第二节 气体摩尔体积 标准状况下的气体摩尔体积示意图
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第3讲:气体的摩尔体积气体摩尔体积1.影响物质体积的因素:粒子的数目、粒子的大小、粒子的间距。
结论:在相同的温度和压强下,1mol任何气体所占的体积在数值上近似相等。
即在相同温度的压强下,相同体积的任何气体所含有相同数目的粒子。
2.气体摩尔体积(1)概念:在一定温度和压强下,单位物质的量的任何气体....占用的体积。
符号:Vm、单位:L/mol(L.mol-1)(2)数值:与温度、压强有关。
在标准状况....下(0℃、101KPa;STP),Vm≈22.4L/mol在通常状况下(25℃、101KPa),Vm≈24.5L/mol(3)物质的量(n)、气体体积(V)和气体摩尔体积(Vm)的关系:n=V/Vm V=n×Vm(4)特别注意:①22.4L的应用条件:气体、标准状况、1mol、约等于。
②在非标准状况下1mol气体的体积,可能是22.4L,也可能不是22.4L,1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273℃和202kPa时,V为22.4L·mol-1。
m③气体摩尔体积不仅适用于气体的纯净物,也适用于混合物。
④PV=nRT,气体的体积与温度、压强有关。
例1.在标准状况下15g CO与CO的混合气体,体积为11.2L。
则:2(1)混合气体的密度是________。
(2)混合气体的平均摩尔质量是________。
(3)CO和CO的体积之比是________。
2(4)CO的体积分数是________。
和CO的质量之比是________。
(5)CO2(6)CO的质量分数是________。
(7)混合气体中所含氧原子的物质的量是________。
(8)混合气体中所含碳原子的物质的量是________。
解析(1)密度=质量体积=15g 11.2L=1.339g·L -1。
(2)解法一:n =11.2L 22.4L·mol -1=0.5mol,M =m n =15g 0.5mol =30g·mol -1.解法二:M =ρ·V m =1.339g·L -1×22.4L·mol -1=30g·L -1。
第2课时气体摩尔体积[核心素养发展目标] 1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,知道气体摩尔体积的含义,能叙述阿伏加德罗定律的内容。
2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、V m之间计算的模型,熟悉阿伏加德罗定律的应用。
一、气体摩尔体积1.决定物质体积大小的因素(1)物质的体积与聚集状态的关系思考1在一定条件下,1 mol不同物质的体积如下表所示。
观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论?气体0 ℃、101 kPa时的体积/L液体20 ℃时的体积/cm3固体20 ℃时的体积/cm3H222.4 H2O 18.0 Fe 7.12O222.4 H2SO453.6 Al 10.0结论:同温同压下,1 mol不同的固态物质或液态物质的体积差别________。
同温同压下,1 mol气体的体积_________________________________________________。
(2)气体体积与温度、压强的关系思考2已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:化学式条件 1 mol气体体积/LH20 ℃,101 kPa 22.4O20 ℃,101 kPa 22.4CO 0 ℃,101 kPa 22.4H20 ℃,202 kPa 11.2CO20 ℃,202 kPa 11.2N2273 ℃,202 kPa 22.4NH3273 ℃,202 kPa 22.4Ⅰ.从上表分析得出结论:①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积____(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
Ⅱ.理论依据:相同温度和压强下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是①_________________________________________________________________________,②________________________________________________________________________,③________________________________________________________________________。
标准状况下气体摩尔体积气体摩尔体积是指在标准状况下,1摩尔气体所占的体积,通常用V_m表示。
标准状况是指温度为0摄氏度,压强为1标准大气压。
在这种条件下,不同气体的摩尔体积是相等的,约为22.4升。
气体摩尔体积的概念是根据理想气体状态方程推导而来的。
理想气体状态方程可以表示为PV=nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体摩尔数,R为气体常数,T为气体的绝对温度。
在标准状况下,理想气体状态方程可以简化为PV=nRT=1V_m1273.15=22.4升。
气体摩尔体积在化学实验和工业生产中具有重要意义。
在化学实验中,通过测量气体的摩尔体积可以计算出反应物的摩尔数,从而确定化学反应的化学计量比。
在工业生产中,了解气体的摩尔体积可以帮助工程师设计合适的反应器和储气罐,从而提高生产效率和降低成本。
除了在标准状况下,气体摩尔体积在其他条件下也可以进行计算。
根据理想气体状态方程,可以推导出气体摩尔体积与压强、温度的关系。
当气体不处于标准状况时,可以利用修正后的理想气体状态方程来计算气体摩尔体积。
修正后的理想气体状态方程可以表示为PV=nRT(1+bp-av^2),其中b和a分别为修正系数,p为气体压强,v为气体摩尔体积。
在实际应用中,气体摩尔体积的测量可以通过实验室设备来实现。
常用的测量方法包括水位法、气体收集法和容器法等。
通过这些方法,可以准确地测量出气体在不同条件下的摩尔体积,为化学实验和工业生产提供重要数据支持。
总之,气体摩尔体积是气体在一定条件下的重要物理量,对于化学实验和工业生产具有重要意义。
通过理解气体摩尔体积的概念和计算方法,可以更好地应用于实际生产和科研中,促进气体相关领域的发展和进步。
第2课时气体摩尔体积发展目标体系构建1.知道气体摩尔体积的概念,能够利用物质的量、气体摩尔体积、标准状况下气体的体积三者之间的关系,进行简单的计算。
2.了解阿伏加德罗定律及其推论,并能够运用阿伏加德罗定律解决简单问题。
一、影响物质体积大小的因素在相同条件下,微粒数相同的不同固态物质或液态物质的体积是否相同?[提示]不相同。
因为固态物质、液态物质体积主要受微粒的数目和微粒本身的大小不同影响,而不同的固态物质、液态物质的微粒大小各不相同。
二、气体摩尔体积气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体?[提示]不是。
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可为混合气体,如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L,但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
[知识延伸] 阿伏加德罗定律1.内容:同温同压下相同体积的任何气体都含有相同数目的微粒。
2.适用范围:阿伏加德罗定律及其推论仅仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,对固体和液体不适用。
3.“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”则必有第“四同”。
相同体积的两个容器,一个盛放氧气,一个盛放氢气,在同温、同压下,两容器中气体分子的数目有何关系?[提示]相同。
在同温、同压下,同体积的不同气体具有相同的微粒数。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”。
)(1)在相同条件下,1 mol任何物质的体积均相同。
(×)(2)当温度和压强一定时,1 mol气体的体积均为22.4 L。
(×)(3)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。
(×)(4)当温度和压强一定时,相同物质的量的气体的体积相同。
(√)2.设N A 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是( ) A .常温常压下,11.2 L CO 2所含的原子数为1.5N A B .常温常压下,48 g O 3含有的氧原子数为3N A C .标准状况下,22.4 L H 2O 所含分子数为N A D .标准状况下,22.4 L H 2所含原子数为N AB [常温常压(非标准状况)下,11.2 L CO 2的物质的量不是0.5 mol ,所含原子数不是1.5N A ;48 g O 3的物质的量为1 mol ,所含氧原子数为3N A ;标准状况下,H 2O 为液态,不能应用气体摩尔体积计算其物质的量;标准状况下,22.4 L H 2的物质的量为1 mol ,所含氢原子数为2N A 。