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第二章 海水中的重要元素
—钠和氯
第三节 物质的量
课时2 气体摩尔体积
学习目标
联系宏观物质的体积特点，通过对比探究，能从宏观和微观相结合的角度理解影响宏观物质体积大小的主要因素和外部条件对气体体积大小的影响
01
通过讨论交流、对比归纳，增强理解和掌握气体摩尔体积的概念，初步理解阿伏加德罗定律的内容
02
通过练习巩固、归纳小结，能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立物质的量、质量、摩尔体积之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应用
03
我们在前面的学习中已经知道了两个计算物质的量的公式：n=N/NA和n=m/M，如果已知某气体的体积，能否直接应用上面的公式计算出某气体的物质的量呢？显然不能，因为既不知道气体的分子数，也不知道气体的质量。那么,气体体积与物质的量之间有什么关系呢
质量(m)
微粒数(N)
物质的体积(V)
物质的量(n)
n=m/M
n=N/NA
01
物质的摩尔体积
相同条件下固体和液体的体积
相同条件下，1mol 固体或液体的体积一般各不相同
20°C 1 mol 固体的体积
20°C 1 mol 液体的体积
大鹿化学工作室
1mol下列气体在 00C 1.01×105Pa 下的体积
名称 状态 密 度(g/L) 质量(g) 体积(L)
H2 气体 0.0899 2.016
O2 气体 1.429 32.00
CO2 气体 1.965 44.01
N2 气体 1.251 28.02
22.393
22.397
22.398
22.425
相同条件(00C 1.01×105Pa)下，1mol气体的体积几乎完全相同，都约为22.4L
为什么相同条件下，1mol不同固体和液体的体积不同，而1mol不同气体的体积几乎相同？物质的体积与什么因素有关？
观察下面图示，对比固态、液态和气态物质的结构示意图，思考影响固态、液态和气态物质体积主要因素是什么？
【结论1】与粒子数有关:粒子数(N) 越多，体积越大
【结论2】与粒子大小有关:粒子直径(d) 越大，体积越大
【结论3】与微粒间距有关:粒子间距(l) 越大，体积越大
气体分子间距离
很大
固态
液态
气态
固体物质
液体物质
固体液体粒子间的距离非常小
相同条件下，气、液、固间距比较
决定物质体积大小的因素及阿伏加德罗定律
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、液体的体积主要由粒子本身大小决定
粒子的数目
粒子的大小
粒子间的距离
决定
固体或液体
气体物质分子间间隔远大于分子本身大小，在微粒数目相同的情况下，气体的体积主要由微粒间的距离大小决定，而分子间的平均距离受温度和压强的影响
决定
气体
决定
物质
体积
大小
的因素
粒子数目相同物质的体积关系
同温
同压
粒子大小不同
粒子间的距离相同
体积不同
体积相同
不同固体或液体
不同气体
相同的温度和压强下，粒子数相同的任何气体都具有___________，也可以说，在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子
阿伏加德罗定律
相同的温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的
相同的体积
阿伏加德罗定律的内容
阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体
特别提示
同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”
【典例1】下列物质的体积约为22.4 L的是（ ） A．标准状况下，1 mol H2O
B．20℃、101kPa时，36.5 g HCl C．常温常压下，16 g CH4
D．标准状况下，1 mol O2
【解析】A项，标准状况下水不是气体，错误；B项，不是标准状况下，体积不能计算，错误；C项，不是标准状况下，体积不能计算，错误；D项，标准状况下，体积为1×22.4 L·mol－1＝22.4 L，正确。
D
【典例2】同温同压下，两种气体的体积如果不相同，请你推测
其主要原因是(　　) A．气体的分子大小不同
B．气体的物质的量不同 C．气体分子的化学性质不同
D．气体分子间的平均距离不同
【解析】同温同压下，气体的体积取决于其物质的量，物质的量不同，则其体积不同。
B
【典例3】关于物质的体积的说法正确的是（ ）
A．1mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B．固体和液体的微粒间的空隙很小，因此不能被压缩
C．气态物质微粒间的距离较大，因此气体体积决定于气体分子间的距离
D．气体的体积受温度和压强的影响较大，固体或液体的体积受温度和压
强的影响较小
【解析】固体和液体的体积主要决定于微粒的大小，A错误；固体和液体的空隙很小，不易被压缩，不是不能被压缩，B错误；气体的体积决定于微粒数和微粒间的距离，C错误；气体的体积受温度和压强的影响较大，因为分子间距离较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小，因为分子间距离较小，D正确。
D
【典例4】下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是（ ）
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
【解析】决定气体体积大小的因素是粒子数目和粒子间距离，故A正确；相同条件下，粒子数相同的任何气体，微粒平均距离相同，所以都具有相同体积，故B正确；决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1mol任何气体所占有的体积均相同，故C错误；等质量的H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确。
C
在科学研究或实际生产中，涉及气态物质时，测量体积往往比称量质量更方便。所以，气体一般都是测量体积，而不是称量质量。那么，气体体积与物质的量之间有什么关系呢？
02
气体的摩尔体积
阅读教材P56-57页内容，观察图2-22，思考什么是气体的摩尔体积？影响气体摩尔体积的因素是什么？
0℃ 101 kPa 0℃ 202 kPa 20℃ 101 kPa －10℃
202 kPa
H2 22.4
O2 22.4
HCl 22.4
【结论】在相同温度和相同压强下，1mol不同气体的体积数值上相等。
11.2
24.0
10.8
10.8
10.8
24.0
24.0
11.2
11.2
气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。
Vm
L·mol-1或m3·mol-1
温度
压强
定义：
符号：
单位：
表达式：
影响因素：
气体所处的___________和___________。
Vm
＝
V
n
标准状况下，1mol 任何气体的体积都约是22.4L 。
Vm≈22.4 L/mol (标况下)
特例：
体积约占22.4 L
标准状况下的气体摩尔体积示意图
22.4 L
(标准状况)
6.02×1023个分子
0.282 m
STP 下气体摩尔体积的要点
条件：
0 0C 1.01×105Pa(标准状况 STP)
对象：任何气体
物质的量：1mol
气体摩尔体积
注意事项
26.88 L
(0.8mol+0.4mol)×22.4L·mol－1=26.88L
试计算：标准状况下，0.8molH2和0.4molO2的混合气的体积约为____________。
适用范围：气态物质，可以是单一气体，也可是混合气体，注意混合气体之间不能发生反应
01
物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol－1进行计算
02
1 mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4 L，也可能不是22.4 L
03
②气体的摩尔质量M＝Vm·ρ＝22.4ρ g·mol－1
总结：标准状况下，与气体摩尔体积有关的计算
气体的体积
物质的量
①
摩尔质量
②
粒子数
③
质量
④
①气体的物质的量n＝ mol
V
22.4
③气体的分子数N＝n·NA＝
·NA
V
22.4
④气体的质量m＝n·M＝
·M g
V
22.4
【典例1】关于物质的体积的说法正确的是（ ）
A．1mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B．固体和液体的微粒间的空隙很小，因此不能被压缩
C．气态物质微粒间的距离较大，因此气体体积决定于气体分子间的距离
D．气体的体积受温度和压强的影响较大，固体或液体的体积受温度和压
强的影响较小
【解析】固体和液体的体积主要决定于微粒的大小，A错误；固体和液体的空隙很小，不易被压缩，不是不能被压缩，B错误；气体的体积决定于微粒数和微粒间的距离，C错误；气体的体积受温度和压强的影响较大，因为分子间距离较大，固体或液体的体积受温度和压强的影响较小，因为分子间距离较小，D正确。
D
【典例2】下列关于气体摩尔体积的几种说法正确的是（ ）
A．22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B．非标准状况下，1 mol气体的体积不可能是22.4 L
C．0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2组成的混合气体在
标准状况下的体积约为22.4 L
D．同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同
【解析】A项，通常在标准状况下，22.4 L任何气体的物质的量为1 mol，错误；B项，非标准状况下，1 mol气体的体积也可能是22.4 L，错误；C项，0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为(0.1 mol＋0.2 mol＋0.3 mol＋0.4 mol)×22.4 L·mol－1＝22.4 L，正确；D项，在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数相同，但原子数不一定相同，错误。
C
阿伏加德罗定律的推论及应用
阿伏加德罗定律内容
相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含相同数目的粒子(相同物质的量)
理想气体状态方程
若T=273K(0℃) P=1.01×105Pa (标准状况) n=1mol R=8.314
PV=nRT
R=8.314Pa·m3·mol-1·K-1
则 V=
1mol任何气体只有在标准状况下其体积才约是22.4L吗？
例如：1mol任何气体在常温下(25℃)，1.106×105Pa压强时
不是；
阿伏加德罗定律的推论及应用
相同条件 结论
语言叙述 公式
同温同压 同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同体积 同温同体积下，压强之比等于物质的量之比，等于分子数之比
同温同压 同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积 同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比
理想气体状态方程发展史
可能是第一个有关物质状态的方程表达。1662年，这位著名的爱尔兰物理学家、化学家罗伯特·波义耳利用一端封闭、管内装有气体的J形管进行了一些列实验。
1787年，法国物理学家雅克·查理发现氧气、氮气、氢气、二氧化碳和其他气体，当温度升高80开尔文(热力学温标)、其他条件一致时，气体膨胀的体积相等。
1801年由约翰·道尔顿所观察得到的。在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。
又称理想气体状态方程，是1834年法国物理学家埃米里·克拉珀龙综合波义耳和查里的发现得到的一个方程。
玻意耳－马略特定律(1662)
查理-吕萨克定律(1787)
道尔顿分压定律(1801)
理想气体定律(1834)
范德华方程(1873)
1873年，荷兰物理学家范德华给出了有限体积被连续分子充满情况下的物态方程。他的这一新公式改革了对于物态方程的研究。
【典例1】下列叙述正确的是(　　)
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等
B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等
【解析】只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等；具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数；因温度、压强不能确定， 1 L 一氧化碳和1 L氧气的物质的量大小不能确定，二者的质量大小无法比较。
B
【典例2】在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体，当
这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是（ ）
A．两种气体的压强是P(C2H4)＜P(C3H6) B．C2H4比C3H6的质量小
C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氢原子数目相等
【解析】C2H4和C3H6的体积相同，密度相等，则C2H4和C3H6的质量相等；C2H4、C3H6的摩尔质量依次为28 g·mol－1、42 g·mol－1，等质量的C2H4和C3H6的物质的量之比为3:2。A项，同温同压下，压强之比等于物质的量比，P(C2H4)∶P(C3H6)＝3:2，故P(C2H4)＞P(C3H6)，错误；B项，由上分析，两气体的质量相等，错误；C项，两气体的分子数为3∶2，分子数不相等，错误；D项，两气体的分子数目之比为3:2；所含氢原子数之比为(3×4):(2×6)＝1:1，即所含氢原子数目相等，正确。
D
【典例3】判断下列说法的正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L ( )
(2)同温同压下，1 mol(含有相同的粒子数)任何气体的体积相同 ( )
(3)同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子数 ( )
(4)标准状况下，16 g氧气与2 g氢气的体积比是1∶2 ( )
√
√
√
√
03
课堂总结
气体摩尔体积
阿伏伽德罗定律：相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含相同数目的粒子(相同物质的量)
定义：单位物质的量的气体所占的体积
关系式：V=n×Vm
适用对象：气体
标准状况：0 0C 1.01×105Pa
04
课堂检测
【典例1】现有下列四种因素：①温度和压强、②所含微粒数、③微
粒本身大小、④微粒间的距离，其中对气体物质体积有显著影响的
是（ ）
A．②③④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
【解析】决定物质体积大小的因素有微粒数目、微粒的大小、微粒之间的距离三个因素，而气体微粒间的距离远大于气体微粒的大小，则体积取决于微粒之间的距离。①温度和压强对微粒间的距离影响较大，①正确；②所含微粒数越多，体积越大，②正确；③微粒本身大小远小于气体间的距离，微粒本身大小对体积几乎无影响，③错误；④微粒间的距离越远，体积越大，④正确。
B
【典例2】下列叙述正确的是(　　)
A．一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定
B．一定温度、压强下，气体体积由气体的物质的量的多少决定
C．气体摩尔体积是指1 mol 任何气体所占的体积为22.4 L
D．不同的气体，若体积不等，则它们所含的分子数一定不相等
B
【解析】一定温度和一定压强下，气体的体积由分子数多少决定，故A项错误；气体摩尔体积是指1 mol 任何气体在一定温度和压强下所占的体积，22.4 L是标准状况下的体积，故C项错误；对于不同的气体，若气体体积不等，则它们所含的分子数有可能相等，故D项错误。
【典例3】下列有关气体所占体积的说法中正确的是（ ）
A．1mol任何气体的体积都是22.4L
B．1molH2的质量是1g，它所占的体积是22.4L
C．在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L/mol
D．在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L
D
【解析】A．没有指明标准状况，A项错误；B．1molH2的质量是2g，标准状况下的体积是22.4L，B项错误；C．标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L，注意体积单位是“L”，而不是“L/mol”，C项错误，D．根据C的分析可知，D项正确；故选D。
【典例4】下列说法正确的是（ ）
A．硫酸、磷酸的摩尔质量均为98g
B．20℃、1.0×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．标准状况下，16gO2与24g Mg所占的体积相同
D．当1mol气态物质的体积为22.4L时，该气体一定处于标准状况
B
【解析】摩尔质量的单位为g/mol，故A错误；同温、同压、同体积的气体物质的量相同，分子数相同，20℃、1.0×105Pa，同体积的O2与CO2含有相同的分子数，故B正确；16g氧气物质的量为0.5mol，24gMg的物质的量是1mol，但Mg是固体，24gMg的体积小于16gO2，故C错误；依据PV=nRT分析，压强和温度同倍数增大，1mol气态物质的体积也可以为22.4L，不一定处于标准状况，故D错误。
感谢观看

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