第3课时 物质的聚集状态
[学习目标定位] 1.知道物质常见的聚集状态及影响物质体积的因素。2.知道气体摩尔体积的含义,熟记标准状况下的气体摩尔体积。3.能进行气体体积、物质的量、微粒数目之间的换算。
一、影响物质体积的因素
1.在温度和压强一定时,决定物质体积大小的主要因素有:微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离。
2.根据表格中的数据完成下列填空:
状态 物质 密度 1 mol该物质的质量 1 mol该物质的体积 结论
固态 Fe 7.86 g•cm-3(20 ℃) 56 g 7.12 cm3 相同条件下1 mol固体、液体的体积差别较大
Al 2.70 g•cm-3(20 ℃) 27 g 10 cm3
液态 H2O 0.998 g•cm-3(20 ℃) 18 g 18.04 cm3
H2SO4 1.83 g•cm-3(20℃) 98 g 53.55 cm3
气态 O2 1.429 g•L-1(0 ℃、101 kPa) (标准状况) 32 g 22.39 L 相同条件下,1 mol气体的体积近似相等,在标准状况下约为22.4 L
H2 0.089 9 g•L-1(0 ℃、101 kPa)(标准状况) 2.016 g 22.42 L
3.分析出现上述结论的原因
(1)在温度和压强一定时,任何1 mol固态物质或液态物质所含微粒数目相同。微粒之间的距离很小,但微粒的大小不同,所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。
(2)对气态物质来说:通常情况下微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍,因此,当微粒数相同时,气态物质体积的大小则主要取决于气体微粒间的距离。在温度和压强一定时,微粒间的距离近似相等,因此,在相同温度和压强下,任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
1.物质体积大小的影响因素
2.粒子数目相同物质的体积关系
【例1】 下列四种因素:①温度和压强、②所含微粒数、③微粒本身大小、④微粒间的距离,其中对气态物质体积有显著影响的是( )
A.②③④ B.②④
C.①③④ D.①②④
答案 D
解析 气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍,故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,符号是Vm,表达式:Vm=Vn,常用的单位是L•mol-1。标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L•mol-1。
2.对于气体摩尔体积的理解,应注意以下几点:
(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下,1 mol 气体所占的体积约是22.4 L。
(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下,单位物质的量的气体压强越小,气体体积越大;相同压强下,单位物质的量的气体温度越高,气体体积越大。
(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体。如0.3 mol H2与0.7 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。
(4)1 mol气体在非标准状况下的体积,可能是22.4 L,也可能不是22.4 L。
3.标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n=V22.4 mol;
②气体的摩尔质量M=Vm•ρ=22.4ρ g•mol-1;
③气体的分子数N=n•NA=V22.4•NA;
④气体的质量m=n•M=V22.4•M g。
1.标准状况下的气体摩尔体积