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1.1.3物质的聚集状态


1-1-3物质的聚集状态

1、为什么固体或液体的体积较小,而气体较大? 2、 1mol任何微粒的集合体所含有的微粒数目都 相同,1mol物质的体积是否相同呢?

3、物质体积即物质所占据空间的大小取决于哪 些微观因素? 4、不同状态的物质体积主要取决于什么因素?
5、从微观角度看,温度和压强的改变会引起气 体分子怎样的变化?<

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不同状态的物质,微粒间的距离不同

微粒在固定的位置振动 可以自由移动

可以自由移动

不同聚集状态物质的结构与性质
物质的聚 集状态 固 态 微观结构

微粒的运 动方式

宏观性质
有固定的形 状,几乎不 能被压缩 没有固定的 形状,但不 易被压缩 没有固定的 形状,且容 易被压缩

微粒排列紧密, 在固定的位 微粒间的空隙 置上振动 很小 微粒排列较紧 密,微粒间的 空隙较小 可以自 由移动

液 态

气 态

微粒之间的 距离较大

可以自 由移动

2、 1mol任何微粒的集合体所含有的微粒数目都 相同,1mol微粒的质量往往不同。

1mol物质的体积 是否相同呢?

计算:标准状况下1mol不同物质的体积 物 质
Fe Al

1mol物质 的质量
55.85g 26.98g





1mol物质 的体积
7.10cm3 9.99cm3

7.86g/cm3 2.70g/cm3

H2O
C2H5OH

18.02g
46.07g 2.016g 28.02g 28.01g

0.998g/cm3
0.789g/cm3 0.0899g/L标况 1.25g/L标准状况 1.25g/L标准状况

18.01cm3
58.39cm3 22.42L 22.42L 22.42L

H2 N2 CO

我们发现的规律:

? 相同条件下,1mol的气体体积要比固体、液体大得多。

? 相同条件下, 1mol的固体、液体体积一般是不同的。 而相同条件下,1mol的不同气体体积几乎相同。

? 在273K,101kPa条件下,

1mol 任何气体的体积大约为 22.4 L

3、物质体积即物质所占据空间的大小取决于哪 些微观因素? 取决于
微粒的数目(N) 微粒间的距离(d) 微粒的大小(r)

体积(V)

(1)为什么在相同状况下1mol固体或液体的体 积 不相同?

微粒的大小

9个篮球紧密堆积

9个乒乓球紧密堆积

?

(2)为什么1mol固体或液体的体积较小,而气体较大? 探究:物质在不同状态时的微观结构特点
分子间距离较小 与分子直径接近 间距较大,约是分子直 径的10倍

CO2气体 固体干冰

(3)而为什么在相同状况下1mol气体的体积 相同? 气体分子距离约是分
子直径的10倍

4、不同状态的物质体积大小的主要因素

微 粒 的 微 粒 的 微 粒 的 数 目 大 小 间 距 固、液态 气 态









5、从微观角度看,温度和压强的改变会引起 气体分子怎样的变化?

?

压强和温度对气体体积的影响示意图 加 压

气体

气体

5、对于气体而言: d相同, 当压强和温度相同时, 若N相同,则V也相同

同温同压时,1mol任何气体体积均相等
在标准状况(273K、101kpa)下,1mol任何气体所占的体 积都约为22.4L

总结与归纳:P11 1、由于固、液体微粒间距很小,物质体积大 小主要由微粒的大小和微粒的数目决定。。 所以,1mol固体、液体的体积主要由微粒的 大小决定。
2、由于气体微粒间距较大,物质体积大小主 要由微粒间的距离和微粒的数目决定。相同 条件下,1mol气体的体积主要由微粒间的距 离决定。而不同的气体在一定温度和压强下, 微粒间的距离近似相等。
结论:在温度、压强一定时,任何具有相同微粒 数的气体都具有相同的体积。

三、气体摩尔体积 P11
1.定义:单位物质的量的气体所占的体积。
2.符号:Vm 3.单位:L/mol 或 m3/mol 4.对象:任何气体(纯净或混合气体) ★标准状况( 温度0oC(273K)、压强 1.01×105 Pa) 下 1mol任何气体体积约为:22.4L 5.公式:
V ? n ? Vm

V =

V
Vm

思考:1mol气体在任何状况下所占的体积是不
是相等?是不是都约为22 .4L?

练习一:填空

(1)标准状况下,2.24L O2的物质的量为 0.1mol , 质量为 3.2g ; (2)标准状况下,3.01×1024个N2的质量是 140g , 所占的体积为 112L ; (3)标准状况下,1.92g某气体的体积为 672mL,该 气体的摩尔质量为 64g/mol ; (4)标准状况下,一定量的CO2中含有6.02×1023个 氧原子,则CO2的体积为 11.2L 。

练习二:判断正误
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. 1mol气体的体积约为22.4L。 (错,应标明条件——标准状况下) 3. 标准状况下,1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。 (对,适用于任何气体,包括混合气体) 4. 标准状况下,气体的摩尔体积都是22.4L。 (错,“约为”;单位应为L/mol) 5. 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) 6. 只有在标准状况下,气体的摩尔体积才可能约为22.4L/mol。 (错,不一定)

已学的知识

粒子数
(N)

?NA ?NA

物质的量
(n)

?M

物质的质量
(m)

? Vm

?M

?Vm

气体的体 积(V)
阿伏加德罗常数(NA):1mol物质所含的微粒数

摩尔质量(M):

1mol物质的质量

气体摩尔体积(Vm): 1mol气体物质的体积

练习三:提高题

(1)一定温度压强下,2molO2和1molO3的分子个数 比为 2:1 ,原子个数比为 4:3 ;质量比 为 4:3 ,体积比为 2:1 。 (2)标准状况下,将22gCO2和8gO2混合,该混合气 体的体积是 16.8L ; (3)一定温度、压强下,一个瓶子中充满了16gO2, 换充满H2,则此时瓶中氢气的质量为 1g 。 结论:在一定的温度、压强下,对任何两种气体: n1 N1 V1 = = n2 N2 V2

(4)有下列物质: ①0.5mol NH3 ②标准状况下22.4L He ③4℃时9mL H2O ④0.2mol H3PO4 按所含的原子数由多到少的顺序排列,正 确的是( A ) A、①④③② B、④③②① C、②③④① D、①②③④

有关气体摩尔体积的计算 1、关于质量和体积的换算 [例1]0.464g氦气的物质的量是多少?在标准 状况下,这些氦气的体积是多少?
解: 氨的式量是4, 氨的摩尔质量是 4g/mol 。

n (He) =

m(He)

M (He)

0.464g = 0. 116 mol = 4g/mol V(He) = n (He) · Vm = 0. 116mol×22. 4L/mol= 2.60L
答:氦气物质的量为0.116mol,在标准状况下, 氦气的气体体积是2.6L

[练习]在标准状况下,5. 5克NH3体积是多少?
解: 氨的式量是17, 氨的摩尔质量是 17g/mol 。
n (NH3) =
m(NH3) M (NH3)

5. 5g = 0. 32 mol = 17g/mol V(NH3) = n (NH3) · Vm = 0. 32mol×22. 4L/mol= 7. 2L 答:在标准状况下,5. 5 克NH3的体积是7. 2L

2、关于化学方程式的计算
例3:13克锌与足量的稀盐酸完全反应,最多可收 集到多少体积(标准状况)的氢气?

解法1:13克锌的物质的量为0.2mol Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 1mol 1mol n(H2) 0.2mol
V ( H 2 ) ? n ( H 2 ) ? V m ? 0.2 m ol ? 22.4 L ? m ol
?1

? 4.48 L

答:最多可收集到4.48L(标准状况)氢气。

例3:13克锌与足量的稀盐酸完全反应,最多可收 集到多少体积(标准状况)的氢气?

解法2:13克锌的物质的量为0.2mol Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 1mol 22.4L 1mol
0.2mol
V(H2) n(H2)

22.4L

0.200mol×22.4L V(H2)== == 4.48L 1mol 答:最多可收集到4.48L(标准状况)氢气。

例3:13克锌与足量的稀盐酸完全反应,最多可收 集到多少体积(标准状况)的氢气?

解法3: Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 65g 1mol 65 g 22.4L 1mol V(H2) n(H2) 13 g 0.2mol

22.4L

13g×22.4L V(H2)== == 4.48L 65g 答:最多可收集到4.48L(标准状况)氢气。
总结:物质的量在化学方程式中的计算,应该遵循-----“左右单位配套(g—mol--L),上下单位相同”的原则

拓展视野

晶体与非晶态物质
晶体:构成晶体的微粒的空间排列是有 规则的。具有规则的几何外形, 具有固定的熔点。 非晶态物质:构成非晶态物质的微粒的 空间排列是无规则的。一般不具 有规则的几何外形,没有固定的 熔点。

方解石

铁矿石

萤石

红宝石


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§ 1.1.3 物质的聚集状态(审核)
§1.1.3 物质的聚集状态 姓名: 班级: 编写:向明、吴少刚 时间:2012 年 8 月 29 日 学习目标:1、了解固态、液态、气态物质的一些特性;2、了解影响物质体积...
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