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第二节 气体摩尔体积
第二节气体摩尔体积（一）
教学目标：
1．使学生在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，了解气体摩尔体积的概念。
2．通过气体摩尔体积的教学，培养学生分析、推理、归纳的能力。
3．通过本节内容的教学，使学生主动参与教学过程，激发学生的学习兴趣。
教学重点：气体摩尔体积的概念
教学难点：气体摩尔体积的概念
教学方法：启发——归纳——应用。
教学用品：投影仪
教学过程：
[复习提问]：
1、物质的量、微观粒子数目、宏观物质的质量三者存在着怎样的关系？
2、物质的质量、体积、密度之间的关系是什么？
<导入>：以前我们学习了质量、体积、物质的量这三个物理量，它们均是表示所含物质多少的物理量，只是表示的角度不同，那么它们之间一定存在着某种联系。密度是联系质量、体积的桥梁；摩尔质量是联系物质的量和质量的桥梁，那么，物质的量和体积通过什么来联系起来呢？这就是这节课我要和大家一同来探讨的问题。
[板书] ：
那么，物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢？
[投影]给出一些物质的数据（0 ℃、101 kPa）
物质 粒子数 质量/g 密度（0 ℃） 体积
Fe 6.02×1023 55.8 7.88 g/cm3 　7.1cm3
Al 6.02×1023 26.98 2.7 g/cm3 　10cm3
Pb 6.02×1023 207.2 11.3 g/cm3 　18.3cm3
H2O 6.02×1023 18.0 1.0 g/mL（4 ℃） 　18.0mL
H2SO4 6.02×1023 98.0 1.83 g/mL 　54.1mL
H2 6.02×1023 2.016 0.089 9 g/L 　22.4L
O2 6.02×1023 32.00 1.43 g/L 　22.4L
CO2 6.02×1023 44.01 1.977 g/L 　22.3L
空气 6.02×1023 2808 1.29g/L 22.3L
[学生活动]：
（1）要求学生利用质量、体积、密度关系求出体积，填好表中空格。
（2）启发学生分析研究所得的数据，发现规律性。
请大家根据自己的计算结果，回答下列问题：
1、1L= cm3
2、一摩尔不同固体或液体的物质，体积 （相同或不同）
3、相同条件下，一摩尔气体体积 （相同或不同）
4、同样是一摩尔的物质，气体和固体的体积相差 （填“不大”或“很大”）
[师生共同活动]：总结规律：
（1）相同条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积
固体＜液体＜气体
（2）相同条件下，一摩尔气体体积近似相等，而固体、液体却不相等。
[提问]：1、为什么有上述规律？
2、物质体积取决于什么
3、为什么1摩尔固体或液体的体积各不相同？
4、为什么1摩尔任何气体的体积都是相同的？（相同 ( file: / / / D:\\教案\\新教材第一册\\第三章物质的量\\上课教案\\固体体积.avi" \t "_parent )条 ( file: / / / D:\\教案\\新教材第一册\\第三章物质的量\\上课教案\\液体体积.avi" \t "_parent )件 ( file: / / / D:\\教案\\新教材第一册\\第三章物质的量\\上课教案\\气体体积.avi" \t "_parent )）
[投影1]固体Fe、液体H2O、气体CO2粒子间距示意图（引导观察，从中发现问题并得出结论：固、液体粒子间距比气体间距小得多）
[师生共同活动]
一、决定物质体积大小的三个因素。
①物质粒子数的多少
②物质粒子本身的大小 [投影2]（体积的决定因素）
③物质粒子之间距离的大小
[教师引导]
上述计算中，物质的粒子都一样多，所以只有后两个因素在起主要作用。
固、液体粒子间距非常小，所以它的体积决定于本身的粒子的大小。气体分子的间距非常大，故它的体积主要有分子的间距决定。由于不同气体在相同条件下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以粒子数相同时的气体有着近似相同的体积。
[教师引导]通过分析发现，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小，从而解决问题并进一步得出：
在上述条件下1mol气体体积近似相等且约为22.4 L。
为什么一定量的气体体积要在相同条件下比较呢？
原因： 大家听说过热胀冷缩吗？气体体积受温度、压强的影响很大，温度升高气体体积增大，反之缩小。压强增大气体体积减小，反之增大。所以我们必须指明外界条件。
总结：1、物质体积大小由构成物质的粒子数目、粒子之间距离、粒子本身的大小决定
2、在微粒数目相同时，固态、液态物质的体积只取决于微粒本身的大小，由于不同的固态、液态物质的微粒本身大小各不相同，因此导致它们的体积各不相同。
3、在微粒数目相同时，气态物质的体积只取决于气体分子间的平均距离，由于在标准状况
下任何气体分子的平均距离均相同，因此导致相同条件下，各种不同的气态物质的体积都相
同。
【练习1】. 下列说法是否正确 ？为什么？
（1）标准状况下任何气体的体积都约是 22.4 L
说法错误。因未指明气体物质的量。
（2）1 摩尔二氧化碳占有的体积约为 22.4 L
说法错误。因未指明气体所处的状况。
（3） 1 摩尔水在标准状况下的体积约为 22.4 L
说法错误。 因水在标准状况下不是气体。
（4）1 摩尔二氧化硫在20℃时的体积比 22.4 L 大
说法错误。 因忽略了压强的影响。
（5）标准状况下，1mol任何气体所占的体积都为22.4L
说法错误。没有指明约
[设问]在其他条件下，气体是否也遵循这个规律呢？
教师：遵循，即只要条件相同，气体的物质的量也一定，则气体的体积也一定。这个我们可以用一个新的概念来表示。这就是气体摩尔体积
[板书]第二节 气体摩尔体积
二、气体摩尔体积
1．定义：单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。
符号：Vm 单位L mol-1，计算公式： Vm=
2、在标准状况下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L mol-1
①标准状况：温度：0℃、压强：1.01×105Pa；物质的量是1mol　②任何气体：可指单一纯净的气体，也可指多种成分组成的混和气体。③22.4是标准状况下1mol任何气体体积的近似值，就象NA与6.02×1023一样。
标准状况下的气体摩尔体积理解要点:
条件：标准状况(S T P)
0℃、 1.01×105 Pa 结论 体积约为22.4L
对象：任何气体
物质的量：1mol
Attention：１摩尔任何气体，可以是单一纯净的气体，也可以是混合气体，因为气体体积与分子种类无关。
练习：判断正误，并说明理由
1、1摩尔氢气的体积约为22.4L
2、标准状况下，1摩尔水的体积约22.4升。
3、20℃时， 1摩尔氧气的体积约22.4升。
4、2×105Pa时，1摩尔氮气和氧气的混和气的体积小于22.4升。
5、任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L mol-1
6、只有在标准状况下，气体的摩尔体积才是22.4L mol-1
3、注意点：1、气体摩尔体积仅仅是针对气体而言
2、气体在不同状况下的气体摩尔体积不同的，任何气体在标准状况下的气体摩尔体积都约为22.4L mol-1
3、同温同压下，气体的体积只与气体的分子数有关，而与气体分子的种类无关。
4、有关计算：(标准状况下）
V=n×22.4L/mol（n---气体的物质的量）
练习：1、标准状况下：
（1）44.8升氢气的物质的量是多少？
（2）0.5摩尔氧气的体积是多少？
（3）14克CO的体积是多少？
（4）33.6升氮气中含多少个氮分子？
2、下列说法正确的是( )
A、32gO2占有的体积约为22.4L
B、22.4LN2含有阿伏加德罗常数个N2
C、在标准状况下, 22.4L水的质量约为18g
D、22gCO2与标准状况下11.2LHCl含有相同的分子数。
3、如果ag某气体含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下体积是？
综上所述我们可以得出物质的量与微粒个数、气体体积、物质质量之间的关系。
第二节 气体摩尔体积（二）
复习练习：
1、标准状况下，2.2 gCO2的体积是多少
2、在标准状况下，若两种气体所占体积不同，其原因是
A.气体性质不同 B.气体分子的大小不同
C.气体分子间平均距离不同 D.气体的物质的量不同
二、气体摩尔体积
1．定义：单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。
符号：Vm 单位L mol-1，计算公式： Vm=
2、在标准状况下，任何气体的气体摩尔体积都约为22.4L mol-1
①标准状况：温度：0℃、压强：1.01×105Pa；物质的量是1mol　②任何气体：可指单一纯净的气体，也可指多种成分组成的混和气体。③22.4是标准状况下1mol任何气体体积的近似值，就象NA与6.02×1023一样。
练习：
1. 标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L。（错，物质应是气体）
2、标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。（对，气体体积与分子种类无关）
3、22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。（错，未指明气体体积是否在相同条件下测定）
［讲解］我们知道物质的量是联系质量和粒子集体的桥梁，也是与气体的体积密切相关的物理理，以此为中心，我们可得出以下关系：
［板书］
［讲解］根据我们上节课讲过的内容，大家想想在m与V，M与Vｍ之间又有着什么样的关系呢
［大家讨论］
［结论］Vm×ρm=M ρ×V＝ｍ
［把上列关系补充在上面所写的关系网中］
［过渡］下面我们就在熟悉以上各量之间关系的基础上，重点学习有关气体摩尔体积的计算。
理想气体状态方程式(克拉珀龙方程式)
PV=nRT
P-压强 V-体积 n-物质的量
R-常数 T-热力学温度
式中：热力学温度T（K）= 273 + t (℃)
推论1: PV=RT
推论2:PM=ρRT
根据PV=nRT可以推出阿伏加德罗定律
1、阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。
推论1：同温同压下，任何气体的体积之比＝物质的量之比（=所含的分子数之比）
==
练习：见投影PPT的34-37
理想气体状态方程式(克拉珀龙方程式)
PV=nRT
P-压强 V-体积 n-物质的量
R-常数 T-热力学温度
式中：热力学温度T（K）= 273 + t (℃)
推论(1): PV=RT
推论(2):PM=ρRT
推论2：同温同压下，任何气体的密度之比=摩尔质量之比（既式量之比）
D=相对密度
D=氧气密度：氢气的密度=氧气的摩尔质量/氧气的气体摩尔体积：氢气的摩尔质量/氢气的气体摩尔体积=氧气的摩尔质量：氢气的摩尔质量
由此推倒出：任何气体的相对密度
D=气体1的密度：气体2的密度=气体1的摩尔质量：气体2的摩尔质量
推论3：同温、同体积，气体的压强之比=分子数之比，即T、V相同，
=
推论4：同温，同压，同体积条件下，不同气体的质量比等于摩尔质量比。设两种气体质量分别为m1、m2，摩尔质量为M1，M2，同T同P同V下，
=
推论5：同温同压同质量，体积与摩尔质量成反比：
=
推论6：同温同体积同质量，压强与摩尔质量成反比：
=
练习见PPT57-70
关于气体式量的计算：见PPT71-84
有关化学反应方程式的计算：PPT85-92

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