摩尔质量、气体摩尔体积

第12讲摩尔质量和气体摩尔体积——出两种新的导出物理量要知道一定体积的物体的质量是多少，或知道一定质量的物体体积有多大，只需要提供物体的密度就能解决这些问题。

在物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度，符号ρ，其数学表达式为ρ＝m/V(质量与体积的比值)。

人们往往感觉密度大的物质“重”，密度小的物质“轻”一些，这里的“重”和“轻”实质上指的是密度的大小，根据密度的大小，人们可以鉴别物质；选择密度不同的物质，可以满足制造的不同需要；通过测定密度，科学研究中还可能发现其他新物质。

在国际单位制中，质量的常用单位是千克(kg)，体积的常用单位是立方米(m3)，从单位角度看，要建立质量与体积之间的直接联系，只需创设一个单位为kg·m－3(读作千克每立方米)的导出物理量。

进一步研究发现，一定条件下，同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般也不同，这反映了不同物质的不同性质。

因此，以kg·m－3为单位的物理量是物质的一种特性，它不随质量和体积的变化而变化，是可测量的，这就是我们所熟悉的导出物理量——密度。

从单位入手，以比值法定义密度，较直接学习密度概念内涵要简捷方便得多，这是我们认识导出物理量的一种有效学习方式。

要知道一定质量的物质所含微粒的物质的量，或知道一定物质的量的微粒的质量有多大，需要创设什么物理量，请从单位入手，提出解决这一问题的方法。

物质的量的单位是mol，质量的常用单位是kg或g，从单位角度看，要建立物质的量与质量之间的直接联系，只需创设一个单位为g·mol－1或kg·mol－1的导出物理量。

同理，要知道一定体积的物质所含微粒的物质的量，或知道一定物质的量的微粒的体积有多大，从单位角度看，只需有一个单位为L·mol－1或mol·L－1的导出物理量。

假如以“g·mol－1”、“L·mol－1”为单位的物理量是物质的固有属性，有规律可循，就可成为一种新的物理量，这种创新意义就非常大。

气体的摩尔体积与摩尔质量气体是一种物质的状态，其具有可压缩性和可扩散性。

对于气体的研究，了解其摩尔体积和摩尔质量的概念十分重要。

本文将从理论和实验两个角度来探讨气体的摩尔体积与摩尔质量的关系。

一、理论分析1. 摩尔体积的概念摩尔体积是指单位摩尔气体的体积，通常用V_m表示。

根据理想气体状态方程PV = nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体摩尔数，R为气体常量，T为气体温度，可以推导出摩尔体积的表达式：V_m = V/n2. 摩尔质量的概念摩尔质量是指单位摩尔气体的质量，通常用M表示。

摩尔质量与摩尔体积之间存在一个关系，可以通过化学计算得到。

对于化学反应中的物质A和物质B，反应的化学方程式为：aA + bB → cC + dD其中a、b、c、d分别表示物质A、B、C、D的摩尔系数，可以根据反应物的摩尔比例得到：a/n_A = b/n_B其中n_A和n_B分别为物质A和物质B的摩尔数。

根据方程式，可以将摩尔质量表示为：M = (m_A/n_A) = (m_B/n_B)其中m_A和m_B分别为物质A和物质B的质量。

二、实验验证为了验证理论分析的正确性，我们可以进行气体摩尔体积与摩尔质量的实验。

以下以氢气和氧气的生成为例。

1. 实验材料- 氢气发生装置：含有硫酸和锌粉的反应瓶- 氧气收集装置：试管和水槽- 称量器具：天平、量筒等2. 实验步骤（1）将氢气发生装置中的反应瓶加入一定质量的锌粉和适量的稀硫酸，装好塞子和导气管。

（2）将试管倒置在水槽中，并保持试管口处无气泡。

（3）将氢气发生装置中的导气管与试管相连，开启反应瓶塞子，开始反应。

（4）在实验过程中，收集一定量的氧气。

（5）记录实验数据，包括氧气体积和氧气质量。

3. 实验结果根据实验数据的记录，可以计算出气体的摩尔体积和摩尔质量。

分别将二氧化氢和氧气的摩尔体积和摩尔质量计算出来，并与理论值进行比较。

通过实验结果的验证，可以发现实验值与理论值存在一定的偏差。

摩尔质量和气体摩尔体积1 摩尔质量（1）概念：单位物质的量的物质所具有的质量叫作摩尔质量。

（2）符号：M 。

（3）常用单位：g ·mol －1或kg ·mol －1。

教材P23交流·研讨讨论：1 mol 物质的质量在数值上有什么特点？结论◆①1 mol 任何物质的质量：以g 为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。

②各物质的摩尔质量：以g ·mol －1为单位时，在数值上都等于它们的相对分子质量或相对原子质量。

（4）摩尔质量、物质质量、物质的量之间的关系：M ＝变形公式：n ＝、m ＝n ·M 名师提醒m M摩尔质量的“三性”1．等同性：物质的摩尔质量以g/mol（或g·mol－1）为单位时，在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量。

2．确定性：对具体的物质而言，其M、M r（或A r）是确定的，不随物质的量的变化而变化，也不随物质状态的变化而变化。

3．近似性：由于电子的质量非常小，所以离子的摩尔质量以g/mol（或g·mol－1）为单位时，在数值上近似等于对应原子（团）的相对原子（分子）质量。

2 影响物质体积的因素3 气体摩尔体积（1）定义：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积。

（2）符号：V m。

（3）常用单位：L·mol－1或m3·mol－1。

教材P23交流·研讨讨论：在相同的温度和压强下，1 mol不同气体的体积在数值上有什么特点？结论◆1 mol 固体、液体的体积规律性不强。

1 mol 任何气体在相同的温度和压强下体积近似相等。

（4）气体摩尔体积、气体体积、物质的量之间的关系：V m ＝变形公式：n ＝、V ＝n ·V m（5）标准状况（STP ）下的气体摩尔体积 标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L ·mol －1。

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在化学领域中，摩尔质量密度和气体摩尔体积是两个重要的物理量，它们描述了物质的性质以及其在不同条件下的行为。

摩尔质量和气体摩尔体积教学案例摩尔质量和气体摩尔体积教学案例一、教学目标：知识技能：1、使学生正确理解和掌握摩尔质量、气体摩尔体积概念２、知道确定物质体积大小的主要因素和外部条件（温度、压强）对气体体积大小的影响。

３、了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系，以及物质的量、气体摩尔体积和气体的体积之间的关系过程和方法：1、通过让学生交流讨论1mol不同固体、液体、气体体积，并配上教学模型，帮助学生对决定物质体积的因素的思考和理解。

2、通过不断设问，层层递进的的教学方式使学生理解气体摩尔体积概念情感态度价值观：1、通过对气体摩尔体积的有关教学，培养学生分析、推理、归纳、解题能力。

2、培养学生“透过现象，抓住本质”的辩证唯物主义认识观点，激发学生严谨务实，循序渐进，探索真理的科学态度。

二、教学的重点和难点：重点：摩尔质量、气体摩尔体积概念的建立难点：气体摩尔体积教学用具：气体教学模型、投影仪教学策略和方法：一是采用对比法，对比1mol固体、液体、气体的体积，并配上图形，加深对气体摩尔体积的认识。

二是从具体事实出发，理解影响物质体积的因素和影响气体体积的外部条件。

正确理解气体摩尔体积概念。

三、教学过程：导入新课【师】复习物质的量、摩尔、阿佛加德罗常数等含义。

【引言】1mol不同物质所含有的微粒数都相同，它们的质量是否相同？又如何确定物质的体积呢?这是本堂课要解决的问题。

【板书】二、摩尔质量和气体摩尔体积【学生】回顾上堂课内容（设计意图）旧知识复习，提出新目标。

摩尔质量的教学【交流研讨】投影：课本P21页表１－３－１分析讨论以下问题：1mol物质的质量在数值上有什么特点？【板书】１．摩尔质量定义：单位物质的量物质所具有的质量单位：克/摩尔或千克/摩尔，符号：M数值：该物质的相对式量表达式：M = m / n【学生】分析数据得出结论（设计意图）培养学生观察、分析、归纳、推理能力。

【师】强调摩尔质量与相对式量的概念不同【巩固摩尔质量概念】【投影练习】：１．指出下列物质的摩尔质量：H2O、NaCl、 H2SO4、 C2H5OH、SO4 2- 、OH-2．以上物质各为1mol、0.5mol、2mol 的质量【学生】学生思考、计算、回答气体摩尔体积概念的教学（设计意图）巩固摩尔质量概念和理解物质的量、物质质量和摩尔质量之间的关系【交流研讨】投影：课本P21页表１－３－１分析讨论以下问题：(1) 物体体积的大小取决于哪些微观因素?(2)当粒子数一定时,固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素?(3)为什么相同外界条件下,1mol固、液物质所具有的体积不同,而气体物质所具有的体积基本相同?(4)为什么比较一定量气体的体积,要在相同的温度和压强下进行?【师】在回答这个问题之前首先让我们共同讨论一下影响物质体积大小的因素有哪些？【师】任何物质的体积都受外界温度和压强影响，那么影响体积的外界因素有：温度和压强。

第3节诚西郊市崇武区沿街学校化学中常用的物理量----物质的量第2课时摩尔质量和气体摩尔体积知识与技能：1．使学生理解摩尔质量的概念，理解摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系。

2．使学生理解气体摩尔体积的概念及标准状况下的气体摩尔体积。

3．使学生理解物质的量、摩尔质量与物质的质量之间的关系，以及物质的量与气体体积、气体摩尔体积之间的关系。

过程与方法：1．通过对数据的分析比较，培养学生的分析问题、科学处理数据的才能。

2．，培养学生的计算才能，并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、稳固概念。

3．培养学生逻辑推理、抽象概括的才能。

情感、态度与价值观:1．使学生认识到微观和宏观的互相转化是研究化学的科学方法之一，培养学生尊重科学的思想。

2．通过学生的置疑、解疑，激发学生对问题的探究兴趣及探究才能。

3．通过计算，强调解题标准，养成良好的计算习惯。

教学重点：摩尔质量的概念、气体摩尔体积的概念。

教学难点：摩尔质量的概念、气体摩尔体积的概念。

[教学过程]［导入新课］什么是物质的量？什么是摩尔？它们的使用范围是什么？［学生］物质的量是表示物质所含粒子多少的物理量，摩尔是物质的量的单位。

每摩尔物质都含有阿伏加德罗常数个粒子，阿伏加德罗常数的近似值为 6.02×1023mol-1。

物质的量和摩尔都只适用于微观粒子，不能用用于宏观物体。

［讲述］既然物质的量是联络微观粒子和宏观物体的桥梁，那么，物质的量是如何把微观粒子与宏观质量、体积联络起来的呢这节课我们就来研究物质的量与质量、气体体积之间的关系。

［推进新课］分析书中表格l 一3—1中列出的1mol 物质的质量与其相对原子质量或者者相对分子质量的关系。

［学生］1mol 原子的质量在数值上等于它的相对原子质量。

1mol 分子的质量在数值上等于它的相对分子质量。

［提问］那么，对于粒子中的离子来讲，又将怎样呢？［学生］对于离子来说，由于电子的质量很小，当原子得到或者者失去电子变成离子时，电子的质量可略去不计，因此，1mol 离子的质量在数值上等于该离子的式量。

气体的摩尔体积与摩尔质量计算方法气体的摩尔体积是指在给定的条件下，一个摩尔气体所占据的体积。

摩尔质量是指一个摩尔物质的质量。

在化学和物理研究中，计算气体的摩尔体积和摩尔质量是非常重要的。

一、气体摩尔体积的计算方法要计算一个摩尔气体的体积，需要知道气体的压力、温度和物质的量。

根据理想气体状态方程，可以推导出以下计算摩尔体积的公式：V = (nRT) / P其中，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量（单位为摩尔），R是气体常数（值约为0.0821 L·atm/(mol·K)），T表示气体的温度（单位为开氏度），P表示气体的压力（单位为大气压或帕斯卡）。

举例来说，如果我们想计算1摩尔气体在298K温度下的体积，假设气体的压力为1大气压，代入公式计算：V = (1 mol × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 298K) / 1 atm = 24.495 L所以，在给定条件下，1摩尔气体的体积为24.495升。

二、气体摩尔质量的计算方法气体的摩尔质量是指一个摩尔气体的质量。

要计算一个气体的摩尔质量，需要知道气体的质量和物质的量。

计算摩尔质量的公式如下：M = m / n其中，M表示气体的摩尔质量（单位为克/摩尔），m表示气体的质量（单位为克），n表示气体的物质的量（单位为摩尔）。

举例来说，如果我们知道一个气体的质量为10克，它的物质的量为0.5摩尔，那么可以使用公式计算该气体的摩尔质量：M = 10 g / 0.5 mol = 20 g/mol所以，该气体的摩尔质量为20克/摩尔。

三、其他应用通过计算气体的摩尔体积和摩尔质量，我们可以更好地理解和研究气体的特性和行为。

例如，在化学反应中，根据气体的摩尔体积可以确定反应物和产物的化学计量比。

在工程领域，摩尔体积和摩尔质量的计算也可以用于设计和优化气体的储存和输送系统。

总结：气体的摩尔体积和摩尔质量的计算方法是化学和物理中重要的基础知识。