师:同学们想一下物质的体积由哪些因素决定呢?
生:取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离。
师:对于 1mol 物质来说,粒子数目都是相同的,即为
,物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
师:1mol 不同的固态物质或液态物质含有的粒子数相同,而粒子之间的距离是非常小的,这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小。但因为粒子大小是不相同的,所以,1mol 不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。
师:同学们,对于气体来说,气体的体积主要决定于哪些因素呢?
生:粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径,所以,当粒子数相同时,气体的体积主要决定于气体粒子之间的距离。
师:那么哪些外界条件会影响气体的体积呢?
生:温度和压强会影响气体粒子之间的距离,因此气体的体积会受到温度和压强的影响。
师:在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,因此,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。
师:在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号为 Vm,常用的单位有 L/mol(或
)和
(或
)。
师:同学们想一下,如果用 V 表示气体的体积,n 表示气体的物质的量,那么 Vm、V、n 之间有什么关系呢?
生:Vm = V/n
师:大家说得很好,那么气体摩尔体积的数值是不是固定不变的呢?
师:下面同学们尝试计算一下,在 0℃,
条件下,
和
的体积,有什么规律呢?
生:结论:在 0℃,
条件下,
和
的体积相等,都是 22.4L。
师:大家计算的都没问题,我们化学上把
,
这一条件叫做 “标准状况”,在这一条件下,任意气体物质的量为 1mol 时均具有相同的体积,即为 22.4L。该条件下的气体摩尔体积为 22.4L/mol。
师:接下来同学们看一下大屏幕,上面展示的是标况下气体摩尔体积示意图。
师:同学们仔细观察一下,思考常温下的气体摩尔体积与 22.4L/mol 相比大小如何?
生:比 22.4L/mol 要大,因为温度升高,气体粒子之间的距离变大,气体摩尔体积变大。