人教版化學《物質(zhì)的量》

高中化學必修第一冊第二章海水中的重要元素—鈉和氯第三節(jié)物質(zhì)的量第2課時氣體摩爾體積1人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024二、氣體摩爾體積

在上一節(jié)課，我們學習了物質(zhì)的量，它表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，單位為mol。那么對于氣體，如何表示它的分子數(shù)呢？以及后面將學習的溶液又如何表示其中所含的離子數(shù)呢？今天首先討論氣體粒子數(shù)的計算問題。2人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024

同學們都測過肺活量吧，在測肺活量時，其實測的是我們呼出的氣體的體積

若某男生常溫常壓下（25℃、101KPa）測得的肺活量為3600mL，試推求他呼出氣體中大約含有多少個氣體分子？3人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024運用所學求解V（L）N（個）n（mol）m（g）×單位體積粒子數(shù)×氣體密度÷M摩爾體積÷？×NA4人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024科學探究提出問題:猜想與假設：2、已知密度，計算1mol不同物質(zhì)的體積引入氣體摩爾體積是否具有可行性氣體摩爾體積的數(shù)值可能存在某種特殊性設計實驗:1、比較1molH2和1molO2的體積大小有什么關系5人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024進行實驗:分析實驗:1、比較1molH2和1molO2的體積大小有什么關系2H2O2H2↑+O2↑通電V:221m:36432n:221VH2:VO2=2:1nH2:nO2=2:1實驗結論:在相同狀況下，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比6人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20242、已知密度，計算1mol不同物質(zhì)的體積⑴、計算標準狀況下，1mol氣體的體積物質(zhì)狀態(tài)質(zhì)量密度體積O2氣體32g1.429g/LH2氣體2g0.0899g/L22.4L22.4L7人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024⑵、計算20℃時，1mol固體、液體的體積物質(zhì)狀態(tài)質(zhì)量密度體積Fe固體567.86g/cm37.1cm3Al固體272.70g/cm310cm3H2O液體180.998g/cm318cm3H2SO4液體981.83g/cm353.6cm3實驗結論:在相同狀況下，1mol氣體的體積相同，而1mol固體或液體的體積不同8人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024⑶、在不同條件下，1mol不同狀態(tài)的物質(zhì)的體積比較物質(zhì)狀態(tài)0℃101KPa25℃101KPa0℃

202KPaO2氣體22.4L24.5L11.2LH2氣體22.4L24.5L11.2LFe固體7.1cm37.1cm37.1cm3Al固體10cm310cm310cm3H2O液體18cm318cm318cm3H2SO4液體53.6cm353.6cm353.6cm39人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024重要結論:⑴、壓強不變，升高溫度：氣體體積增大⑵、溫度不變，增大壓強：氣體體積減?、?、相同溫度和壓強下，1mol氣體的體積相同，而1mol固體或液體的體積不同⑷、不同溫度和壓強下，1mol氣體的體積會改變，而1mol固體或液體的體積基本不變10人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024討論與分析:①、影響物質(zhì)體積的因素有哪些？微粒的大小微粒的多少微粒的間距1mol固體或液體的體積1mol物質(zhì)的體積1mol固氣體體積決定主要決定主要決定溫度和壓強11人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024②、如何解釋不同溫度和壓強下，1mol氣體的體積會改變，而1mol固體或液體的體積基本不變答案:教材P52實驗結論：相同狀況下，引入摩爾體積是可行的12人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024二、氣體摩爾體積1、定義：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積2、符號：Vm3、公式：Vm=V/n4、單位：L/mol或m3/mol5、取值：不是固定不變的，它取決于氣體所處的溫度和壓強在0℃和101KPa下：氣體摩爾體積為22.4L/mol在25℃和101KPa下：氣體摩爾體積為24.5L/mol13人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20246、標準狀況下的氣體摩爾體積在0℃、101KPa時，1mol任何氣體的體積都約為22.4L條件標準對象數(shù)值14人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024注意事項：⑴、氣體摩爾體積只適用于氣體⑵、氣體摩爾體積不僅適用于單一氣體，也適用于混合氣體⑶、條件不同時，氣體摩爾體積不同⑷、同溫同壓下，氣體摩爾體積的大小只與氣體分子數(shù)有關，與分子的種類無關15人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024實踐體驗：1、判斷下列說法是否正確⑴常溫常壓下，1mol任何氣體的體積都為22.4L⑵標準狀況下，氣體摩爾體積都為22.4L⑶標準狀況下，1mol水的體積為22.4L⑷標準狀況下，1molO2和N2的混合氣體的體積為22.4L⑸只有在標準狀況下，氣體的摩爾體積才可能為22.4L16人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024

2、在標準狀況下，測得1.92g的某氣體的體積為672ml。計算該氣體在此條件下的相對分子質(zhì)量。

解法一：根據(jù)M=m/n來計算在標況下，該氣體的物質(zhì)的量為

n=V/Vm=0.672L/22.4L/mol=0.03mol

故它的摩爾質(zhì)量為：

M=m/n=1.92g/0.03mol=64.1g/mol

答：在標準狀況下該氣體的相對分子質(zhì)量為64.117人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20242、在標準狀況下，測得1.92g的某氣體的體積為672ml。計算該氣體在此條件下的相對分子質(zhì)量。

解法二：根據(jù)M=ρVm來計算在標況下，該氣體的密度為

ρ=m/V=1.92g/0.672L=2.86g/L

則有：M=ρVm=2.86g/L×22.4L/mol=64.1g/mol

答：在標準狀況下該氣體的相對分子質(zhì)量為64.118人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20243、標準狀況下，5.6LCO2中含有多少摩爾CO2分子？約含有多少個CO2分子？它的質(zhì)量是多少？1個CO2分子的質(zhì)量分子約是多少克？

解：CO2的式量是44,CO2的摩爾質(zhì)量是44g/mol，

則：n(CO2)=5.6L/（22.4L/mol）=0.25molN(CO2)≈0.25mol×（6.02×1023）mol-1=1.51×1023m(CO2)=0.25mol×44g/mol=11g1個CO2

分子的質(zhì)量≈(44g)/(6.02×1023)=7.31×10－23g

答：略19人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20244、在標準狀況下，1.6g某氣態(tài)氧化物RO2

的體積為0.56L．試求：①該氣體的物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量②Ｒ的相對原子質(zhì)量，并說出其元素名稱。

解：①在標況下，由n=V/Vm有

n=0.56L/22.4L/mol=0.025mol

而M=m/n=1.6g/0.025mol=64g/mol②R的摩爾質(zhì)量為：

X=M－2×16g/mol=(64–32)g/mol=32g/molR的相對原子質(zhì)量為32所以R是硫元素20人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024高中化學必修第一冊第二章海水中的重要元素—鈉和氯第三節(jié)物質(zhì)的量第3課時阿伏伽德羅定律及其推論21人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024因為在相同的溫度和壓強下,任何氣體粒子之間的距離可以看成是相等的。所以,粒子數(shù)相同的任何氣體都具有相同的體積。即在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體(包括混合氣體)都含有相同數(shù)目的粒子溫故而知新：阿伏加德羅定律22人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024三、阿伏伽德羅定律及其推論1、阿伏伽德羅定律：2、實質(zhì)：

在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體(包括混合氣體)都含有相同數(shù)目的粒子四同定律揭示溫度(T)、壓強(P)、氣體體積(V)和物質(zhì)的量(n)四者之間的關系。四者中若有三者相同，則第四者一定相同；若兩者相同，則另外兩者成比例。即“三同定一同，兩同定比例”23人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024理解阿伏加德羅定律（四同定律）：

在該定律中有“四同”：同溫、同壓、同體積、同分子數(shù)目，有“三同”就可定“一同”。如同溫同壓下，同體積的兩種氣體必含有相同數(shù)目的分子；同溫同壓下同分子數(shù)的兩種氣體必然同體積；在同溫下，兩種氣體同體積又同分子數(shù)，則必然同壓。⑴三同定一同：24人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024⑵兩同定比例：阿伏加德羅定律的推論

根據(jù)阿伏加德羅定律及理想氣體狀態(tài)氣態(tài)方程（PV=nRT）限定不同的條件，便可得到阿伏加德羅定律的多種形式：理想氣體狀態(tài)方程(克拉貝龍方程)：PV=nRT理想氣體：指溫度不太低，壓強不太高，單位體積內(nèi)分子數(shù)很少的氣體P:壓強V：體積n：物質(zhì)的量R:常數(shù)T:溫度25人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024假設：氣體1：P1V1=n1RT1

氣體2：P2V2=n2RT2作比：P1V1P2V2n1RT1n2RT2P1V1P2V2n1T1n2T2R為常數(shù)26人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20241、在同溫同壓下，即T1=T2P1=P2P1V1P2V2n1T1n2T2V1V2n1n2N1N2推論1：同溫同壓下，任何氣體的體積之比都等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比27人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024例題1、同溫同壓下，10molX2氣體與5molY2氣體完全反應生成10mol某氣體，是確定生成物的化學式解：設生成物的化學式為ZV(X2):V(Y2):V(Z)=n(X2):n(Y2):n(Z)=n(X2):n(Y2):n(Z)=10:5:10=2:1:2則該反應的化學方程式為：2X2+Y2=2Z則Z的化學式為：X2Y練習1、在標準狀況下，質(zhì)量為m克的下列物質(zhì)，所占體積最大的是（）A.H2B.CH4C.Cl2D.CO228人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20242、在同溫同體積下，即T1=T2V1=V2P1V1P2V2n1T1n2T2P1P2n1n2N1N2推論2：同溫同體積下，任何氣體的壓強之比都等于其物質(zhì)的量之比，也等于其分子數(shù)之比29人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20243、在同溫同分子數(shù)(或等物質(zhì)的量)下，即T1=T2n1=n2P1V1P2V2n1T1n2T2推論3：同溫同分子數(shù)(或物質(zhì)的量)下，量氣體的壓強與其體積成反比。P1P2V2V130人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024例題2、同溫同體積下，相同壓強的H2和CH4中原子的個數(shù)比是（）A.2:5B.1:1C.1:5D.1:8解：因為同溫同體積，所以P1P2n1n2又因為相同壓強，所以n(H2)=n(CH4)所以原子個數(shù)比為：2n:5n=2:5A31人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024

PV=nRT和n=mM

PV=RTmM

PVM=mRT氣體1：P1V1M1=m1RT1氣體2：P2V2M2=m2RT2P1V1M1P2V2M2m1T1m2T2作比：P1V1M1P2V2M2m1RT1m2RT2R為常數(shù)32人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024P1V1M1P2V2M2m1T1m2T24、在同溫同壓同體積下，即T1=T2P1=P2V1=V2M1M2m1m2推論4：同溫同壓同體積時，任何氣體的質(zhì)量之比都等于其摩爾質(zhì)量之比33人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024

PV=RTmM

PM=RTmV

PM=

ρ

RT氣體1：P1M1=ρ1RT1氣體2：P2M2=ρ2RT2作比：P1M1P2M2ρ1RT1ρ2RT2P1M1P2M2ρ1T1ρ2T2R為常數(shù)34人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20245、在同溫同壓下，即T1=T2P1=P2P1M1P2M2ρ1T1ρ2T2推論5：同溫同壓時，任何氣體的密度之比都等于其摩爾質(zhì)量之比M1M2ρ1ρ2D(相對密度）35人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024例題3、同溫同體積下，O2H2Cl2SO2四種氣體中密度最大的是例題4、同溫同體積下，空氣的式量為28.8，H2的相對分子質(zhì)量為2，則空氣對H2的相對密度為36人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024特別提醒：⑴、阿伏加德羅定律僅適用于單一或混合的氣體，而不適用于液體和固體。⑵、阿伏加德羅定律不僅適用于標準狀況下，也適用于其他的溫度和壓強，只要物質(zhì)的狀態(tài)是氣體就行。37人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024四、氣體的相對密度和平均摩爾質(zhì)量的計算方法以D表示相對密度，表示平均摩爾質(zhì)量，表示平均相對分子質(zhì)量。MMr如氣體A對氣體B的相對密度可以表示為：Dρ(A)ρ(B)M(A)M(B)即相對密度等于摩爾質(zhì)量之比1、相對密度：指相同條件下兩種氣體的密度之比38人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/20242、平均摩爾質(zhì)量：指單位物質(zhì)的量的混合物（1mol混合物）的質(zhì)量⑴定義式：Mm(混)n(混)⑵已知標準狀況下混合氣體的密度ρ(混)則M22.4L/mol

×ρ(混)⑶由相對密度計算已知Dρ(混)ρ(A)M(A)M則MD

×M(A)人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】139人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024⑷已知混合氣體中個成分的物質(zhì)的量分數(shù)或體積分數(shù)則MM(A)×a%+M(B)×b%+M(C)×c%+……ΣMinin(總)上式中，Mi和ni分別表示組分i的摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】140人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024五、化學計算中的計算方法—“十字交叉法”十字交叉法適合帶有平均值的二元混合體系的相關計算，它是二元一次方程組求解的簡化形式，把乘除運算轉(zhuǎn)化為加減運算，給計算帶來很大的方便。能用二元一次方程求解的題都能用“十字交叉法”例題1、用O2和CO2組成的混合氣體，平均相對分子質(zhì)量為36，則此氣體中O2和CO2的物質(zhì)的量之比為人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】141人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024解：設O2和CO2的物質(zhì)的量分別為x、y因為：M總=m總/n總方法1：m(O2)=n(O2)×M(O2)m(CO2)=n(CO2)×M(CO2)=32x=44y

則：M總==3632x+44yx+y32x+44y=36x+36yx:y=2:1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】142人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024方法2：O2CO28g/mol4g/mol36g/mol32g/mol44g/mol則:n(O2):n(CO2)=8g/mol:4g/mol=2:1溫馨提示：比值的含義取決于單位的分母混合氣體人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】143人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024例題2、標準狀況下，有H2和O2組成的混合氣體的密度為0.56g/L，求混合氣體中H2和O2的體積之比為多少？分析：由于不知道H2和O2的密度，但知道它們的摩爾質(zhì)量，所以應先求出混合氣體的摩爾質(zhì)量M（混合）=Vm×ρ（混合）

=22.4L/mol×0.56g/L=12g/mol人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】144人教版化學《物質(zhì)的量》5/8/2024H2O220g/mol10g/mol12g/mol2g/mol32g/mol則:n(O2):n(CO2)=V(O2):V(CO2)=20g/mol:10g/mol=2:1溫馨提示：當相減后為負值時，作比時只帶數(shù)值，不帶符號混合氣體人教版化學《物質(zhì)的量》ppt【新教材】1人教版化學《物質(zhì)