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1、1.2 气体摩尔体积 教学大纲： 一、基本概念和基础理论 （一）化学中常用的量 1. 理解气体摩尔体积的涵义。 二、化学基本计算 （二）掌握有关化学量的计算 1. 有关物质的量、质量、标准状况下气体体积、微粒数间的换算。 教学过程： 知识回忆 通过上节课学习，我们利用物质的量把宏观物体的质量与微观粒子 数联系起来。 板书 粒子数物质的量物质的质量 导入 1mol 任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量做桥梁把它计算出来。 若想要通过质量求体积，还需要搭座什么桥呢？ 学生回答 还需知道物质的密度。 V=m/ 交流讨论 已知下列物质的密度，计算1mol 这些物质的体积，并填表： （固体、液体密度为0
2、时的测定值，气体密度为1atm、0时的测定值） 物质 摩尔质量 /g.mol -1 密度1mol 物质的体积 Al 26.98 2.70g.cm -3 约为 10.0 cm -3 Fe 55.85 7.86 g.cm -3 约为 7.1 cm -3 H2O 18.02 0.998 g.cm -3 约为 18.1 cm -3 C2H5OH 46.07 0.789 g.cm -3 约为 58.4L H22.016 0.0899 g.L -3 约为 22.4L N228.02 1.25 g.L -3 约为 22.4L CO 28.01 1.25 g.L -3 约为 22.4L 相同条件下， 1mol
3、 的固体、液体体积。 相同条件下， 1mol 的气体体积要比固体、液体。 相同条件下， 1mol 的不同气体体积。 启发 为什么会出现以上现象？ 讲述 那么我们就要从最根本出发，来探究一下不同状态的物质，体积大小跟 哪些因素有关。先请大家看这样一个例子：一个班的学生排队站在操场上，它 所占据的面积和哪些因素有关？ 学生回答 人数、间距、每个人的胖瘦 引导 那么同学们认为物质所占据的体积大小应该和哪些因素有关？ 回答 粒子数多少粒子本身大小粒子间平均距离 问题探究 固体有一定的形状，液体没有固定的形状、但有固定的体积，气体 没有固定的形状和体积，为什么？为什么气体容易被压缩？固体、液体、气体 的
4、某些性质差异与物质的微观结构有何联系？ 物质的 聚集状态 微观结构微粒运动方式宏观性质 固体微粒排列紧密，微粒间空隙很小在固定位置上振动有固定形状，几乎不能被压缩 液体微粒排列较紧密，微粒间空隙较小可以流动 没有固定形状，但不容易被压缩 气体微粒间距离较大可以自由移动没有固定形状，且容易被压缩 1、影响物质体积大小的因素（先自己思考，再与同学讨论）。 2、影响固、液体物质体积大小的主要因素。 3、影响气体物质体积大小的主要因素。 板书 一、决定物质体积的因素 1、内因：粒子数多少粒子本身大小粒子间平均距离 决定固体和液体体积的因素： 决定气体体积的因素： 2、外因：温度、压强 讲解 1 、相同
5、条件下，对于粒子数相同的不同液体或固体，它们粒子间平均 距离可以忽略不计，因此体积主要取决于粒子本身大小，而不同粒子本身大小 不同，因此它们体积各不相同。 2、相同条件下，对于粒子数相同的不同气体，它们粒子间距离很大，约是粒子 本身直径的 10 倍，因此粒子本身大小可以忽略不计，因而体积主要取决于粒子 间平均距离，而在相同的温度和压强下，粒子间平均距离相同，所以相同条件 下，相同粒子数的不同气体微粒，它们体积相同。 注：温度越高，压强越低，气体体积越大 温度越低，压强越高，气体体积越小 导入 既然 1mol 任何气体在相同的条件下，它们的体积都相同，这里我们就 要引入一个新的概念，叫气体摩尔体
6、积。 引导 请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。 板书 二、气体摩尔体积 1、定义：单位物质的量的气体所占的体积。 2、符号： Vm 讲述 即气体的体积与气体的物质的量之比。其符号为Vm ，可表示为： 板书3 、表达式： Vm=V/n 提问 能否从气体摩尔体积Vm的表达式中，知道其单位呢？ 学生回答 能，是 L/mol 板书4 、单位： L/mol 或 Lmol -1 讲述 通过上面的表格我们知道在标况下1mol 任何气体体积是 22.4L，也就是 说： 板书5 、标况下： Vm=22.4L/mol 使用 22.4 L/mol注意：必须是理想气体（可以是混合气体） 必须是标准状
7、况（ 0,1atm） 22.4 是一个近似值 补充 标准状况是 0,1atm=101.3kPa（1.01310 5Pa） 通常状况是 20,1atm 投影练习 判断正误 , 并说明理由。 1、标况下， 1 mol 任何物质的体积都约为22.4 L 。(，物质应是气体 ) 2、1 mol 气体的体积约为 22.4 L 。(，未指明条件标况) 3、标况下， 1 mol O2 和 N2混合气 ( 任意比 ) 的体积约为 22.4 L 。(，气体体 积与分子种类无关 ) 4、22.4 L 气体所含分子数一定大于11.2 L 气体所含的分子数。 ( ，未指明 气体体积是否在相同条件下测定) 5、任何条件
8、下，气体的摩尔体积都是22.4 L 。( ，只在标况下 ) 拓展训练 1、20 ，101.3kPa 时，气体摩尔体积与标准状况时相比大还是小？ 2、只有在标况时 Vm=22.4L mol -1 吗？ 导入 上面表格告诉我们在相同条件下，相同物质的量的不同气体（也就是说 它们微粒数相同）体积相同。那么反过来讲就是在相同条件下，相同体积的不 同气体，它们所含微粒数相同，这就是我们要说的阿伏伽德罗定律。 板书 三、阿伏伽德罗定律（四同定律） 1、内容：在相同条件下，相同体积的不同气体，它们所含微粒数相同。 使用范围：气体 四同：同温、同压、同体积、同分子数（“三同”定“一同”） 标况下气体摩尔体积是
9、该定律的特例。 2、推论： 三正比：同温同压下，任何气体体积之比等于物质的量之比V1/V2=n1/n2 例：相同物质的量的Fe 和 Al 分别与足量的稀盐酸反应，生成的氢气在相同条 件下的体积之比为。 同温同体积下，任何气体压强之比等于物质的量之比P1/P2= n1/n2 同温同压下，任何气体密度之比等于摩尔质量之比1/ 2=M1/M2=D （把两种气体密度之比叫作相对密度，D为气体 1 对气体 2 的相对密度） 例:1 、同温、同压下， CO2与 CO 的密度之比为。 2、H2S和 C2H4能否用排空气法收集？ 3 、CO2与 CO 的混合气的密度是相同状况下氢气密度的14.5 倍，则混合气
10、体 的平均式量为。 讲解 这里我们要引入理想气体状态方程，阿伏伽德罗定律及其推论都可以通 过理想气体状态方程推断出来。 板书 四、气体状态方程： PV=nRT P:压强，单位是帕（ Pa） V:体积，单位是 m 3 n：物质的量，单位是mol R:常数， 8.314J/ （molK） T: 温度，单位是 K 推论： 同温、同压下，同质量的气体的体积之比等于摩尔质量的反比：V1/V2=M2/M1 同温、同压下，同体积的气体的质量之比等于摩尔质量之比：m1/m2=M1/M2 同温、同体积、同质量的气体压强之比等于摩尔质量的反比：P1/P2=M2/M1 总结 至此，我们就可以将气体的体积跟气体的物质的量、气体的质量、密度 和气体中的粒子数之间存在的关系梳理出来。 板书 四、有关气体摩尔体积的计算 能力提升 求气体式量的几种方法 1 、标况密度法： (g/L) = = = = 2、相对密度法： 1/ 2=M1/M2=D 3、概念法： M= m总/n总 4、混合气体平均式量： （n1、n2. 叫作该物质的物质的量分数，在相同条件下，其值等于每一种 气体的体积分数即V1、V2. ） m V nM nVm M Vm M 22.4L/mol