三大实验--气体摩尔体积测定

1

10.1 测定1mol 气体的体积

高二化学

化学实验类型

定性实验：

通过实验大致得到被测物的一些特性定量实验:

通过实验得到被测物的一些准确特性

定量测定是从“量”的角度认识物质及其变化规律。 定量测定技术的进步推动了现代化学的发展。

定量测定是现代化工生产中控制生产的必要条件。 定量测定中“准确性”极其重要。

定量测定方法：

称量、量出体积、确定温度的变化数等

定量仪器：

电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒表等

气体体积与其他物理量之间的关系

1．决定物质所占体积大小有哪些因素？

取决于构成这种物质的微粒数目、微粒的大小和微粒之间的距离这三个因素。

2．1mol不同的固态和液态物质为什么其体积各不相同？

1mol不同固态或液态物质所含基本结构微粒数相同，构成固态或液态物质的微粒间的距离都很小。

因而固态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微粒本身的大小。

3．影响气体体积的因素有哪些？

当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小。

气体分子之间的距离受温度、压强影响大

气体摩尔体积的计算：

气体摩尔体积是指1mol 气体所具有的体积

在标准状况下（101kPa,0

℃）,Vm=22.4 L/mol m V

V n

常温常压时，1摩尔气体体积比标准状况下的22.4升大还是小？原因是什么？一定物质的量的气体，

当温度升高时，气体分子之间的距离增大，

当温度降低时，气体分子之间的距离缩小；

当压强增大时，气体分子之间的距离减小，

当压强减小时，气体分子之间的距离增大。

阿伏伽德罗定律的内涵是什么？

在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

测定1mol气体的体积，我们需要哪些实验数据？

m V

V=

n

提示：

气体的体积V和气体的物质的量n。

气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？

不能

根据气体的物质的量=质量/摩尔质量，可以测气体的质量。

m V V VM

V===

m

n m

M

气体的体积和质量的实验数据较难测定，我们是否能将其转化为其他状态的物质进行测定？

将气体的量转化为测定固态或液态的量

以1molH 2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，并测定

H 2的摩尔体积。222222442()()()()

()

()()()()()m Mg Mg Mg Mg Mg H H H H m H M V M m Mg H SO MgSO H V V V V n n +−−→+↑

====数据转化：测定镁带质量和H 2的体积直接测量间接测量

一、测定原理

某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应，测出产生氢气的体积，从而计算出该温度下1mol 氢气的体积。

二、测定方法

（1）制氢气，用镁的质量计算氢气的质量。

（2）产生的氢气用排液法收集、量出体积。

三、计算公式22222()()

()()

()

()()()()()m Mg Mg Mg Mg Mg H H H H m H M V M m V V V V n n ====

◆设计定量实验一般从那几个方面考虑？

目的→原理→仪器→步骤→记录→结果→结果分析

1、目的：测定常温、常压下1摩尔氢气体积。

2、原理：

V m ＝———×M(镁)◆气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成？气体的发生装置、气体收集装置、量体积装置V(H 2)

m(镁)

思考：以1 mol H

2体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，设计测定H

2

的摩尔体积的

实验方案。

镁的质量实验室里用什么仪器测定？

思考：用什么样的装置制取氢气

（1）固体和固体加热制取气体（2）固体和液体加热制取气体

O2、NH3、CH4等HCl、Cl2等

思考：用什么样的装置制取氢气

启普发生器

（3）固体和液体反应制取气体不需要加热

思考：用什么样的装置制取氢气

思考2、氢气的体积如何来测定？

气体

排液装置（短进长出）量液装置

方案1

用镁跟足量的稀硫酸反应制得H

，利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。

2

缺点：量筒不能收集气体，并且收集后测

出体积不准确。

方案2

，并通入短进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，用镁跟足量的稀硫酸反应制得H

2

流入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。

缺点：量筒中液体体积减去注入硫酸的体

积才是生成的气体体积。

缺点：后面导管中一段液体的体积无法测

出，影响实验的精确度。

生成气体的体积＝量筒中液体的体积－加入的硫酸的体积＋导管中液体的体积

简易的气体摩尔体积测定装置

气体发生装置排液装置量液装置

方案3

，将生成的氢气用气球收集。

用镁跟足量的稀硫酸反应制得H

2

气球的体积就是氢气的体积。

缺点：

气球体积难以准确测定，实验误差大。