1、- 1 -化学计量在实验中的应用（第 2 课时）【学习目标】1.知道影响气体体积大小的因素；2. 能说出气体摩尔体积的含义；3. 能运用气体摩尔体积的计算公式进行简单的计算。【学习过程】物质的体积与组成物质粒子有什么关系？物质 物质的量（mol） 质量（g） 密度（gcm 3 ） 体积（cm 3）Fe 1 56 7.8 7.2Al 1 27 2.7 10H2O 1 18 1.0 18H2SO4 1 98 1.83 53.6H2 1 2 0.0899 22.4O2 1 32 1.429 22.4CO2 1 44 1.977 22.3（1）总结规律：相同条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积：固
2、体液体气体。相同条件下，相同物质的量的气体体积近似相等，而固体、液体却不相等。（2）决定物质体积大小的因素：物质粒子数的多少；物质粒子本身的大小；物质粒子之间距离的大小。（3）决定气体体积大小的因素：气体分子间平均距离比分子直径大得多，因此，当气体的物质的量(粒子数)一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。（4）影响气体分子间平均距离大小的因素：温度和压强，温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。当温度和压强一定时，气体分子间的平均距离大小几乎是一个定值，故粒子数一定时，其体积是一定值。1. 气体摩尔体积：一定的温度和压强下，单位物质的量气体所占的体积叫气体摩尔体积。V m
3、V/n，单位为 Lmol-1和 m3mol-1。- 2 -（1）标准状况即 0、1 个大气压（101 kPa） ，简写为 STP。（2）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。任何气体包括纯净气体和混合气体。（3）标准状况下，气体的摩尔体积约为 22.4 Lmol-1。（4）气体摩尔体积受温度和压强的影响，不同条件下，气体的摩尔体积可能不同，标况下约为 22.4 Lmol-1，但不是标况时也可能是 22.4 Lmol-1(比如温度高于 0，压强小于 101 kPa)。2. 阿伏加德罗定律：（1）定义：相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。 （即同
4、温同压同体积同分子数）（2）推论：(n:物质的量；：气体的密度；M：气体的摩尔质量；V：气体的体积；m：气体的质量；N：气体的分子数)同温、同压下：V 1/V2 n 1/n2 N 1/N2 同温、同体积下：P 1/P2 n 1/n2 N 1/N2同温、同压下： 1/ 2 (M 1/M2) (m2/m1) 同温、同压、同体积下：m 1/m2 M 1/M2同温、同压、同质量下：V 1/V2 M 2/M1 同温、同体积、同质量下：P 1/P2 M 2/M1（1）标准状况下的气体摩尔体积：- 3 -（2）计算公式： n (标准状况)。mM NNA V22.4（3）若没有给出标准状况下，不能直接应用 2
5、2.4Lmol1 进行计算；已知在标准状况下，而给出的是非气体物质（如 H2O） ，不能直接应用 22.4Lmol1 进行计算。【当堂检测】1. 下列说法中正确的是 ( )A标准状况下，22.4 Lmol 1 就是气体摩尔体积B1 mol H 2的质量只有在标准状况下才约为 2 gC标准状况下，18 g 水的体积为 22.4 LDH 2和 O2的混合气体 1 mol 在标准状况下的体积约为 22.4 L 2. 在标准状况下，与 12 g H2的体积相等的 N2的( )A质量为 12 g B物质的量为 6 mol C体积为 22.4 L D物质的量为 12 mol3. 标准状况下，下列物质占体积
6、最大的是( )A98 g H 2SO4 B6.0210 23个 CO2 C44.8 L HCl D6 g H 24. (1)9.031023个 CH4中，含_mol 碳原子，_mol 氢原子，_mol 质子，_mol 电子，与_个 NH3含有相同数目的氢原子，标准状况下 9.031023个 CH4所占的体积为_。(2)相同温度和压强下，等质量的 SO2和 O2。二者体积比为_，分子个数比_，密度比_。(3)标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体 8.96 L，其质量为 7.60 g，则混合气体平均相对分子质量为_；混合气体中甲烷的体积为_；一氧化碳的质量为_。5. 对一定量气体体积的探究。已知
7、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 /LH2 0 ，101 kPa 22.4O2 0 ，101 kPa 22.4CO 0 ，101 kPa 22.4H2 0 ，202 kPa 11.2CO2 0 ，202 kPa 11.2N2 273 ，202 kPa 22.4NH3 273 ，202 kPa 22.4(1)从上表分析得出的结论：1 mol 任何气体，在标准状况下的体积都约为_。1 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。(2)理论依据：相同条件下，1 mol 任何气体的体积几乎相等，原因是_，_。- 4
8、 -(3)应用：在标准状况下，4 g O 2的体积为多少升？(写出计算过程)答案与解析题号 答案 解析1 D气体摩尔体积是指一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积，22.4 Lmol1 仅是标准状况下气体摩尔体积的近似值，A 项不正确；1 mol H2的质量与是否是标准状况无关，B 项不正确；标准状况下，水不是气体，18 g 水的体积不是22.4 L，C 项不正确2 Bn(H2) 6 mol，则标准状况下 n(N2)也应12 g2 g/mol为 6 mol，6 mol N2的质量为 6 mol28 g/mol168 g，在标准状况下的体积为 622.4 L3 D A 中 H2SO4为
9、液态，体积较小；B 中 n(CO2)1 mol，体积为 22.4 L；D 中 n(H2)3 mol，体积为322.4 L4(1)1.5 6 15 15 1.2041024(或 2NA) 33.6 L(2)12 12 21(3)19 6.72 L 2.8 g（1） n(CH4) 1.5 NNA 9.0310236.021023 mol 1mol，所以含有 1.5 mol 碳原子，6 mol 氢原子；由于每个 CH4分子中含有 10 个质子和 10 个电子，所以含质子、电子的物质的量均为 15 mol，2 mol NH3中含有 6 mol H,2 mol NH3的分子个数为 2 NA，即 1.20
10、41024。(2)二者的摩尔质量之比为21，等质量时物质的量之比为 12，由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为12，密度之比为 21。(3)混合气体的物质的量为 0.4 mol， 19 8.96 L22.4 Lmol 1 M mn 7.60 g0.4 molgmol1 ，平均相对分子质量为 19，设 CO 的物质的量为 x，则有：7.60 g x28 gmol1 (0.4 mol x)16 gmol1 ，求得 x0.1 mol。 n(CH4)0.3 mol， V(CH4)6.72 L， m(CO)- 5 -0.1 mol28 gmol 1 2.8 g5(1)22.4 L 不一定(2)
11、气体分子数目相等 相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等(3)V(O2) n22.4 Lmol1 22.4 mMLmol1 224 g32 gmol 1.4 Lmol1 2.8 L(1)从表中的数据可以看出：1 mol 任何气体在标准状况下，体积都约为 22.4 L；1 mol 不同气体，在不同条件下，体积不一定相同。(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且 1 mol 气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 mol 任何气体的体积几乎相等。(3)4 g O2的物质的量 n(O2) 0.125 4 g32 gmol 1mol。在标准状况下的体积为 0.125 mol22.4 Lmol1 2.8 L
