摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積

1、第12講摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積出兩種新的導出物理量教材分析初中教材要求高中教材要求在初習中，已學會用比值法定義物理概念，如初過的速度，密度，壓強等。在高中化學中，我們將繼續(xù)使用比值法建立常見物理量的聯(lián)系，導出摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度、燃燒熱、中和熱等新的物理量?；A知識要知道一定體積的物體的質(zhì)量是多少，或知道一定質(zhì)量的物體體積有多大，只需要提供物體的密度就能解決這些問題。在物理學中，把某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度，符號P，其數(shù)學表達式為p=m/V(質(zhì)量與體積的比值)。人們往往感覺密度大的物質(zhì)“重”，密度小的物質(zhì)“輕”一些，這里的“重”和“輕”實質(zhì)上指的是密度的大小，根據(jù)

2、密度的大小，人們可以鑒別物質(zhì)；選擇密度不同的物質(zhì)，可以滿足制造的不同需要；通過測定密度，科學研究中還可能發(fā)現(xiàn)其他新物質(zhì)。在國際單位制中，質(zhì)量的常用單位是千克(kg)，體積的常用單位是立方米(m3)，從單位角度看，要建立質(zhì)量與體積之間的直接聯(lián)系，只需創(chuàng)設一個單位為kgm-3(讀作千克每立方米)的導出物理量。進一步研究發(fā)現(xiàn)，一定條件下，同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的，物質(zhì)不同，其比值一般也不同，這反映了不同物質(zhì)的不同性質(zhì)。因此，以kgm-3為單位的物理量是物質(zhì)的一種特性，它不隨質(zhì)量和體積的變化而變化，是可測量的，這就是我們所熟悉的導出物理量密度。導出物理量物理量符號定義式單位符號特性規(guī)律意義密

3、度Pm/Vkgm-3一定條件下，同種物質(zhì)的密度相同，不同種物質(zhì)的密度一般不同實現(xiàn)了質(zhì)量和體積間的直接換算從單位入手，以比值法定義密度，較直接學習密度概念內(nèi)涵要簡捷方便得多，這是我們認識導出物理量的一種有效學習方式。知識銜接要知道一定質(zhì)量的物質(zhì)所含微粒的物質(zhì)的量，或知道一定物質(zhì)的量的微粒的質(zhì)量有多大，需要創(chuàng)設什么物理量，請從單位入手，提出解決這一問題的方法。物質(zhì)的量的單位是mol,質(zhì)量的常用單位是kg或g,從單位角度看，要建立物質(zhì)的量與質(zhì)量之間的直接聯(lián)系，只需創(chuàng)設一個單位為gmol-1或kg.mol-1的導出物理量。同理，要知道一定體積的物質(zhì)所含微粒的物質(zhì)的量，或知道一定物質(zhì)的量的微粒的體積有多

4、大，從單位角度看，只需有一個單位為Lmol-1或molL-1的導出物理量。假如以“gmol-】”、“Lmol-1為單位的物理量是物質(zhì)的固有屬性，有規(guī)律可循，就可成為一種新的物理量，這種創(chuàng)新意義就非常大。下表給出了1mol不同常見物質(zhì)的質(zhì)量和體積大小，完成表格中剩余空格后，思考1mol不同物質(zhì)的質(zhì)量在數(shù)值上有什么特點？在相同溫度和壓強下，1mol不同物質(zhì)的體積在數(shù)值上有何規(guī)律？化學式相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量質(zhì)量密度20C、101kPa體積0C、101kPa20C、101kPa0C、202kPaFe56g7.78gcm-3NaCl58.5g2.17gcm-3H2O18g1.00gcm-3C2H5

5、OH46g0.79gcm-3H22g0.083gdm-322.4L11.2LO232g1.333gdm-322.4L11.2LCO244g1.841gdm-322.3L11.2L想一想為什么比較1mol氣體體積要在相同溫度和壓強下，不同溫度或不同壓強為什么不行？1摩爾質(zhì)量1mol的任何物質(zhì)的質(zhì)量，當以克為單位時，在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。不同原子、離子或分子的相對質(zhì)量不同，所以1mol物質(zhì)的質(zhì)量也不同；同一原子、離子或分子在不同的溫度、壓強下，狀態(tài)可能不同，但其相對質(zhì)量不會改變，因此1mol物質(zhì)的質(zhì)量與其存在狀態(tài)無關，顯然屬于物質(zhì)的固有屬性。因此，以“g.mol-1”為單位的物

6、理量有存在的價值，可成為一個導出物理量，通常稱為摩爾質(zhì)量(molarmass)，即單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。試一試1.完成下表，完善對摩爾質(zhì)量的認識。導出物理量物理量符號定義式單位符號特性規(guī)律意義摩爾質(zhì)量試一試2.改正下列說法中可能存在的錯誤，并說明理由。N2的摩爾質(zhì)量是28g1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量1molNaCl的質(zhì)量是58.5gmol-1試一試3.按要求完成填空。1molH2O的質(zhì)量,2molH2O的質(zhì)量,3molH2O2的質(zhì)量54g水的物質(zhì)的量是含有分子數(shù)含有O的個數(shù)約是68gH2O2的物質(zhì)的量含有分子數(shù)含有O的個數(shù)約是2摩爾體積在相同的溫度

7、和壓強下，1mol不同物質(zhì)的體積并不相同，但是1mol不同氣體的體積卻是近似相同的。因此，以“Lmol-1”為單位的物理量，只可建立氣態(tài)物質(zhì)體積與物質(zhì)的量的直接聯(lián)系，也可成為一個導出物理量。該物理量不適用于固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)，為排除這些狀態(tài)，該物理量就被稱為氣體摩爾體積(molarVolumeofgas)，符號為V，即在一定溫度和壓強下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。m從表中還可以看出，在不同的溫度和壓強下，氣體摩爾體積的數(shù)值是不相同的，如在0C、101kPa時氣體摩爾體積約是22.4Lmol-1；而在0C、202kPa時，氣體摩爾體積約是11.2Lmol-1。一般我們經(jīng)常研究的是0C、101kP

8、a(又稱標準狀況,standardtemperatureandpressure，簡寫為STP)時氣體的摩爾體積，Vm約為22.4Lmol-1,“22.4Lmol-1”習慣上被稱為標準狀況下的氣體摩爾體積。試一試4.完成下表，完善對氣體摩爾體積的認識。導出物理量物理量符號定義式單位符號特性規(guī)律意義氣體摩爾體積試一試5.改正下列說法中可能存在的錯誤，并說明理由。1mol任何氣體的體積都是22.4L2g氫氣的物質(zhì)的量是1mol，它所占的體積是22.4L1mol任何物質(zhì)在標準狀況時所占的體積都約是22.4L1molH2和1mo1h2O所含分子數(shù)相同，在標準狀況時所占體積都約是22.4L試一試6.在標準

9、狀況下TOC o 1-5 h z0.5molHCl的體積；33.6L氫氣的物質(zhì)的量是；16g氧氣的體積；44.8L氮氣中含有的氮分子數(shù)是。資料卡片我們知道，物質(zhì)體積的大小取決于構成這種物質(zhì)的粒子數(shù)目、粒子的大小和粒子間的距離三個因素。1mol任何物質(zhì)中的粒子數(shù)目是相同的，即NA。因此，摩爾體積的大小主要由構成A物質(zhì)的粒子大小和粒子間距離所決定。對于固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)來說，構成它們的粒子間的距離非常小，它們的體積主要取決于微粒本身的大小，不同物質(zhì)構成微粒的大小是不同的，因此1mol不同固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積是不相同的。對于氣體來說，分子之間的距離遠大于分子本身的大小，其體積主要由分子間距離決定

10、，而一定溫度和壓強時，分子間的距離又是相同的，所以，1mol不同氣體的體積近似相同。溫度和壓強不同，氣體分子間的距離也會不同，所以，不同溫度和壓強時，氣體摩爾體積也不相同。氣態(tài)液態(tài)固態(tài)同種物質(zhì)在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)時微粒間距離示意圖限時作業(yè)(滿分50分限時30min)一、選擇題(本題包括10小題，每小題4分，共40分，每題有12個正確答案,全對得4分，不全對得2分)1下列說法正確的()氮的摩爾質(zhì)量就是氮的相對原子質(zhì)量1個12C原子質(zhì)量大約是1.993X10-23g氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量是40g02的摩爾質(zhì)量等于其相對分子質(zhì)量2下列敘述中錯誤的是()H2SO4的摩爾質(zhì)量是98g.mol-12molNO和

11、1molNO2中含氧元素質(zhì)量相同等質(zhì)量的02和O3所含氧原子數(shù)相等等物質(zhì)的量的CO和CO2含有相同氧原子數(shù)下列說法正確的是()氣體摩爾體積就是22.4Lmol-1在標準狀況下，22.4L水的質(zhì)量約為18g標準狀況下22.4L任何氣體都含有約6.02X1023個分子1molH2和02的混合氣體在標準狀況下的體積約22.4L設NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列物質(zhì)中物質(zhì)的量為1mol的是()通常狀況下22.4L氯氣18毫升水（水的密度為1gmL-1）NA個H2分子標準狀況下22.4LH2O448mL某氣體在標準狀況下的質(zhì)量為1.28g,該氣體的摩爾質(zhì)量為（）A.64gB.64C.64gmol1D.32g

12、mol1若4C時20滴水恰好為1mL（水的密度為1gmL-1）,則一滴水中所含的水分子數(shù)為（）A.10NA/9B.5NA/9C.NA/360D.1NA/5在標準狀況下，”L氮氣含有x個N原子，用w和x表示阿伏加德羅常數(shù)為（）A.wxmol1B.22.4xmol1（22.4x/w）mol1D.（11.2x/w）mol1在標準狀況下，將1gHe、11gC02和4gO2混合，所得混合氣體積約為（）A.28LB.11.2LC.16.8LD.14.0L等質(zhì)量的下列物質(zhì)中，所含分子數(shù)最多的是（）A.CH4B.NH3C.H2OD.HF下列0.5molNH3標況下22.4LHe4C時的9mL水0.2molH3

13、PO4所含原子數(shù)目按由大到小順序排列的是（）A.B.C.D.二、填空題（本題包括3小題，共10分）（4分）質(zhì)量相同的SO2和SO3的物質(zhì)的量之比是，摩爾質(zhì)量之比是TOC o 1-5 h z，含氧原子個數(shù)比是，硫原子個數(shù)比是。（3分）標準狀況下9.6g某氣體體積與0.6g氫氣體積相同，該氣體的相對分子質(zhì)量是。（3分）標準狀況下280mL某氣體質(zhì)量為0.35g，該氣體的摩爾質(zhì)量是。答案精析知識銜接(從左到右，從上到下)567.20cm358.527.00cm31818.00mL4658.23mL224.0L32240L4423.9L想一想溫度和壓強會影響氣體的體積，在不同溫度或不同壓強下，1mol

14、氣體體積不一定相同。試一試1.導出物理量物理量符號定義式單位符號特性規(guī)律意義摩爾質(zhì)量Mmngmol-1物質(zhì)固有屬性建立了質(zhì)量與物質(zhì)的量的聯(lián)系試一試2.(1)摩爾質(zhì)量單位是gmol-1，應改為28gmol-1。規(guī)律存在前提是“以g為單位”，要增加本前提條件，否則不成立。質(zhì)量單位是g，g.mol-1是摩爾質(zhì)量的單位，可改成1molNaCl的質(zhì)量是58.5g,或NaCl的摩爾質(zhì)量是58.5gmol-1。試一試3.(1)18g36g102g(2)3mol3NA1.806X1024(3)2mol2NAAA2.408X1024試一試4.導出物理量物理量符號定義式單位符號特性規(guī)律意義氣體摩VmVLmol與溫

15、度和壓強有關，建立氣體體積與物質(zhì)爾體積n-1與氣體組成無關的量的聯(lián)系試一試5.(1)必須強調(diào)“在標準狀況”這個前提，嚴格來說22.4L也只是一個近似值，描述為“約是22.4L”更妥，但習慣上往往省略“約”。必須強調(diào)“在標準狀況”，否則體積不一定是22.4L。水是液體,1molH2O在標準狀況下的體積不是22.4L,質(zhì)量為18g,密度為1gmL1，體積為18mL。(4)氫氣為氣體，水為液體，相同物質(zhì)的量，體積明顯不同。試一試6.(1)11.2L(2)1.5mol(3)11.2L2NA限時作業(yè)B物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是以克為單位在數(shù)值上等于其相對分子量，故A、D錯；摩爾質(zhì)量單位為gmol一1,C錯；1個12C的質(zhì)量二12g/6.02X1023二1.993X10-23g,B正確。D3.CD4.BC5.CC4C時水的密度為1gmL-1，所以20滴水為1g，每滴水為0.05g,1滴水的分子數(shù)為(0.05/18)XN二N/360。