第一章 从实验学化学 第二节 化学计量在实验中的应用 气体摩尔体积 黑龙江省庆安一中 孙秀民

[思考] 在实验室或在生产中，对于气态物质常使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系？1mol气态物质占据的体积有多大？

计算1mol固体、液体物质的体积: Fe Al Pb H2O [结论] 相同条件下，1mol不同固体或液体物质的体积是 的。 不相同 体积（ 200 C ）（cm3） 1.83 98 6.02×1023 H2SO4 (纯） 1（40C） 18 H2O 11.3 207 Pb 2.7 27 Al 7.8 56 Fe 密度（200C ）（g/cm3) 1mol物质质量（g） 1mol物质所含微粒数 液 固 状态 物质 53.6 18 18.3 10 7.2 [结论] 相同条件下，1mol不同固体或液体物质的体积是 的。 不相同

[讨论] (1)对于1mol不同的固体和液体物质，为什么它们的体积各不相同呢？ (2)决定物质体积大小的因素有哪些呢？ 【分析】 决定物质体积大小的因素有三个： ①物质的粒子数目； ②粒子的大小； ③粒子之间的距离。 固体、液体物质粒子间间隔很小，在粒子数目相同的情况下，固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定。

[设问] [结论] 在标准状况下，1mol任何气体所占的体积 L。 都约是 22.4 （标准状况：温度为0℃，压强为101KPa） 1.977 44.01 6.02×1023 CO2 1.429 32.00 O2 0.0899 2.016 H2 体积标准状况（L） 密度标准状况（g/L） 1mol气体质量（g） 1mol 气体 所含分子数 气体 物质 1.977 44.01 6.02×1023 CO2 1.429 32.00 O2 0.0899 2.016 H2 体积标准状况（L） 密度标准状况（g/L） 1mol气体质量（g） 1mol 气体 所含分子数 气体 物质 22.4 22.4 22.3 [结论] 在标准状况下，1mol任何气体所占的体积 L。 都约是 22.4

气、液、固体积比较： 体积（ 200 C ）（cm3） 1.83 98 6.02×1023 H2SO4 (纯） 1（40C） 18 H2O 11.3 207 Pb 2.7 27 Al 7.8 56 Fe 密度（200C ）（g/cm3) 1mol物质质量（g） 1mol物质所含微粒数 液 固 状态 物质 53.6 18 18.3 10 7.2 1.977 44.01 6.02×1023 CO2 1.429 32.00 O2 0.0899 2.016 H2 体积标准状况（L） 密度标准状况（g/L） 1mol气体质量（g） 1mol 气体 所含分子数 气体 物质 22.4 22.4 22.3

[实验启示] 气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。 100℃1 mol H2O (g) (3.06×104 mL) (体积扩大1700倍) 0℃1 mol H2O( 18 mL) 气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离大得多。

[讨论] n V T d P 1、决定气体体积大小的主要因素有哪些？ 分子数目（N或n） 取决于 体积（V） 分子间平均距离（d） 2、分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？ d 取决于 V n T P 3、为什么在标准状况下1mol任何气体所占的体积都相同呢？ 标准状况（S.T.P）：温度（0℃、273K）． 压强（101KPa) T.P相同 d相同 Ｖ相同（Ｖ＝２２.４L) .

［小结］ 1.物质体积的大小取决于物质粒子数的多少、粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。 2.当粒子数一定时，固、液态的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。 3.在固态和液态中，粒子本身的大小不同决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。

［讲述］ 气体的体积受温度、压强的影响很大，因此，说到气体的体积时，必须指明外界条件。 对于气体来说，我们用得更多的是气体的体积，而不是质量，且外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，这给我们测定气体提供了很大的方便，为此，我们专门引出了气体摩尔体积的概念。这也是我们本节课所学的重点。

气体摩尔体积： 概念：单位物质的量气体所占的体积。 Vm= V n 符号为Vm 公式： 常用单位有L/mol(L·mol-1)和m3/mol。 22.4L (标准状况） 6.02×1023分子 标准状况下气体摩尔体积要点： 条件：标准状况 （S.T.P） 对象：任何气体 物质的量：1mol 0.282m 结论 体积约占 22.4Ｌ 标准状况下的气体摩尔体积示意图

［小结］ 1.为了研究的方便，科学上把温度为0℃、压强为101kPa规定为标准状态，用S·T·P表示。 2.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。 3.同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。 4.标准状况下，气体的体积约为22.4L·mol-1；25 ℃、101KPa下，气体摩尔体积约为 24.5L·mol-1。

［判断正误］ 1.标况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 2.1 mol气体的体积约为22.4 L。 错误，物质应是气体 。 2.1 mol气体的体积约为22.4 L。 错误，未指明条件——标准状况 。 3.标况下，1 mol O2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4 L。 正确，气体体积与分子种类无关。 4.22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。 错误，未指明气体体积是否在相同条件下测定 。 5.任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L。 错误，与温度和压强有关，如标准状况下约是 22.4L。 6.只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L。 错误，不一定，与温度和压强有关。

[练习] 下列说法正确的是（ ） （A）在标准状况下，1 mol水和1mol H2的体积都约是22.4 L 下列说法正确的是（ ） （A）在标准状况下，1 mol水和1mol H2的体积都约是22.4 L （B）2 g H2和44 g CO2的体积相等 （C）1mol某气体的体积为22.4 L，则该气体一定处于标准状况 （D）在标准状况下，1g H2和11.2 L O2的物质的量相等 D

在一定温度和压强下，并不一定是标准状况，1mol不同的气体体积是否相同？ [讨论] 在一定温度和压强下，并不一定是标准状况，1mol不同的气体体积是否相同？ 在同温同压下，相同分子数的气体，其体积 （ ）； 相同 在同温同压下，体积相同的气体，其分子数（ ）； 相同 在同温同压下，气体体积的大小与分子数目成（ ）比。 正 [练习] 在同温同压下，相同质量的下列气体，占有的体积由大到小的顺序是 ③>②>⑤>④>① ①Cl2 ②N2 ③H2 ④CO2 ⑤O2

[讨论] ① V=m/ρ (V=m/M×Vm；V=N/NA×Vm) ②V=n×Vm 请列出标准状况下求算气体体积可能的方法： [练习] 在标准状况下： （1）0.5molHCl占有的体积是多少？ （2）33.6LH2的物质的量是多少？ （3）16gO2的体积是多少？ （4）44.8LN2中含有的N2分子数是多少？ （11.2L） （1.5mol） （11.2L） （2×6.02×1023个）

思考： 同温同压下，如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢?所含的分子数呢? 因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变，各种气体在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。所以，同温同压下，相同体积气体的物质的量相等。所含的分子个数也相等。这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，成为定律，叫阿伏加德罗定律。

阿伏加德罗定律： 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分子。 由上述定律我们可以推出如下推论： 同温同压下： 影响物质的体积的因素有多种，对于气体，相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积。为此，引入了气体摩尔体积的概念，标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22.4 L·mol－1。只要同学们正确掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义，就很容易做气体的质量和体积之间的相互换算。

课堂小结 2.标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点： 1、气体摩尔体积 概念：单位物质的量气体所占的体积。 公式： Vm= n 常用单位有L/mol(L·mol-1)和m3/mol。 2.标准状况下的气体摩尔体积(Vm=22.4L/mol)理解要点： 条件：标准状况（S.T.P） 对象：任何气体 物质的量：1mol

m n ÷ρ V 3.求标况下的体积： ①V=m/ ρ ②V=n×Vm（V=m/M×Vm、V=N/NA×Vm） 4、有关“物质的量”的计算关系： 分子 离子 电子 原子 质量 物质的量 微粒数 质子 中子 ÷M ×M ×NA ÷NA m n N ÷ρ ×vm ÷Vm×NA ÷vm × ρ Vm×NA÷ V (标况）

祝同学们学习进步! 再 见