滬科版高二化學(xué)上冊(cè)第十章知識(shí)點(diǎn)：測(cè)定1mol氣體的體積

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　　1.復(fù)習(xí)重點(diǎn)

　　1.掌握氣體摩爾體積的概念;

　　2.有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算;

　　3.物質(zhì)的量、氣體摩爾體積、氣體體積三者之間的關(guān)系;

　　4.阿伏加德羅定律的應(yīng)用。

　　5.氣體摩爾體積的概念及有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。

　　2.難點(diǎn)聚焦

　　1.對(duì)于氣體摩爾體積這一概念的理解

　　物質(zhì)的體積，指一定量的物質(zhì)在一定條件下所占據(jù)空間的大小。從微觀的角度去分析，物質(zhì)的體積的大小決定因素有：

　　(1)物質(zhì)所含微粒數(shù)的多少。

　　(2)物質(zhì)微粒間距離的大小。

　　(3)物質(zhì)微粒本身的大小。在這三個(gè)因素中，我們先固定其一，比如我們?nèi)?mol物質(zhì)，那么微粒數(shù)目固定為NA個(gè)，討論其余兩個(gè)因素對(duì)物質(zhì)體積的影響。對(duì)于固體和液體來說，由于物質(zhì)微粒本身大小比微粒間的距離要大得多，所以固體和液體的體積主要取決于(1)、(3)兩個(gè)因素，而又由于不同的固體、液體本身的大小有較大差異，所以即使物質(zhì)的微粒數(shù)相同，體積相差也較大。對(duì)于氣體體積來說，由于氣體的體積受外界條件(如溫度、壓強(qiáng))的影響較大。所以討論氣體體積之前必須在一定的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行比較。

　　而對(duì)于氣體，由于氣體分子間作用力弱，使得氣體分子間的距離較大;而且氣體分子間的距離比氣體分子本身大得多，氣體分子間的距離大約是氣體分子本身大小的10倍。所以1mol氣體的體積，內(nèi)因主要決定于氣體分子間的距離，而不是分子本身體積的大小;同時(shí)氣體分子間的距離這一內(nèi)因又和溫度及壓強(qiáng)這兩個(gè)外因有關(guān)，所以在談到氣體的摩爾體積時(shí)必須講到溫度和壓強(qiáng)，否則沒有任何意義。或者說氣體體積在微粒數(shù)一定的情況下，主要是由微粒間距和微粒本身大小決定的，而對(duì)氣體來說微粒間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微粒本身大小，所以氣體體積主要是由微粒距離決定的，在外界條件一定時(shí)微粒間平均距離近似相等，所以外界條件一定時(shí)，微粒數(shù)相同的氣體體積近似相等。

　　2.阿伏加德羅定律同溫同壓下體積相同的任何氣體都含有相同的分子數(shù)即阿伏加德羅定律。由此可見氣體的體積比在同溫同壓下必等于分子數(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系：

　　(1)同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。

　　(2)同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比。

　　(3)同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。

　　(4)同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。

　　(5)同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。

　　此外還在運(yùn)用時(shí)要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時(shí)，其體積與壓強(qiáng)成反比;氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。

　　3.氣體摩爾體積的常見應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體為22.4L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對(duì)密度，可據(jù)以由氣體的相對(duì)密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對(duì)的相對(duì)密度為15，則其相對(duì)分子質(zhì)量。常見的有：

　　(1)由標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度求相對(duì)分子質(zhì)量：

　　(2)由相對(duì)密度求氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：若為對(duì)的相對(duì)密度則為，若為對(duì)空氣的相對(duì)密度則為：

　　(3)求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量()：即混合氣體1mol時(shí)的質(zhì)量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分?jǐn)?shù)時(shí)見①，若為質(zhì)量分?jǐn)?shù)見②：

　　(4)由同溫同壓下氣體反應(yīng)時(shí)的體積比求分子數(shù)比，進(jìn)而推分子式。

　　(5)直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。

　　(6)氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過量氣體。

　　4.摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定

　　定義1摩理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的P0V0/T0值，叫做摩爾體積常數(shù)，簡(jiǎn)稱氣體常數(shù)。符號(hào)R

　　R=(8.314510

　　0.000070)J/(mol••••K)。它的計(jì)算式是

　　原理用已知質(zhì)量的鎂條跟過量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。把這氫氣的體積、實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)代入理想氣體狀態(tài)方程(PV=nRT)中，就能算出摩爾氣體常數(shù)R的值。氫氣中混有水蒸氣，根據(jù)分壓定律可求得氫氣的分壓(p(H2)=p(總)-p(H2O)),不同溫度下的p(H2O)值可以查表得到。

　　操作(1)精確測(cè)量鎂條的質(zhì)量

　　方法一：用分析天平稱取一段質(zhì)量約10mg的表面被打亮的鎂條(精確到1mg)。

　　方法二：取10cm長(zhǎng)的鎂帶，稱出質(zhì)量(精確到0.1g)。剪成長(zhǎng)10mm的小段(一般10mm質(zhì)量不超過10mg)，再根據(jù)所稱鎂帶質(zhì)量求得每10mm鎂條的質(zhì)量。

　　把精確測(cè)得質(zhì)量的鎂條用細(xì)線系住。

　　(2)取一只10 mL小量筒，配一單孔塞，孔內(nèi)插入很短一小段細(xì)玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸，然后十分仔細(xì)地向筒內(nèi)緩慢加入純水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下層為酸，上層為水，盡量不混合，保證加滿水時(shí)上面20~30mm的水是中性的。

　　(3)把系有細(xì)線的鎂條浸如量筒上層的水里，塞上帶有玻璃管的橡皮塞，使塞子壓住細(xì)繩，不讓鎂條下沉，量筒口的水經(jīng)導(dǎo)管口外溢。這時(shí)量筒中和玻璃導(dǎo)管內(nèi)不應(yīng)留有氣泡空隙。

　　(4)用手指按住溢滿水的玻璃導(dǎo)管口，倒轉(zhuǎn)量筒，使玻璃導(dǎo)管口浸沒在燒杯里的水中，放開手指。這時(shí)酸液因密度大而下降，接觸到鎂帶而發(fā)生反應(yīng)，生成的氫氣全部倒扣在量筒內(nèi)，量筒內(nèi)的液體通過玻璃導(dǎo)管慢慢被擠到燒杯中。

　　(5)鎂條反應(yīng)完后再靜置3~5分鐘，使量筒內(nèi)的溫度冷卻到室溫，扶直量筒，使量筒內(nèi)水面跟燒杯的液面相平(使內(nèi)、外壓強(qiáng)相同)，讀出量筒內(nèi)氣體的體積數(shù)。由于氣體的體積是倒置在量筒之中，實(shí)際體積要比讀數(shù)體積小約0.2mL，所以量筒內(nèi)實(shí)際的氫氣體積VH2=體積讀數(shù)-0.20mL(用10mL的量筒量取)

　　(6)記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)室內(nèi)溫度(t℃)和氣壓表的讀數(shù)(p大氣)。

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　　(責(zé)任編輯：彭海芝)

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