【化学】3.2《气体摩尔体积》(旧人教版必修1)ppt课件

1、1气体摩尔体积和阿伏加德罗定律气体摩尔体积和阿伏加德罗定律2教材导读教材导读 一决定物质体积大小的因素一决定物质体积大小的因素 物质体积大小主要取决于物质体积大小主要取决于 、 、 。构成液态、固态物质的粒子间的距离是很小的，在粒子数目一。构成液态、固态物质的粒子间的距离是很小的，在粒子数目一定时，固态、液态物质的体积主要决定于定时，固态、液态物质的体积主要决定于 ，由于构成不同物，由于构成不同物质的质的 是不同的，所以，它们的体积也就有所不同。气体分子是不同的，所以，它们的体积也就有所不同。气体分子间有间有 _的距离，各种气体在一定温度和压强下，分子间的的距离，各种气体在一定温度和压强下，分

2、子间的_几乎是相几乎是相等的，因此，在一定的温度和压强下，气体体积的大小只随等的，因此，在一定的温度和压强下，气体体积的大小只随 的的多少而变化。多少而变化。 粒子多少粒子多少粒子间距粒子间距粒子本身大小粒子本身大小粒子本身大小粒子本身大小粒子本身大小粒子本身大小间距间距分子分子较大较大31 1、 气体摩尔体积气体摩尔体积 （ “VmVm”) )定义：单位物质的量定义：单位物质的量( (即即1 mol)1 mol)的气体具有的体积。在标准状况下，的气体具有的体积。在标准状况下，1mol1mol的任何气体所占的任何气体所占的体积都约是的体积都约是22.4L22.4L，这个体积叫做标准状况下气体的

3、摩尔体积。，这个体积叫做标准状况下气体的摩尔体积。符号：符号： Vm单位：单位： Lmol-1公式：公式： 理解：理解：（1 1）它只适用于气体（单一或混合气体都可以）。）它只适用于气体（单一或混合气体都可以）。（2 2）标准状况下（）标准状况下（0 0 ，1.011.0110105 5PaPa）。）。（3 3）气体的物质的量为）气体的物质的量为molmol时，体积都约为时，体积都约为22.4L22.4L。nVVm 45定义定义: : 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数。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数。 即同即同T T、 P P时，当

4、时，当V V相同时，相同时，N N、n n（气体）相同。（气体）相同。 2.2.阿伏加德罗定律和推论（仅适用于气体）阿伏加德罗定律和推论（仅适用于气体）特别提醒：特别提醒： 阿伏伽德罗定律主要是应用于不同气体之间的比较，也可以是同一种气体的比较，阿伏伽德罗定律主要是应用于不同气体之间的比较，也可以是同一种气体的比较，被比较的气体可以是纯净气体，也可以是混合气体被比较的气体可以是纯净气体，也可以是混合气体6根据理想气体的状态方程推理：根据理想气体的状态方程推理：PV=nRT=mRT/M（R R为常数）为常数）（1 1）同）同T T、P P： V1/V2 = n1/n2 = N1/N2（2 2）同

5、）同T T、V V： P1/P2 = n1/n2（3 3）同）同T T、P P： 1/2 = M1/M2（4 4）同）同T T、P P、V V： （5 5）同）同T T、P P、m m： V1/V2 = M2/M1 1:2=n2:n1（6 6）同）同T T、V V、m m： P1/P2 = M2/M11 1、正确理解并灵活运用阿伏加德罗定律及其推论：、正确理解并灵活运用阿伏加德罗定律及其推论：m1:m2=M1:M2=d1:d2=D72 2、气体的相对分子质量求算方法：、气体的相对分子质量求算方法：（1 1）标态密度法：）标态密度法：Mr = 22.4（2 2）摩尔质量法：）摩尔质量法：Mr =

6、 m/n（3 3）相对密度法：同）相对密度法：同T T、P P：1/2=M1/M2（4 4）物质的量分数或体积分数法：）物质的量分数或体积分数法： Mr=Mr1a1+Mr2a2Mr3a3，其中，其中a a为物质的量分数。为物质的量分数。8实战演练实战演练 1、1 mol Cl2和和36.5g HCl气体相比较，两者的体积关系是（气体相比较，两者的体积关系是（ ）A A前者大前者大 B B后者大后者大 C C相等相等 D D不能确定不能确定【解析解析】 两气体的状态未定，无法比较体积大小。两气体的状态未定，无法比较体积大小。D92在标准状况下在标准状况下,6.72L NO2通过水后通过水后, ,

7、收集到收集到5.04 L气体气体,则被氧化的则被氧化的NO2体积体积为为 。【解析解析】 3NO2+H2O=2HNO3+NO，每差每差2 2个体积，则被氧化的个体积，则被氧化的NO2为为2个体积个体积，所以被氧化的所以被氧化的NO2为为1.68 L。1.68L103(2003(2003年宁波市理综试题年宁波市理综试题) )下列关于气体的说法中，正确的是下列关于气体的说法中，正确的是 ( )( ) A A、气体的体积等于气体分子的体积之和、气体的体积等于气体分子的体积之和 B B、气体的温度升高说明它的所有分子的动能、气体的温度升高说明它的所有分子的动能 都增大都增大 C C、一定质量的某种气体

8、，温度不变、体积增、一定质量的某种气体，温度不变、体积增 大时，它的压强一定减小大时，它的压强一定减小 D D、一定质量的某种气体，体积不变，压强、一定质量的某种气体，体积不变，压强 增大时，它的温度可能不变增大时，它的温度可能不变C解析：气体的体积取决于分子间的平均距离，而不是本身分子的大小解析：气体的体积取决于分子间的平均距离，而不是本身分子的大小，A不正确不正确；影响气影响气体温度的因素有多种，温度升高，它的所有分子的动能不一定增大体温度的因素有多种，温度升高，它的所有分子的动能不一定增大，B不正确；由阿伏加不正确；由阿伏加德罗定律及推论，可知德罗定律及推论，可知C正确正确，D不正确不正

9、确。114 4常温下把常温下把NH3、O2、HCl、CO按体积比按体积比12341234混合混合, ,计算混合气体的密度是同计算混合气体的密度是同条件下条件下H H2 2的多少倍的多少倍? ? 【解析解析】 气体混合后，气体混合后，NH3与与HCl发生反应，剩余气体为发生反应，剩余气体为O2、HCl、CO，其体积比为：，其体积比为：224224即即112112。平均相对分子质量为：。平均相对分子质量为：(32+36.5+28(32+36.5+282)/4=31.1252)/4=31.125，对，对H H2 2的相对密度的相对密度为：为：31.125/2=15.631.125/2=15.6。【答

10、案答案】15.615.6倍倍12能力能力思维思维方法方法 【例例1 1】( (全国高考题全国高考题) )根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述中正确的是根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述中正确的是 ( )( )A A、同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质、同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质 量之比量之比B B、同温同压下两种气体的物质的量之比等于密、同温同压下两种气体的物质的量之比等于密 度之比度之比C C、同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比、同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比D D、同温同体积下两种气体的物质的量之比等于、同温同体积下两种气体的物质的量之比等于 压强之比压强

11、之比CD13【例例2】（全国高考题）在某温度时，一定量的元素（全国高考题）在某温度时，一定量的元素A A的氢化物的氢化物AHAH3 3，在一定体积的密闭，在一定体积的密闭容器中可以完全分解成两种气态单质，此时压强增加了容器中可以完全分解成两种气态单质，此时压强增加了75%75%。则。则A A单质的一个分子中单质的一个分子中有有 个个A A原子，分解反应的化学方程式是原子，分解反应的化学方程式是 。4AH3A4+6H2414【解析解析】 AH AH3 3分解成两种气态单质后，在密闭容器内压强增加了分解成两种气态单质后，在密闭容器内压强增加了75%75%，是本题给出的惟一条件。，是本题给出的惟一条

12、件。在考虑解题途径时，要想到题目的要求是确定单质在考虑解题途径时，要想到题目的要求是确定单质A A的分子中原子数。微观的粒子数的分子中原子数。微观的粒子数与物质的量有联系，而联系物质的量或粒子数与压强之间的关系是阿伏加德罗定律。与物质的量有联系，而联系物质的量或粒子数与压强之间的关系是阿伏加德罗定律。这样，就决定了应用阿伏加德罗定律，结合题目所给出的压强改变，就成为解出此题这样，就决定了应用阿伏加德罗定律，结合题目所给出的压强改变，就成为解出此题的基本理论依据。的基本理论依据。 按照阿伏加德罗定律，在温度、体积都不变的条件下，气态物质的压强与其物质的按照阿伏加德罗定律，在温度、体积都不变的条件

13、下，气态物质的压强与其物质的量成正比。量成正比。 15【答案答案】4 4、4AH4AH3 3A A4 4+6H+6H2 2【解题回顾解题回顾】 本题通过无机化合物的分解反应，来考查考生确定无机物的能力，比较灵活，有本题通过无机化合物的分解反应，来考查考生确定无机物的能力，比较灵活，有新意。题目中所给出的条件只是反应后压强增大了新意。题目中所给出的条件只是反应后压强增大了75%75%这个惟一的数据，要挖掘出隐这个惟一的数据，要挖掘出隐藏在这个条件之后的是阿伏加德罗定律，并灵活运用阿伏加德罗定律解决新情境下的藏在这个条件之后的是阿伏加德罗定律，并灵活运用阿伏加德罗定律解决新情境下的问题。问题。16

14、【例例3】 (全国高考题全国高考题)在一定体积的密闭容器中放入在一定体积的密闭容器中放入3L气体气体R和和5L气体气体Q,在一定条件下在一定条件下发生反应发生反应: 2R+5Q=4X+nY 反应完全后反应完全后, ,容器温度不变容器温度不变, ,混合气体的压强是原来的混合气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中则化学方程式中n n值是值是 ( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5【解析解析】2R + 5Q 4X + nY 3(余余) 5 4 n同同T、V条件下条件下 P正比于正比于n，则则87.5%/1=(4+n+1)/8， n=2【解题回顾解题回顾】 同温同体积时同温同体积时, ,

15、气体的压强比等于其物质的量之比。反应后的压强小于反应前气体的压强比等于其物质的量之比。反应后的压强小于反应前, ,则该反则该反应是气体的物质的量减小的反应。则有应是气体的物质的量减小的反应。则有: 2+54+n, n3,选选A。 171.由由CO2、H2和和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。 则该混合气体中则该混合气体中CO2、H2和和CO的体积比为的体积比为 A 29:8:13 B 22:1:14 C 13:8:29 D 26:16:57解析解析 同温同压下混合气体与氮气的密度相同，则该混合气体的平均摩尔质同温同压下混合气体与氮气的密度相

16、同，则该混合气体的平均摩尔质量为量为28 gmol1，混合气体中，混合气体中CO的摩尔质量是的摩尔质量是28 gmol1，因此在混合气体中，因此在混合气体中CO的体积可为任意值，的体积可为任意值，CO2和和H2混合后的平均摩尔质量为混合后的平均摩尔质量为28 gmol1。求。求CO2和和H2有两种方法有两种方法:CD巩固练习巩固练习18方程法方程法 设混合气体中设混合气体中CO2和和H2的体积分别为的体积分别为x、y。44 gmol1 (x/x+y) +2 gmol1 (y/x+y) = 28 gmol1 十字交叉法：十字交叉法：192.2.体积相同的容器，一个盛有体积相同的容器，一个盛有NO

17、NO，另一个盛有，另一个盛有N N2 2和和O O2 2 ，在同温同压下两容器内的气体，在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的一定具有相同的 A A、原子总数、原子总数 B B、质子总数、质子总数 C C、分子总数、分子总数 D D、质量、质量 解析解析 NO NO、N N2 2和和O O2 2均为双原子分子，质子总数分别为均为双原子分子，质子总数分别为1515、1414、1616，相对分子质量分，相对分子质量分别为别为3030、2828、3232；在同温同压下相同体积的气体中所含的分子数相同，故它们的分子总数；在同温同压下相同体积的气体中所含的分子数相同，故它们的分子总数相同、原子总数相同

18、，而质子总数和质量不同。相同、原子总数相同，而质子总数和质量不同。AC203.在在150150时碳酸铵可以受热完全分解，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是时碳酸铵可以受热完全分解，则其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的几倍相同条件下氢气密度的几倍A A 9696倍倍B B4848倍倍 C C1212倍倍D D 3232倍倍 解析解析 150时碳酸铵受热完全分解的化学反应方程式为：时碳酸铵受热完全分解的化学反应方程式为：(NH4)2CO3 =2NH3+H2O+CO2 ，根据质量守恒定律，反应前，根据质量守恒定律，反应前1 mol即即96 g碳酸铵受热完全分解，则碳酸铵

19、受热完全分解，则反应后所生成混合气体的质量亦应为反应后所生成混合气体的质量亦应为96 g。所以，反应后生成混合气体的平均相对分子质。所以，反应后生成混合气体的平均相对分子质量为量为M(混混)=96/4=24.又根据阿伏加德罗定律之推论，气体间的密度之比等于相对分子质量又根据阿伏加德罗定律之推论，气体间的密度之比等于相对分子质量之比，则有：之比，则有：(混）混）/（H2） =Mr(混）混）/Mr(H2)=24/2=12倍。倍。(混)=C214.4.一定量的液态化合物一定量的液态化合物XY2，在一定量，在一定量O2中恰好完全反应：中恰好完全反应：XY2（l） + 3O2 (g) =XO2 (g)

20、+ 2YO2 (g) (g) ，冷却后在标准状况下，测得生成物的体积为冷却后在标准状况下，测得生成物的体积为672 mL，密度为，密度为2.56 gL1，则，则（1 1）反应前）反应前O O2 2的体积为的体积为_。（2 2）化合物）化合物XYXY2 2的摩尔质量是的摩尔质量是_（3 3）在）在XYXY2 2分子中，分子中，X X、Y Y两元素质量比为两元素质量比为3:163:16， 则则X X、Y Y两元素分别为两元素分别为_和和_（写元素名称）（写元素名称）672ml 76 gmol1 碳碳 硫硫225.5.在一个密闭固定容积的容器中盛有在一个密闭固定容积的容器中盛有11gX11gX气体气

21、体(X(X的摩尔质量为的摩尔质量为44g/mol)44g/mol)时时, ,压强为压强为1 110104 4PaPa。如果在相同温度下，把更多的气体。如果在相同温度下，把更多的气体X X充入容器，使容器内压强增至充入容器，使容器内压强增至5 510104 4PaPa，这时容器内气体这时容器内气体X X的分子数约为（的分子数约为（ ）A3.31025 B3.31024 C7.51023 D7.51022解析解析起始条件下气体的物质的量容易求出起始条件下气体的物质的量容易求出,即即11g/(44g gmol l1 1)=0.25mol,则终态的物质则终态的物质的量为的量为445100.251.25

22、1 10PamolmolPa,分子个数为分子个数为1.25mol6.02mol11023=7.51023C23【例例4 4】 一个密闭容器一个密闭容器, ,容积为容积为2V L,2V L,中间用厚度不计的隔板把它隔成容积均为中间用厚度不计的隔板把它隔成容积均为VLVL的两的两部分部分, ,分别装入温度都是分别装入温度都是150150的乙炔和氧气的乙炔和氧气( (如下图如下图) )。已知乙炔的压强为。已知乙炔的压强为P P1 1, ,氧气的压氧气的压强为强为P P2 2, ,将隔板打开后引燃将隔板打开后引燃, ,使它们充分反应后再恢复到原来的温度时使它们充分反应后再恢复到原来的温度时, ,容器内

23、的压强变容器内的压强变为为P P0 0。已知。已知: :氧气充足时氧气充足时: :2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(g)氧气不足时氧气不足时: :2C2H2(g)+3O2(g) 4CO(g)+2H2O(g) 请通过计算将适当的数值填入下表的空格中请通过计算将适当的数值填入下表的空格中: : 点燃点燃点燃点燃原来原来P P1 1与与P P2 2之比之比P P0 0与与P P1 1之比之比反应后反应后COCO2 2在混合气体中所占的体积分数在混合气体中所占的体积分数25251313232332320.6670.66774740.5710.57132320 024原来原来P

24、P1 1与与P P2 2之比之比P P0 0与与P P1 1之比之比反应后反应后COCO2 2在混合气体中所占的体积分数在混合气体中所占的体积分数252513132323【解析解析】 P1 P2=2 5 恰好按第一式反应恰好按第一式反应体积分数为体积分数为4/(4+2)=0.667 P0 P1=(6/2) 2=3 2(这样理解这样理解 保持保持T T、V V不变不变,则则P与与n成正比成正比, ,设反应后的体积为设反应后的体积为VL，则反应后的气体则反应后的气体6 mol,分为分为2个个3 mol。) 另另: :由由PV=nRT 得得P02V=6RT、P1V=2RT P0/P1=3/23232

25、0.6670.66774740.5710.57132320 025【解题回顾解题回顾】 理解并运用阿伏加德罗定律，同理解并运用阿伏加德罗定律，同T T、V V时压强比即为物质的量之比，结合反应式确时压强比即为物质的量之比，结合反应式确定可发生的反应，再依据方程式求解定可发生的反应，再依据方程式求解32320.6670.66774740.5710.57132320 0P1 P2=1 32 5,反应按第一式进行反应按第一式进行 点燃点燃 2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(g) 1 2.5 2 1 二氧化碳体积分数为二氧化碳体积分数为:2/2+1+(3-2.5)=57.1%

26、P0 P1=(3-2.5)+2+1/2 1=7 4P1 P2=2 3恰好按第二式反应，恰好按第二式反应， 体积分数为体积分数为:0 P0 P1=(4+2)/2 2=3 2。26延伸延伸拓展拓展 【例例5 5】（20002000年全国理综试题）在年全国理综试题）在2525，101 kPa101 kPa条件下，将条件下，将15 L O15 L O2 2通入通入10 L CO10 L CO和和H H2 2的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。（1 1）若剩余气体的体积是）若剩余气体的体积是15L15L，则原，则原COC

27、O和和H H2 2的混的混 合气体中：合气体中：V(CO)=V(CO)= ，V(HV(H2 2)=)= 。（2 2）若剩余气体的体积为）若剩余气体的体积为a La L，则原，则原COCO和和H H2 2的混的混 合气体中合气体中V(CO) V(HV(CO) V(H2 2) =) = 。（3 3）若剩余气体的体积为）若剩余气体的体积为a La L，则，则a a的取值范围的取值范围 是是 。5 L5 L(a-10)/(20-a)10a2027【解析解析】 此题的命题意图：以此题的命题意图：以H H2 2、COCO燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具体到一般的推理燃烧反应为载体考查化学计算能力及由具

28、体到一般的推理能力。审题关键是：能力。审题关键是：2CO+O2CO+O2 2=2CO=2CO2 2，2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，反应物之间化学计量数比相同，推知，反应物之间化学计量数比相同，推知完全燃烧，耗完全燃烧，耗O O2 2体积是体积是H H2 2、COCO混合气体体积混合气体体积1/21/2。H H2 2、COCO比值与比值与O O2 2剩余无关，一定剩余剩余无关，一定剩余10 10 L L。剩余气体混合物经干燥，一定不含。剩余气体混合物经干燥，一定不含H H2 2O O，混合气体成分为，混合气体成分为COCO2 2、O O2 2。1 1：剩余气体：剩余气体1

29、5 L15 L，其中，其中O O2 2为为10 L10 L，则，则V(COV(CO2 2)=5 L)=5 L，V(HV(H2 2)=10 L-V(CO)=10 L-V(CO2 2)=5 L)=5 L。V(COV(CO2 2)=V(CO)=5 L)=V(CO)=5 L。2 2：剩余气体为：剩余气体为a La L，则其中，则其中COCO2 2为为V(COV(CO2 2)=aL-10L)=aL-10L，V(CO)=V(COV(CO)=V(CO2 2)=(a-10)L)=(a-10)L，V(HV(H2 2)=10L-)=10L-V(CO)=10L-(a-10) L=20L-aLV(CO)=10L-(a-10) L=20L-aL，V(CO)/V(HV(CO)/V(H2 2)=(a-10)/(20-a)=(a-10)/(20-a)。28（3 3）解法）解法1 1、常规解法、常规解法 设设10 L10 L混合气体中混合气体中CO体积为体积为x Lx L，生成，生成CO2体积为体积为x Lx L，剩余气体，剩余气体a=10+xa=10+x，因为，因为0 0 x x1010，所以，所以1010a a2020。解法解法2 2、极端假设法、极端假设法假设假设CO为为10 L，则生成，则生成CO2为为10 L, , a=10 L+10 L=20