第01讲 气体
第01讲物质的量气体摩尔体积(讲义)(原卷版)2024年高考化学一轮复习讲练测(新教材新高考)
第01讲物质的量气体摩尔体积目录考情分析网络构建考点一物质的量摩尔质量【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 物质的量、阿伏加德罗常数知识点2 摩尔质量【提升·必考题型归纳】考向1 考查有关“物质的量”概念理解与辨析考向2 物质的量、质量、微粒数之间的关系考点二气体摩尔体积阿伏加德罗定律【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 影响物质体积的因素知识点2 气体摩尔体积知识点3 阿伏加德罗定律及其推论【提升·必考题型归纳】考向1 考查气体摩尔体积考向2 考查阿伏加德罗定律及应用考向3 考查气体摩尔质量计算的常用方法真题感悟考点一物质的量、阿伏加德罗常数知识点1物质的量、阿伏加德罗常数1.物质的量(n)表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为_________。
2.物质的量的规范表示方法：3.阿伏加德罗常数(N A)0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol－1。
公式：N A＝__________。
【易错提醒】(1)物质的量只能衡量微观粒子，必须指明具体粒子的种类或化学式，故摩尔后面应为确切的微粒名称；如1 mol氢(不确切)和1 mol大米(宏观物质)皆为错误说法。
(2)物质的量是物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量。
(3)6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(N A)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012 kg12C所含的碳原子数相同，数值约为6.02×1023。
知识点2摩尔质量1.定义：单位物质的量的物质所具有的质量。
常用的单位是g·mol－1。
公式：M＝__________。
2.数值：以g·mol－1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。
【易错提醒】(1)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同，不是同一个物理量。
01章-气体解析
29
3．临界点及临界参数
(1) 临界点：饱和蒸气与饱和液体无区别的点。 此时对应的温度、压力和 摩尔体积分别称临界温度 Tc 、 临界压力pc、临界摩尔体积Vc。 临界温度 Tc 、临界压力 pc 、 临界摩尔体积Vc统称临界参数， 是各物质的特性常数。
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例如，理想气体的状态方程可表示为：pV=nRT
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k1
1.1.1 理想气体状态方程
1、 理想气体状态方程（State equation of Ideal gases） 1) Boyles Law pV=k （定量，恒温，低压气体） 2) Gay—Lussac Law V/T=k1 （定量，恒压， 低压气体） 3) Avogadro Law V/n= k2 （恒温，恒压，低压气体） 结合以上三个经验公式，可得 pV=nRT 或 pVm=RT（理想气体或高温、低压气体）
物理化学电子教案
第一章
气体（复习）
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第一章
气体
1.1 理想气体状态方程 1.2 摩尔气体常数（R） 1.3 分子运动的速率分布和能量分布 1.4 实际气体与理想气体的偏差
1.5 实际气体的液化与临界现象 1.6 实际气体物态方程
1.7 有关气体的几个定律
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临界温度时气体液化所需的 最小压力称临界压力pc。
•
(3) 在p--Vm图上，临界点是 Tc恒温线的拐点，有两个特 征：
P ( ) Tc 0 Vm
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(
2P Vm
2
) Tc 0
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《气体》 讲义
《气体》讲义一、气体的定义与基本特征在我们的日常生活中，气体无处不在。
从我们呼吸的空气，到用于烹饪的天然气，再到填充气球的氦气，气体以各种形式存在于我们的周围。
那么，究竟什么是气体呢？气体是一种物质状态，它具有以下几个基本特征：1、没有固定的形状和体积气体能够充满容纳它的任何容器，其形状和体积完全取决于容器的形状和大小。
不像固体有固定的形状和体积，液体有固定的体积但形状随容器而变，气体的这种特性使得它具有很强的流动性和扩散性。
2、分子间距大气体分子之间的距离相对较大，分子间的相互作用力较弱。
这导致气体分子能够自由地运动，并且在宏观上表现出压力和温度等性质。
3、可压缩性由于分子间距较大，气体很容易被压缩。
当施加压力时，气体的体积会明显减小，这一特性在许多工业和生活应用中都非常重要，比如压缩空气储存能量、气体压缩制冷等。
二、气体的压力气体对容器壁施加的力称为压力。
压力的大小取决于气体分子的运动速度、分子数量以及容器的大小等因素。
在标准大气压下，海平面的大气压力约为 1013 千帕（kPa）。
当我们进入高海拔地区时，由于大气中气体分子数量减少，大气压力会降低，这可能导致人体出现高原反应。
气体的压力可以通过各种仪器来测量，例如气压计。
常见的气压计有汞柱式气压计和无液气压计。
三、气体的温度温度是描述气体热运动剧烈程度的物理量。
气体分子的运动速度随着温度的升高而增加，反之则降低。
在热力学温标中，绝对零度（0 K，约为－27315℃）是理论上气体分子热运动停止的温度。
但在实际情况中，无法达到绝对零度。
温度对气体的性质有着重要的影响。
例如，当温度升高时，气体的体积会膨胀，如果容器体积固定，气体的压力就会增加。
四、理想气体定律理想气体定律是描述气体状态参数之间关系的重要定律，包括波义耳定律、查理定律和盖吕萨克定律。
波义耳定律指出，在温度不变的情况下，气体的压力与体积成反比。
也就是说，如果压缩气体的体积，其压力会增加；反之，增大体积，压力会减小。
01第一章理想气体-2
4. 其他重要方程举例 （略）
2011-08 20
§1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图
1. 压缩因子
引入压缩因子Z来修正理想气体状态方程，
描述实际气体的 pVT 性质：
pV = ZnRT 或 pVm= ZRT
Z =
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(Vm:实际气体摩尔体积)
压缩因子的定义为：
• Br2(g)冷却发生液化. 液 化现象表明 Br2分子在 气相时就不具有零体积.
1. 液体的饱和蒸气压
理想气体不会液化（因为分子间没有相互作用力）
实际气体：在一定T、p 时，气－液可共存达到平衡. 气-- 液平衡时： 气体称为饱和蒸气； 液体称为饱和液体； 压力称为饱和蒸气压 p**。
图1.3.1 气－液平衡示意图
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( pV lim p 0 p
m
) = 0 TB
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每一种气体均有自己的波义尔温度； TB一般为Tc的2 ~ 2.5 倍； T＝ TB时，气体在几百 kPa 的压力范围内
符合理想气体状态方程
2. 范德华方程 (1) 范德华方程 理想气体状态方程 pVm=RT
实质为：
（分子间无相互作用力时气体的压力）× （1 mol 气体分子的自由活动空间）＝RT
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实际气体：
1) 分子间有相互作用力
器 壁
内部分子
靠近器壁的分子
分子间相互作用减弱了分子对器壁的碰撞， 所以： p = p理－p内
p内= a / Vm2
2011-08
p理= p + p内= p + a / Vm2
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压缩因子示意图
《物理化学1气体》课件
04 气体反应动力学 与速率方程
气体反应速率的概念
反应速率
单位时间内反应物浓度减 少或产物浓度增加的量。
反应速率常数
反应速率与反应物浓度的 乘积，表示反应速率与浓 度的关系。
活化能
反应速率与温度的关系， 表示反应所需的最低能量 。
速率方程的建立与求解
质量作用定律
反应速率与反应物浓度的幂次方 成正比。
《物理化学1气体》ppt课 件
目 录
• 气体的基本性质 • 气体定律与热力学基础 • 气体混合物与分压定律 • 气体反应动力学与速率方程 • 气体化学反应平衡常数与计算
01 气体的基本性质
气体的定义与分类
总结词
气体的定义、分类及特性
详细描述
气体是物质的一种聚集状态，具有无固定形状和体积、流动性强等特性。根据气 体分子间相互作用力的不同，气体可分为理想气体和实际气体。理想气体忽略了 气体分子间的相互作用力，而实际气体则考虑了这种相互作用力。
理想气体定律
理想气体假设
理想气体状态方程，即PV=nRT，其 中P表示压强，V表示体积，n表示摩 尔数，R表示气体常数，T表示温度。
理想气体是一种假设的气体模型，其 分子之间没有相互作用力，分子本身 的体积可以忽略不计。
理想气体状态方程的应用
用于计算气体的压力、体积、温度等 物理量之间的关系，以及气体的热力 学性质。
热力学第一定律
热力学第一定律
01不
能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
内能和热量
02
内能是系统内部能量的总和，热量是系统与外界交换能量的量
度。
热力学第一定律的应用
03
用于计算系统的内能、热量、功等物理量之间的关系，以及系
第01讲 物质的量 气体摩尔体积-2025年高考化学大一轮复习卓越讲义(教师版)
1．物质的量(1)定义：物质的量是七大基本物理量之一，通过它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来，它表示含有一定数目微粒的集合体。
(2)符号为n ，单位是摩尔(mol)。
(3)使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
2．阿伏加德罗常数(1)概念：1 mol 任何粒子所含的微粒数，符号为N A ，通常用 6.02×1023 mol －1表示。
(2)物质的量、微粒数(N )与阿伏加德罗常数的关系为n ＝NN A 。
【易错】阿伏加德罗常数有单位，应写为6.02×1023 mol －1，不能仅写数值6.02×1023。
3．摩尔质量(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号：M ，单位：g·mol －1。
(2)数值：当微粒的摩尔质量以g·mol －1为单位时，在数值上等于该微粒的相对分子(原子)质量。
(3)关系：物质的量、物质的质量与摩尔质量关系为n ＝mM。
【易错】摩尔质量、相对分子质量、质量是三个不同的物理量，具有不同的单位。
如H 2O 的摩尔质量为18 g·mol －1，H 2O 的相对分子质量为18,1 mol H 2O 的质量为18 g 。
1．物质的量是表示微粒数目多少的物理量( )2．1 mol 任何物质都含有约6.02×1023个原子。
( )3．H 2O 的摩尔质量与它的相对分子质量相等。
( )4．1 mol SO 2－4的质量为96 g·mol －1。
( )第01讲 物质的量 气体摩尔体积01了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义并能进行简单的计算。
5．4 g NaOH的物质的量为0.1 mol。
( )【答案】 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为________，可能是______气体。
物理化学01气体
,
§1-1 理想气体的状态方程
气体理论的三位奠基者:
• 玻义尔 (1627 — 1691) Born in Ireland
00-7-22
•盖· 吕萨克 (1778 — 1850) Frenchman
• 阿伏加德罗 (1776 —1856) an Italian
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1. 理想气体状态方程
波义尔定律 pV = 常数 (n, T 恒定)
pV (实际) nRT
Z def pV pVm (实) Vm (实) nRT RT Vm (理)
压缩因子Z:
Z 的大小描述了实际气体的关系偏离理想行为的情况:
Z 1, 理想气体; Z 1, Vm (实) Vm (理), 易压缩实际气体;
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Z 1, Vm (实) Vm (理), 难压缩实际气体.
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0.0323 y( Ar) 0.0094 3.452 2.694 y( N 2 ) 0.7804 3.452
00-7-22
（2）各组分气体的分压为
p( N 2 ) y( N 2 ) p 0.7804101.3 79.05kPa
p(O2 ) y(O2 ) p 0.2099101.3 21.26kPa
VB / V nB / n yB
而对非理想气体, 此二式不能成立. 应注意分压力和分体积的定义上的不同.
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例：若有一空气样品，组成（质量%）如下：N275.47%，O223.19%， Ar1.29%，CO20.05%。（1）试用体积分数表示此空气的组成；（2） 计算25℃及101.325kPa下，此空气各组分气体的分压。设空气可看成理 想气体的混合物。 解：（1）体积分数即各气体的摩尔分数。设有100g空气，则
01气体课件教案
p / [p]
l’1 l’2
T1<T2<Tc<T3<T4
C
T4
l2
g2
T3 Tc
l1
g1
T2
l
g
T1 g’2 g’1
Vm / [Vm] 真实气体p-Vm等温线示意图
(2) T = Tc
l-g线变为一个拐点C C：临界点(TC、 pc、Vm,c)
Vm (g)= Vm (l)
气体的pVm~p曲线图
四、理想气体定义及微观模型
理想气体宏观定义： 凡在任何温度、任何压力均符合理想 气体状态方程 (pV = nRT) 的气体
理想气体微观模型： 分子本身不占体积 分子间无相互作用力
对实际气体讨论： p0时符合理想气体行为 一般情况低压下可近似认为是理想气体 温度越高、压力越低，越符合理想气体
(2). 道尔顿分压定律
混合气体的总压等于各组分气体分压之和
p = pB = p1 + p2 +
推论：pB = yB p
道尔顿(Dalton J)
例题：
某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的 混合物。取样分析后，其中 n(NH3)=0.320mol， n(O2)= 0.180mol， n(N2) = 0.700mol。 混合气体的总压p=133.0kPa。 试计算各组分气体的分压。
第一章 气体的性质及状态方程
§1.1 理想气体p、V、T性质及状态方程 §1.2 实际气体与理想气体的偏差及液化 §1.3 范德华状态方程 §1.4 对应状态原理及普遍化压缩因子图
作业
P32~34 习题1.5、1.6、1.9、1.11、1.13、1.18
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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲 气 体【竞赛要求】气体。
理想气体标准状态。
理想气体状态方程。
气体密度。
分压定律。
气体相对分子质量测定原理。
【知识梳理】 一、气体气体、液体和固体是物质存在的三种状态。
气体的研究对化学学科的发展起过重大作用。
气体与液体、固体相比较，具有两个明显特点。
1、扩散性当把一定量的气体充入真空容器时，它会迅速充满整个容器空间，而且均匀分布，少量气体可以充满很大的容器，不同种的气体可以以任意比例均匀混合。
2、可压缩性当对气体加压时，气体体积缩小，原来占有体积较大的气体，可以压缩到体积较小的容器中。
二、理想气体如果有这样一种气体：它的分子只有位置而无体积，且分子之间没有作用力，这种气体称之为理想气体。
当然它在实际中是不存在的。
实际气体分子本身占有一定的体积，分子之间也有吸引力。
但在低压和高温条件下，气体分子本身所占的体积和分子间的吸引力均可以忽略，此时的实际气体即可看作理想气体。
三、理想气体定律 1、理想气体状态方程将在高温低压下得到的波义耳定律、查理定理和阿佛加德罗定律合并，便可组成一个方程：pV = nRT （1-1）这就是理想气体状态方程。
式中p 是气体压力，V 是气体体积，n 是气体物质的量，T 是气体的绝对温度（热力学温度，即摄氏度数+273），R 是气体通用常数。
在国际单位制中，它们的关系如下表：表1-1 R 的单位和值（1-1）式也可以变换成下列形式：pV = M m RT （1-2）p =Vm ·MRT =MRT ρ则：ρ=RTpM （1-3）式中m 为气体的质量，M 为气体的摩尔质量，ρ为气体的密度。
对于一定量（n 一定）的同一气体在不同条件下，则有：111T V P = 222T V P （1-4）如果在某些特定条件下，将（1-1）、（1-2）和（1-3）式同时应用于两种不同的气体时，又可以得出一些特殊的应用。
如将（1-1）式n =RTpV ，在等温、等压、等容时应用于各种气体，则可以说明阿佛加德罗定律。
因为物质的量相等的气体，含有相等的分子数。
若将（1-2）式Mm =RTpV 在等温、等压和等容时应用于两种气体，则得出：11M m =22Mm （1-5）如果将（1-3）式ρ= RTpV ，在等温等压下应用于两种气体，则有：11ρρ =21Mm （1-6）若令11ρρ = D ，D 为第一种气体对第二种气体得相对密度，则有：D =21Mm 或 M 1 = DM 2 （1-7）已知M 2H = 2g ·mol 1-，M空气= 29g ·mol 1-则 M 1 = 2 D 2H 或 M 1 = 29D 空气D 2H 为某气体相对H 2的密度，D 空气为某气体相对空气的密度。
2、气体分压定律和分体积定律 （1）气体分压定律当研究对象不是纯气体，而是多组分的混合气体时，由于气体具有均匀扩散而占有容器全部空间的特点，无论是对混合气，还是混合气中的每一组分，均可按照理想气体状态方程式进行计算。
当一个体积为V 的容器，盛有A 、B 、C 三种气体，其物质的量分别为n A 、n B 、n C ，每种气体具有的分压分别是p A 、p B 、p C ，则混合气的总物质的量为：n 总= n A + n B + n C （1-8）混合气的总压为：p 总 = p A + p B + p C （1-9）在一定温度下，混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和。
这就是道尔顿分压定律。
计算混合气各组分的分压有两种方法。
①根据理想气态方程计算在一定体积的容器中的混合气体p 总V = n 总RT ，混合气中各组分的分压，就是该组分单独占据总体积时所产生的压力，其分压数值也可以根据理想气态方程式求出：p A V = n A RT （1-10） p B V = n B RT （1-11） p C V = n C RT （1-12）②根据摩尔分数计算：摩尔分数（X A ）为混合气中某组分A 的物质的量与混合气的总的物质的量之比：X A =总n n A （1-13）混合气体中某组分的分压等于总压与摩尔分数的乘积：p A = p 总X A （1-14）（2）气体分体积定律在相同的温度和压强下，混合气的总体积（V 总）等于组成混合气的各组分的分体积之和：V 总 = V A +V B + V C （1-15）这个定律叫气体分体积定律。
根据混合物中各组分的摩尔分数等于体积分数，可以计算出混合气中各组分的分体积： 据总n n 1 =总V V A得 V A = 总n n 1V 总 （1-16）四、实际气体状态方程理想气体定律是从实验中总结出来的，并得到了理论上的解释。
但应用实际气体时，它只有一定的适用范围（高温低压），超出这个范围就有偏差，必须加以修正。
对于实际气体的实验值与理想值的偏差，我们常用压缩系数Z 来表示：Z =RTV p ~其中p 、~V 、T 都是实验值。
若气体完全理想，则Z = 1，否则Z ＞1或Z ＜1。
出现这种偏差，是由于实际气体分子本身的体积不容忽视，那么实测体积总是大于理想状态体积（即V 理 = V – b ）；实际上分子之间也不可能没有吸引力（内聚力P 内），这种吸引力使气体对器壁碰撞产生的压力减小，使实测压力要比理想状态压力小（即p 理 = p + p 内），所以Z ＜1。
实际上以上两种因素同时存在，前者起主导作用时，Z ＞1，后者起主导作用时，Z ＜1，若两种因素恰好相当，则Z = 1（CO 2在40℃和52 MPa 时）。
将以上修正项代入理想气体状态方程，即得：(p + p 内)(~V – b ) = RTp 内既与容器内部得分子数目成正比，又与近壁分子数目成正比。
这两种分子数目又都与气体的密度成正比，所以p 内∝ρ2而ρ∝~1V，所以p 内∝(~1V)2 或 p 内 = ~2Va则 （p +~2Va）（~V – b ） = RT对于n 摩尔气体来说，则， （p +22Va n ）（V – nb ）= nRT （1-17）注意，上式中p 、V 、T 都是实测值；a 和b 都是气体种类有关的特性常数，统称为范德华常数。
（1-17）式称为范德华方程。
它是从事化工设计必不可少的依据。
五、气体相对分子质量测定原理 1、气体相对分子质量测定 由（1-3）式：ρ =RTpM ，可以变换成以下形式：M =pRT ρ （1-18）可见，在一定温度和压强下，只要测出某气体的密度，就可以确定它的相对分子质量。
2、气体精确相对分子质量测定 根据M =pρRT ，理想气体在恒温下的ρ/p 值应该是一个常数，但实际情况不是这样。
如：在273 K 时测得CH 3F 蒸气在不同压力下的ρ值及ρ/p 值如下表：从表中数据可以看到，压力越大，ρ/p 越大，不是常数。
因为压力越大，气体分子间的吸引力越大 ，分子本身的体积也不能忽略，因而就不能用理想气体状态方程来描述了，所以对于实际气体ρ/p 不是一个常数。
以ρ/p 对ρ作图（图1-1）如果将直线内推到p = 0时，则CH 3F 这一实际气体已接近理想气体，所以从图上所得的('ρ/p ')0=P = 1.50×10-2是符合理想气体状态方程的。
若将(ρ/p )0=P 之值代入理想气体状态方程M = pρRT ，即可求得CH 3F 的精确分子量。
这种求气体分子量的方法，叫极限密度法。
M FCH3 = （pρ）0=p RT = 1.50×10-2g ·dm -3·k Pa -1×8.314 k Pa ·dm 3·mol -1·K -1×273.16K = 34.05 g ·mol -1故CH 3F 的分子量为34.02。
按相对原子质量计算：M = 12.011 + 3×1.0079 + 18.9984 = 34.033 两者结果非常接近。
【典型例题】例1、300K 、3.30×105 Pa 时，一气筒含有480g 的氧气，若此筒被加热到373K ，然后启开活门（温度保持373K ）一直到气体压强降低到1.01×105 Pa 时，问共放出多少重的氧气？分析：因为pV =nRT ，n =Mm ；所以pV = Mm RT ，由此式求出气筒的体积。
1.53 1.52 1.51 1.50 1.49p /(105Pa)-2（图1-1）CH 3F 的ρ-p 图然后再根据气态方程式求出压强降到1.01×105 Pa ，气筒内剩余氧气的质量m 2O 。
最后算出放出氧气的质量。
解：pV =Mm RT则气筒的体积： V =MPmRT =Pamolg KKmolm Pa g 511131003.3·0.32300···314.8480⨯⨯⨯⨯--- = 0.123 m 3再根据方程式求压强降低到1.01×105 Pa 时，气筒内剩余氧气的质量m 2O m 2O =RTpVM =KKmolm Pa mol g m Pa 373···314.8·0.32123.01001.1113135⨯⨯⨯--- = 128 g因此放出氧气的质量∆m 2O = 480-128 = 352 g例2、设有一真空的箱子，在288 K 时，1.01×105 Pa 的压力下，称量为153.679 g ，假若在同温同压下，充满氯气后为156.844 g ；充满氧气后为155.108 g ，求氯气的分子量。
分析：M 2O =32.00g ·mol -1，若将pV =Mm RT 式先用于氧气 ，求出箱子的体积V ，再将 pV =Mm RT 式用于氯气，求出M 2Cl ，这当然是可行的。
但运算繁杂，既费时又易出错。
由题意可知，这实际上是在等温、等压和等容条件下，pV =Mm RT 式的两次应用。
所以可以直接用11M m =22Mm 式，则简便得多。
解：M 2O = 155.108g － 153.679g = 1.429g M 2Cl = 156.844g － 153.679g =3.165g∴ M 2Cl =222·OMClm m O =gmolg g 429.1·00.32165.31-⨯ = 70.87g ·mol -1故氯气的分子量为70.87。
例3、某砷的氧化物化学式为As 2O 3，加热升温气化，实验测得在101 k Pa 和844 K 时，其蒸气密度为5.70 g/L 。
计算：该氧化物的相对分子质量，并求其分子式。
分析：依据题目给出的一定温度和压强下的气体密度，可以算出气体的相对分子质量。