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气体摩尔体积
一、教学目标
1、使学生了解气体摩尔体积的概念，且能够利用物质的量、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，达成宏观辨识与微观探析核心素养的形成。
2、了解阿伏加德罗定律及其推论，并能够运用阿伏伽德罗定律解决简单问题，达成证据推理与模型认知核心素养的形成。
二、教学重难点
1、重点：气体摩尔体积概念的建立。
2、难点：阿伏伽德罗定律及其推论。
三、教学过程
环节一、新课导入
【教师】1mol不同物质所含微粒数有何特点？
【学生】都相同。
【教师】1mol不同固态、气态、液态物质所占的体积是否相同？物质的体积与微观粒子间是否存在一些关系呢？这就是我们今天要一起探讨的问题。
【教师】观察并分析图片以及所给的数据，能得到哪些结论呢？
【学生】在相同条件下，1mol 固体或液体的体积相差较大，但1mol气体的体积几乎完全相同。
环节二、影响物质体积大小的因素
【教师】为什么在微粒数相同的条件下，不同固体和液体的体积差别很大，而不同气体的体积几乎相同？影响物质体积大小的因素到底是什么呢？我们先来回答下面几个问题。
【思考】1个篮球和1个乒乓球，谁体积大？
【学生】篮球体积大。
【教师】物质的体积与粒子大小有关。
【思考】1个篮球和4个篮球，谁体积大？
【学生】四个篮球的体积大。
【教师】物质的体积与粒子数目有关。
【思考】4个篮球整齐排放与零乱分布，谁体积大？
【学生】零乱分布体积更大。
【教师】物质的体积与粒子间距有关。
【提问】相同条件下，1mol不同固体或液体的体积为什么不同呢？其体积大小主要取决于哪些微观因素？
【学生】固体、液体粒子间的距离非常小，这导致固体或液体的粒子本身的“直径”远远大于粒子之间的距离，所以决定固体、液体体积大小的主要微观因素是：粒子的数目、粒子的大小。
【提问】相同条件下，1mol不同气体的体积基本相同，为什么？其体积大小主要取决于哪些微观因素？
【学生】气体粒子间的距离远大于气体分子本身的“直径”，所以决定气体体积大小的主要微观因素是：粒子的数目、粒子之间的距离。
【教师】分子间的平均距离受温度和压强的影响。因此，同温同压下,任何气体粒子之间的距离几乎相等。
【结论】在相同的温度、压强下，相同物质的量（分子数）的任何气态物质都具有相同的体积。该结论适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，对固体和液体不适用。
环节三、气体摩尔体积
【教师】气体分子数相同时，气体的体积主要受粒子间距的影响，当间距相等时，气体的体积是否相等呢？
【学生】当温度和压强一定时，气体分子之间的距离一定，1mol气体的体积几乎相等。
【教师】当外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，由此引出专门的物理量——气体摩尔体积，这就是我们这节课所要重点学习的内容。
【讲解】单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为Vm。气体摩尔体积的表达式为Vm=V/n，根据公式可推出气体摩尔体积的单位是L/mol。标准状况(0℃，101KPa)下，1mol 任何气体的体积都约是22.4L。所以，在标准状况下，气体摩尔体积Vm≈22.4 L/mol。
【思考】气体摩尔体积的数值是固定的嘛？
【学生】这取决于气体所处的温度和压强，如25℃、101KPa下的气体摩尔体积约24.5L/mol。
【思考】1mol某气态物质的体积为22.4 L，则该气体所处的状态 一定为273 K，101kPa。
【学生】不一定，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。
【教师】注意，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。而且，标准状况下不是气体的常见物质：H2O、SO3、NO2、HF、CCl4。
【练习】（1）1 mol任何气体的体积都为22.4 L (　 )
（2）1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L ( 　)
（3）标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L (　 )
（4）在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA (　 　)
（5）在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为NA (　 )
（6）标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4 L (　 　)
环节四、阿伏加德罗定律及其推论
【教师】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)。该定律也可称为“四同规律”：同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”，则必有“四同”，即“三同定一同”。通过“四同定律”可得到理想气体状态方程：PV=nRT。
【讲解】其中，P为压强、V为体积、n为物质的量、T为温度、R为常数。若只有两个相同，则另外两个必定成比例，即“二同定比例”。这也得出了阿伏伽德罗定律的推论。
【教师】推论一、同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比。
推论二：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。
推论三：同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比。
推论四、同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比。
【练习】例1、下列叙述正确的是 (　 A　)
A. 同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B. 等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的原子数相等
C. 1L CO一定比1L O2的质量小
D. 相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则质量也相等
变式1、同温同压下，等质量的N2O4和NO2两种气体相比较，下列叙述正确的是 (　 C 　)
A. 体积比为2：1
B. 分子个数之比为1：1
C. 原子个数之比为1：1
D. 氮原子个数之比为2：1
例2、设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是 (　 D 　)
A. 常温常压下，11.2L CO2所含的原子数为1.5NA
B. 常温常压下，48g O3含有的氧原子数为NA
C. 标准状况下，22.4 L 水所含分子数为NA
D. 常温常压下，32g O2与O3混合物含有的氧原子数为2NA
变式2、下列说法正确的是 (　 D 　)
A. 常温常压下，22.4L CO2中含有NA个CO2分子
B. 标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子
C. 22.4L Cl2中含有NA个Cl2分子
D. 标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子(共25张PPT)
「第二章 海水中的重要元素——钠和氯 」
人教版 必修第一册
第三节第2课时
授课老师：XXX
气体
摩尔体积
MOLAR VOLUME OF GAS
1mol不同固态、气态、液态物质所占的体积是否相同？物质的体积与微观粒子间是否存在一些关系呢？
新课导入
一、影响体积的因素
在相同条件下，1mol 固体或液体的体积相差较大。
相同条件下固体和液体的体积
7.1 cm3
1 mol Fe
10 cm3
1 mol AI
18.3 cm3
1 mol Pb
20°C 1 mol 固体的体积
1 mol 水
18 cm3
1 mol 硫酸
53.6 cm3
1 mol 酒精
57.1 cm3
20°C 1 mol 液体的体积
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
相同条件下，1mol气体的体积几乎完全相同，都约为22.4L。
【参考资料】1mol下列气体在00C、1.01×105Pa下的体积
22.425
22.393
22.397
22.398
一、影响体积的因素
为什么在微粒数相同的条件下，不同固体和液体的体积差别很大，而不同气体的体积几乎相同？影响物质体积大小的因素到底是什么呢？
一、影响物质体积大小的因素
思考：1个篮球和1个乒乓球，谁体积大？
物质的体积
与粒子大小有关
一、影响物质体积大小的因素
思考：1个篮球和4个篮球，谁体积大？
物质的体积
与粒子数目有关
一、影响物质体积大小的因素
思考：4个篮球整齐排放与零乱分布，谁体积大？
物质的体积
与粒子间距有关
一、影响物质体积大小的因素
固体物质
液体物质
固体液体粒子间的距离非常小
气体物质
粒子间距d
气体粒子间的距离
远大于粒子本身的直径
一、影响物质体积大小的因素
物质的体积
粒子的大小
粒子的数目
粒子间的距离
固体或液体
决定
决定
气体
分子间的平均距离受温度和压强的影响
同温同压下,任何气体粒子之间的距离几乎相等
一、影响物质体积大小的因素
一、影响物质体积大小的因素
结论
在相同的温度、压强下，相同物质的量（分子数）的任何气态物质都具有相同的体积。
适用范围
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。
定义
单位物质的量的气体所占的体积
符号
Vm
表达式
L · mol -1
单位
影响因素
气体所处的___________和___________。
温度
压强
数值
标准状况(0℃，101KPa)下，1mol 任何气体的体积都约是22.4L 。
标准状况下，气体摩尔体积 Vm≈22.4 L/mol
二、气体摩尔体积
二、气体摩尔体积
思考一：气体摩尔体积的数值是固定的嘛？
这取决于气体所处的温度和压强，如25℃、101KPa下的气体摩尔体积约24.5L/mol。
思考二：1mol某气态物质的体积为22.4 L，则该气体所处的状态 一定为273 K，101kPa。
不一定，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。
注意：
1、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
2、标况下不是气体的常见物质：H2O、SO3、NO2、HF、CCl4
（1）1 mol任何气体的体积都为22.4 L (　 　)
（2）1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L (　 　)
（3）标准状况下，1 mol水所占的体积是22.4 L (　 　)
（4）在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA (　 　)
（5）在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数为NA (　 　)
（6）标准状况下，H2的气体摩尔体积是22.4 L (　 　)
二、气体摩尔体积
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：PV=nRT
“四同”定律
适用范围：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。
P为压强
V为体积
n为物质的量
T为温度
R为常数
三、阿伏加德罗定律及其推论
理想气体状态方程：PV=nRT
推论一：同温同压下，体积之比等于物质的量之比，等于分子数之比。
V1
V2
=
n1
n2
=
N1
N2
推论二：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。
P1
P2
=
n1
n2
=
N1
N2
三、阿伏加德罗定律及其推论
推论三：同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比。
P1
P2
=
M1
M2
三、阿伏加德罗定律及其推论
推论四、同温同压下，体积相同的气体，其质量与摩尔质量成正比。
m1
m2
=
M1
M2
三、阿伏加德罗定律及其推论
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：PV=nRT
三、阿伏加德罗定律及其推论
A
同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
【例1】下列叙述正确的是 (　 　)
A
B
等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的原子数相等
C
1L CO一定比1L O2的质量小
D
相同条件下的一氧化碳和氮气，若气体体积相等，则质量也相等
小试牛刀
【变式1】同温同压下，等质量的N2O4和NO2两种气体相比较，下列叙述正确的是 (　 　)
C
A
体积比为2：1
B
分子个数之比为1：1
C
原子个数之比为1：1
D
氮原子个数之比为2：1
小试牛刀
A
常温常压下，11.2L CO2所含的原子数为1.5NA
【例2】设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是 (　 　)
D
B
常温常压下，48g O3含有的氧原子数为NA
C
标准状况下，22.4 L 水所含分子数为NA
D
常温常压下，32g O2与O3混合物含有的氧原子数为2NA
小试牛刀
A
常温常压下，22.4L CO2中含有NA个CO2分子
【变式2】下列说法正确的是 (　 　)
D
B
标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子
C
22.4L Cl2中含有NA个Cl2分子
D
标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
小试牛刀
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
物质的量
课堂小结
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