况,在一定温度和压强下,并不一定是标准状况,1mol不不同的气体体积是否相同?同的气体体积是否相同?Cl2 N2 H2 CO2 O2答案答案 v在同温同压下,相同分子数的气体,其体积在同温同压下,相同分子数的气体,其体积(););v在
9、同温同压下,体积相同的气体,其分子数(在同温同压下,体积相同的气体,其分子数();v在同温同压下,气体体积的大小与分子数目成(在同温同压下,气体体积的大小与分子数目成()比。)比。相同相同相同相同正正讨论讨论 请列出标准状况下求算气体体积可能的方法:请列出标准状况下求算气体体积可能的方法:1、V=m/2、V=nVm (V=m/MVm V=N/NAVm)练习练习 在标准状况下在标准状况下(1)0.5molHCl占有的体积是多少?占有的体积是多少?(2)33.6LH2的物质的量是多少?的物质的量是多少?(3)16gO2的体积是多少?的体积是多少?(4)44.8LN2中含有的中含有的N2分子数是多少
10、?分子数是多少?(11.2L)(1.5mol)(11.2L)(26.021023个)个)小小 结结2.标准状况下的气体摩尔体积标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点理解要点:v条件:标准状况(条件:标准状况(S.T.P)v对象:任何气体对象:任何气体v物质的量:物质的量:1mol体积约占体积约占.结论结论1、气体摩尔体积、气体摩尔体积v常用单位有常用单位有L/mol(Lmol-1)和和m3/mol。Vm=Vnv公式:公式:v符号为符号为Vmv概念:单位物质的量气体所占的体积。概念:单位物质的量气体所占的体积。V(标况)标况)vmvmVmNAVmNA分子分子离子离子电子电子
11、原子原子质量质量物质的量物质的量微粒数微粒数质子质子中子中子MMNANAmnN 4、有关、有关“物质的量物质的量”的计算关系的计算关系V=m/V=nVm(V=m/MVm、V=N/NAVm)3.求求S.T.P下的下的V2、阿佛加德罗定律:、阿佛加德罗定律:在同温同压下,相同在同温同压下,相同体积的任何气体,都含有相同数目的分子。体积的任何气体,都含有相同数目的分子。推论:推论:同温同压下,气体的体积之比等于同温同压下,气体的体积之比等于其分子数之比。其分子数之比。例例1、下列说法正确的是(、下列说法正确的是()A、在标况下,、在标况下,1mol硫酸占有的体积约占硫酸占有的体积约占22.4升。升。
12、B、1molCO2气体在标况下占有的体积约为气体在标况下占有的体积约为22.4L。C、1molCO和和1molCO2所占有的体积相同,所含所占有的体积相同,所含的分子数相同。的分子数相同。D、1gCO和和1gCO2在标况下所含的分子数相同。在标况下所含的分子数相同。例例2:10mL气体气体A2和和30mL气体气体B2化合生成化合生成20mL气体气体C(以上均在相同条件下),则(以上均在相同条件下),则C可能是(可能是()A、HCl B、H2 O C、NH 3 D、CH 4例例3:设:设NA为阿佛加德罗常数,如果为阿佛加德罗常数,如果a g某气体某气体中含有的分子数为中含有的分子数为b,则,则c
13、 g该气体在标况下的该气体在标况下的体积为体积为 。例例4:己知水的分子式为:己知水的分子式为H2O,又知在相同条,又知在相同条件下,件下,2体积的氢气和体积的氢气和1体积的氧气反应生成体积的氧气反应生成2体积的水蒸气,试证明:氢气和氧气都是双原体积的水蒸气,试证明:氢气和氧气都是双原子分子。子分子。二、平均分子量与相对密度:二、平均分子量与相对密度:1、平均分子量:、平均分子量:1mol混合气体的质量,数混合气体的质量,数 值上就是该混和气体的平均分子量。值上就是该混和气体的平均分子量。平均分子量的求法:平均分子量的求法:知道体积百分组成:知道体积百分组成:例:空气按例:空气按N2占占78,
14、O2占占21,Ar占占1计,计,它的平均分子量是多少?它的平均分子量是多少?知道混和气体中各气体的物质的量之比:知道混和气体中各气体的物质的量之比:例:例:NH4HCO3在在200时完全分解,所得时完全分解,所得混和气体的平均分子量是多少?混和气体的平均分子量是多少?知道混和气体中各气体的质量比:知道混和气体中各气体的质量比:例:由例:由H2、O2、CH4组成的混和气体,其质组成的混和气体,其质量比为量比为1:2:3,求此混和气体的平均分子量。,求此混和气体的平均分子量。练习题:练习题:H2和和CO2组成的混和气体的平均分子量组成的混和气体的平均分子量与与N2的分子量相等,则混和气体中的分子量
15、相等,则混和气体中H2和和CO2的体积比是多少?的体积比是多少?7克碳和克碳和14克氧气完全反应生成克氧气完全反应生成21克克CO和和CO2的混和气体,则混和气体中的混和气体,则混和气体中CO和和CO2的物质的量之比是的物质的量之比是 。有有A、B、C、三种一元碱,它们的分子、三种一元碱,它们的分子量之比为量之比为3:5:7,如果将,如果将7molA、5molB和和3molC混和均匀,取混和碱混和均匀,取混和碱5.36g,恰好能,恰好能中和含中和含0.15molHCl的盐酸。试求的盐酸。试求A、B、C的分子量各是多少?的分子量各是多少?2、相对密度:、相对密度:同温同压下,两种气体的密同温同压
16、下,两种气体的密度之比。度之比。克拉珀龙方程:克拉珀龙方程:P V=n R T压强压强atm体积体积L物质的量物质的量mol常数常数0.082温度温度KPV=RTmMPM=RTmVPM=RT同温同压下:同温同压下:=M1M212=相对密度相对密度例例1、H2和和CO2混和气体在同温同压下对混和气体在同温同压下对H2的相对密度为的相对密度为7,求混和气体中,求混和气体中H2和和CO2的的物质的量之比。物质的量之比。例例2、某氮的氧化物对、某氮的氧化物对H2的相对密度为的相对密度为46,分子中氮氧的质量比为分子中氮氧的质量比为7:16,则该化合物,则该化合物的分子式为的分子式为 .例例3:某物质:
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