衔接点 18 气体摩尔体积 影响物质体积的因素 （1）宏观因素：温度、压强 （2）微观因素：微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离 （3）决定固体或液体体积的主要因素：微粒的数目、微粒的大小 （4）决定气体体积的主要因素：微粒的平均距离、温度、压强 　1．构成物质的微粒间的距离的特点 　　a．固体或液体构成它们的微粒间的距离是很小的，这些微粒只在平衡位置振动或在一定范围内流动 ， 它们的体积是由构成它们的微粒的多少决定的。 　　b．气体构成气体的分子在做无规则的热运动。分子自身的大小与分子间的距离甚至可以忽略不计 （一般气体的分子直径约是 4× 10  10 m，而分子间的平均距离约是 4× 10 9 m）。气体的体积主要决定于微 粒的多少和分子间的平均距离。在相同的温度和压强下气体分子间的平均距离是相同的，一定数目气体分 子的体积也是相同的。） 　　2．气体摩尔体积 （1）定义：单位物质的量的物质所占的体积 （2）符号：Vm 单位：L·mol－1. m3·mol－1 （3） 物质的量(n)、气体摩尔体积(Vm)、气体体积(V)的关系：V＝n·Vm ① 气体摩尔体积的数值与温度和压强有关 ② 温度和压强一定时，1mol 任何气体的体积都约为一个定值 ③ 说明了温度和压强以及气体的物质的量共同决定了气体的体积，而气体分子本身的大小对气体体积 的影响很小 ④ 气体摩尔体积比标准状况下气体摩尔体积的范围广 （4）标准状况数值：22.4 L·mol－1 5 即在标准状况（1.01× 10 Pa， 273K），1 mol 任何气体体积约为 22.4L 　注意事项： ① 该物质必须是气态的，而不是固态或液态的。 　　②不论是纯净气体，还是混合气体 　　③“约是”由于气体分子间的作用力即使是在相同条件下也有所不同，分子间的平均距离就会有所不同 ， 1mol 气体在相同状况下的体积当然会有所不同。 ④ 标准状况下任何气体的气体摩尔体积为 22.4 L·mol－1 ⑤ 非标准状况下气体摩尔体积可能是 22.4 L·mol－1，也可能不是 22.4 L·mol－1。1 mol 气体 的体积若为 22.4 L，它所处的状况不一定是标准状况，如气体在 273℃和 202 kPa 时，Vm 为 22.4 L·mol－1。 （5）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具有相同的分子数 ② 阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大小 ③ 阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的关系：气体摩尔体积是阿佛加德罗定律的一种特殊情况 A.主要是应用于不同气体之间的比较，也可以同一种气体的比较； B.被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气体。 ④ 阿伏加德罗定律的重要的四个推论 1) 压强之比 A.算式推导： P1 n1 N1   P2 n2 N 2 B.语言表达：同温同体积时，任何气体的压强之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比 2) 体积之比 A.算式推导： V1 n1 N1   V2 n 2 N 2 B.语言表达：同温同压时，任何气体的体积之比都等于其物质的量之比，也等于其分子数之比 3) 质量之比 A.算式推导： m1 M 1  m2 M 2 B.语言表达：同温同压同体积时，任何气体的质量之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之 比 4) 密度之比 A.算式推导：①  1 V2 n 2    2 V1 n1 ；② 1 m1 M 1    2 m2 M 2 B.语言表达： ①A.相同质量的任何气体的密度之比都等于其体积的反比； B.同温同压下等质量的任何气体的密度之比都等于其物质的量的反比，也就是其分子个数之比。 ②A.同体积的任何气体的密度之比都等于其质量之比； B.同温同压同体积时，任何气体的密度之比都等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比。 （6）克拉珀珑方程 ① 克拉珀珑方程又称为理想气体的状态方程，它同样忽略了气体分子本身的大小 ② 克拉珀珑方程： PV nRT  P ③ 克拉珀珑方程的变形： m RT M NRT mRT RT   N AV VM M ④ 克拉珀珑方程比阿伏加得罗定律更准确的描述了气体的压强、体积、物质的量和温度之间的关系， 其应用范围更广：A.可以做单一气体的计算；B.可以做不同气体的比较计算；C.计算以及比较计算的条件 还可以不同 实验探究 例．测定 1 mol 氧气在标准状况下所占体积的实验操作步骤如下： ① 按下图装配实验装置 ② 洗净试管然后充分干燥 ③ 向 500 mL 烧瓶里装满水，向 500 mL 烧杯里加入少量水，把连接烧瓶和烧杯的玻璃管 A、橡皮管 B 和玻璃管 C 中也装满水，在中间不要留下气泡，然后用弹簧夹把橡皮管 B 夹紧 ④ 称得试管的质量为 14.45 g，往试管里加入 KClO3 和 MnO2 的混合物，再称其质量为 15.95 g ⑤ 打开弹簧夹，把烧杯举起使烧瓶和烧杯中的水面一致，再关闭弹簧夹，然后把烧杯中的水倒掉 ⑥ 打开弹簧夹，加热试管的混合物到不再产生气体，即水不再流向烧杯时为止 ⑦ 反应完毕后把装置放置冷却到室温 ⑧ 调节烧杯的高度使烧瓶和烧杯中的水面一致，然后再关闭弹簧夹 ⑨ 用 500 mL 量筒测量烧杯里水的体积为 285.0 mL，把它换算为标准状况下氧气的体积为 279.7 mL ⑩ 再称量冷却后试管的质量为 15.55 g （1）在操作⑦中，装置冷却时，玻璃管 C 的出口一直要在烧杯的水中，不能离开水面，其理由是___ _______________________________________________________________________________________。 （2）简述操作⑧的必要性，即为什么要调节烧杯的高度，使烧瓶和烧杯中的水面一致？ ___________________________________________ ___________。 （3）标准状况下，1 mol 氧气所占的体积(保留小数点后两位)为________L；混合物中 MnO2 的质量分 数为________。 实验探究 【答案】 （1）温度降低时，少瓶内压强降低，烧杯内的水就会回流，从而可以准确地求出气体的体积。此时若玻 璃管 C 出口在页面外，则会有一部分空气进入烧瓶，使得测量结果不准确。 （2）如果烧瓶中压强和外界压强不一致，就不能准确地求出气体体积。 （3）22.38 32% 求气体摩尔质量的常用方法 （1）根据标准状况下气体密度()　M=×22.4 （2）根据气体的相对密度(D=1/2)　M1/M2=D 说明　气体的相对密度是指在同温同压下两种气体的密度之比即 m （3）根据物质的量(n)与物质的质量(m)　M= n （4）根据一定质量(m)物质中的微粒数(N)和阿伏加德罗常数(NA)　M= NA.m/N （5）根据化学方程式结合质量守恒定律 （6）混合气体平均摩尔质量 ① 仍然成立； ② 还可以用下式计算： 。 —— M=M1×a%+M2×b%+M3×c%… M1. M2. M3……分别表示混合气体中各组成成分的摩尔质量，a%、b%、c%……分别表示 各组成成分所占混合气体的体积分数(即物质的量分数)。 思维的准确性训练(Accuracy of thinking training) 1．相同物质的量的各固体或液体的体积并不相同，其主要原因是 A．微粒大小不同 B．微粒质量不同 C．微粒间距离不同 ( ) D．微粒间作用力不同 2．决定一定物质的量的气体体积大小的主要因素是 A．气体分子的大小 ( ) B．气体分子的质量 C．气体分子间距离大小 D．气体分子的组成 3．用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 ( ) A．含有 NA 个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为 11.2 L B．25 ℃、 1.01×105Pa 下，64 g SO2 中含有的原子数为 3NA C．在常温常压下，11.2 LCl2 含有的分子数为 0.5NA D．标准状况下，11.2 L H2O 含有的分子数为 0.5NA 4．下列说法正确的是（NA 表示阿伏加德罗常数的值） ( ) A．在常温常压下，11.2 L N2 含有的分子数为 NA B．标准状况下，18 g H2O 所占的体积约是 22.4 L C．32 g O2 在标准状况下所占的体积约为 22.4 L D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同 5．下列说法正确的是 (　　) A．标准状况下，6.02×1023 个分子所占的体积约是 22.4 L B．0.5 mol H2 所占的体积是 11.2 L C．标准状况下，1 mol H2O 的体积为 22.4 L D．标准状况下，28 g CO 与 N2 的混合气体的体积约为 22.4 L 思维的敏捷性训练(Thinking agility training) 1．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 2．下列有关气体体积的叙述正确的是 (　　) D．物质的量为 12 mol (　　) A．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定 B．一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同 D．气体摩尔体积指 1 mol 任何气体所占的体积，约为 22.4 L 3．下列说法正确的是 (　　) A．1 mol 任何气体的气体摩尔体积都约是 22.4 L/mol B．20℃，1.0×105 Pa，同体积的 O2 与 CO2 含有相同的分子数 C．1 mol 气态物质，当体积为 22.4 L 时，该气体一定处于标准状况 D．2 mol 气体体积约为 44.8 L 4．在标准状况下，将 1 g H2、11 g CO2 和 4 g O2 混合，该混合气体的体积约为 A．16.8 L B．14 L C．19.6 L (　　) D．8.4 L 5．如果 a g 某气体中含有该气体的分子数为 b，则 c g 该气体在标准状况下的体积是(各选项中 NA 为阿伏加 德罗常数) (　　) A．22.4bc/(aNA)L　　 B．22.4ab/(cNA)L C．22.4ac/(bNA)L D．22.4/(acNA)L 思维的广阔性训练(Thinking of the broad training) 1．设 NA 表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的