摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数测定实验报告
摩尔气体常数测定实验报告摩尔气体常数测定实验报告摩尔气体常数是描述气体分子间相互作用力和分子量之间关系的重要物理常数。
本实验旨在通过测量气体的压强、体积和温度，计算出摩尔气体常数的数值，并验证理论与实验结果的一致性。
实验装置包括一个气压计、一个气缸、一个恒温水浴和一个温度计。
首先，我们将气压计与气缸连接，确保气缸内没有气体泄漏。
然后，将气缸浸入恒温水浴中，使气体温度保持恒定。
在实验过程中，我们需要记录气体的压强、体积和温度。
在实验开始前，我们先校准气压计和温度计，以确保测量结果的准确性。
校准气压计时，我们将气压计的零点与大气压力对齐，以消除零点偏差。
校准温度计时，我们将温度计放入冰水混合物中，确保读数为零度。
校准完成后，我们开始进行实验。
实验过程中，我们先调节恒温水浴的温度，使其保持恒定。
然后，我们打开气缸的阀门，让气体进入气压计中，直到气压计读数稳定。
在读取气压计的读数后，我们关闭气缸的阀门，记录下气压计的读数。
接下来，我们打开气缸的阀门，让气体进入气压计中，直到气压计读数稳定。
在读取气压计的读数后，我们关闭气缸的阀门，记录下气压计的读数。
最后，我们将气缸从恒温水浴中取出，测量气缸的体积，并记录下来。
实验结束后，我们将所得数据代入理论公式中，计算出摩尔气体常数的数值。
理论公式为PV = nRT，其中P为气体的压强，V为气缸的体积，n为气体的摩尔数，R为摩尔气体常数，T为气体的绝对温度。
通过解方程，我们可以得到R的数值。
在实验结果分析中，我们发现实验测得的摩尔气体常数与理论值相差较大。
这可能是由于实验中存在的系统误差导致的。
例如，气缸的体积测量可能存在一定的误差，恒温水浴的温度可能存在波动等。
此外，实验中还可能存在人为误差，例如读数时的视觉误差等。
为了减小误差，我们可以采取一些改进措施。
首先，我们可以使用更精确的仪器来测量气体的压强、体积和温度，以提高测量的准确性。
其次，我们可以增加实验的重复次数，取平均值，以减小随机误差的影响。
摩尔常数测定实验报告
一、实验目的1. 了解摩尔气体常数的概念和意义；2. 掌握利用实验方法测定摩尔气体常数的基本原理和操作步骤；3. 提高实验技能，培养严谨的实验态度。
二、实验原理摩尔气体常数（R）是指在标准状况下，1摩尔理想气体所具有的体积与温度、压力的关系。
根据理想气体状态方程，我们有：PV = nRT其中，P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质的量，R为摩尔气体常数，T为气体的绝对温度。
在实验中，我们通过测量一定量的金属镁与过量稀酸反应产生的氢气体积，利用气态方程计算出摩尔气体常数R。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分析天平、试管、漏斗、量气管、秒表、温度计、酒精灯、烧杯、洗液、剪刀等；2. 试剂：金属镁、稀硫酸、蒸馏水、洗液等。
四、实验步骤1. 称取一定质量的金属镁（80～105mg），用剪刀等分成3份，分别称准其质量，每根镁条用小称量纸包好，写上质量后保存；2. 洗净漏斗、试管，用洗液洗涤量气管；3. 按图装配仪器，赶气泡；4. 检漏：把漏斗下移一段距离，并固定。
如量气管中液面稍稍下降后（约3～5min）即恒定，说明装置不漏气。
如装置漏气，检查原因，并改进装置，重复试验，直至不漏气为止；5. 测定：用漏斗加5mL稀H2SO4到试管内（切勿使酸沾在试管壁上），用少量水沾镁条于试管上部壁上。
调整漏斗高度，使量气管液面保持在略低于刻度0”的位置，塞紧磨口塞，检查是否漏气。
使量气管和漏斗相通；6. 记录实验数据：记录金属镁的质量、气体体积、实验温度、压力等；7. 计算摩尔气体常数R。
五、实验数据与处理1. 金属镁质量：m(Mg) = 92.5mg2. 氢气体积：V(H2) = 500mL3. 实验温度：T = 25℃4. 实验压力：p = 101.3kPa根据实验数据，代入气态方程式：R = pV / (nT)其中，n = m(H2) / Ar(Mg)，m(H2) = m(Mg) × 2.016 / Ar(Mg)，Ar(Mg)为Mg的相对原子质量（24.31）。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定定义 1摩理想气体在标准状况下的P 0V 0/T 0值，叫做摩尔体积常数，简称气体常数。
符号 R R=(8.314510±0.000070)J/(mol ••••K)。
它的计算式是Kmol m Pa Kmol m Pa R T V p ⋅⋅=⨯⨯==-/314510.815.273/104141.22101325333000 原理 用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。
把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程（PV=nRT ）中，就能算出摩尔气体常数R 的值。
氢气中混有水蒸气，根据分压定律可求得氢气的分压（p (H2)=p (总)-p (H2O)）,不同温度下的p (H2O)值可以查表得到。
操作 （1）精确测量镁条的质量方法一：用分析天平称取一段质量约10mg 的表面被打亮的镁条（精确到1mg ）。
方法二：取10cm 长的镁带，称出质量（精确到0.1g ）。
剪成长10mm 的小段（一般10mm 质量不超过10mg ），再根据所称镁带质量求得每10mm 镁条的质量。
把精确测得质量的镁条用细线系住。
（2）取一只10 mL 小量筒，配一单孔塞，孔内插入很短一小段细玻管。
在量筒里加入2~3mL6mol/L 硫酸，然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下层为酸，上层为水，尽量不混合，保证加满水时上面20~30mm 的水是中性的。
（3）把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里，塞上带有玻璃管的橡皮塞，使塞子压住细绳，不让镁条下沉，量筒口的水经导管口外溢。
这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。
（4）用手指按住溢满水的玻璃导管口，倒转量筒，使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中，放开手指。
这时酸液因密度大而下降，接触到镁带而发生反应，生成的氢气全部倒扣在量筒内，量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。
（5）镁条反应完后再静置3~5分钟，使量筒内的温度冷却到室温，扶直量筒，使量筒内水面跟烧杯的液面相平（使内、外压强相同），读出量筒内气体的体积数。
摩尔气体常数的测定实验报告
摩尔气体常数的测定实验报告实验目的，通过实验测定摩尔气体常数R的值，并掌握测定摩尔气体常数的方法。
实验原理，根据理想气体状态方程PV=nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体的摩尔数，T为气体的绝对温度，R为摩尔气体常数。
在一定条件下，通过测定气体的压强、体积和温度，可以求得R的值。
实验仪器，气体收集瓶、温度计、电子天平、压力计、水槽。
实验步骤：1. 将气体收集瓶放入水槽中，保证气体收集瓶完全浸入水中。
2. 用电子天平称量一定质量的金属钠样品，记录质量m。
3. 将金属钠样品放入气体收集瓶中，盖好瓶塞，将瓶子倒立于水中，使金属钠完全被水覆盖。
4. 用温度计测定水的温度，并记录下来。
5. 用压力计测定气体收集瓶中的气体压强，并记录下来。
6. 等待反应结束，将气体收集瓶取出，用温度计测定气体的温度，并记录下来。
7. 用电子天平称量气体收集瓶中剩余的金属钠样品，记录质量m'。
8. 计算金属钠的质量损失Δm=m-m'，根据反应方程式2Na+2H2O→2NaOH+H2，可以求得生成的氢气的摩尔数n。
9. 根据PV=nRT，利用实验测得的P、V、T和n的值，可以求得摩尔气体常数R的值。
实验数据：质量m/g 温度T/℃压强P/kPa 质量损失Δm/g 氢气摩尔数n/mol。
1.25 22.5 101.3 0.15 0.006。
实验结果：根据实验数据，利用PV=nRT公式，可以求得摩尔气体常数R的值为：R=(PV)/(nT)= (101.30.035)/(0.006295)=8.31 kPa·L/mol·K。
实验结论：通过本次实验，成功测定了摩尔气体常数R的值为8.31 kPa·L/mol·K。
同时，掌握了测定摩尔气体常数的方法，并对理想气体状态方程有了更深入的理解。
实验中可能存在的误差：1. 实验中未考虑到气体的压强和温度在实验过程中的变化，对测定结果产生一定的影响。
实验6摩尔气体常数的测定
实验6摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数（Molar Gas Constant）是为了表示一单位物质的构成，它是物质在单位体积下所拥有的分子总数。
它是摩尔定律（Avogadro's Law）的重要化学常数，也是进行化学变化计算时必须用到的常数。
实验6摩尔气体常数的测定是一种用于测量摩尔气体常数的实验过程，概括起来就是将气体和液体注入烧瓶，并再用大气压力恢复其体积，最后通过量来测定所得结果。
实验室准备：
主要仪器：烧瓶、密封弹簧、检测仪、稀释液、烧杯和金属支架等。
实验步骤：
（1）将空烧瓶安装支架，并用密封弹簧紧固；
（2）将烧杯中含有固体的有机物质溶解在液体中，当液体完全溶解时，倒入烧瓶，放入烧杯；
（3）把烧瓶装到恒温水槽中，恒温60℃，维持烧瓶温度；
（4）将检测仪中的游标拨至“读数”位置，用检测仪测量烧瓶中的压力；
（6）把检测仪中的游标拨至“溶液”位置，采用由大气压力恢复的方法，夹住烧瓶和烧杯，让溶液直至完全挥发；
（8）根据上述所获数据进行计算，推导出摩尔气体常数的值。
数据计算：
计算公式：n=PV/RT
其中，n表示摩尔气体常数，P表示收缩压力（单位：atm），V表示体积（单位：litre），R表示气体常数（单位：atm. litre/mole.K），T表示温度（单位：K）。
实验结果：
根据上述计算公式，计算出所得摩尔气体常数为：n = xxx。
结论：
通过实验6摩尔气体常数的测定，我们可以测得这一化学常数的实际值，从而了解物质在特定温度下拥有多少分子，有助于对物质进行计算和模拟，从而获得更好的化学实验效果。
置换法测定摩尔气体常数R
置换法测定摩尔气体常数R
摩尔气体常数R，又称气体常数，是一种在物理、化学及其他科学领域中极为重要的实验常数，它代表特定的压强、温度及物质的数量。
它第一次由爱因斯坦提出，其值取决于物质定义的单()位。
现在，摩尔常数R可以通过各种实验方法来测量，其中比较重要的一种方法就是换置法测定摩尔常数R。
换置法测定摩尔常数R是一种采用热力学原理，利用温度变化对气体内部能量变化的测量方法。
实验中可以准备一根密封的热力学气柱，在它的一端安装一个测量温度变化的传感器，在另一端安装测量压力的传感器，用于感测气柱的压强及温度，接着在气柱中充入欲测定气体，让它受到正负电荷相反的影响，这时可以经由变换密封程度和测量温度演变来计算出摩尔常数R。
一般来讲，换置法测定摩尔常数R要求实验装置要求稳定，实验裂口容量要足够小，且两端的温度变化要小于实验的精度要求。
在实验过程中，给气体定期加热，观察由此发生的压力变化，然后根据公式PV＝nRT对实验结果进行计算，以计算出摩尔常数的大小。
这种方法可以更好地表现出热力学定律在气体运动凝聚等物质方面的应用，增强了物理学经验概念，涵盖更精细地工作域，从而大大提高了测量精度。
实验最后我们可以得到摩尔常数R的实验值，再与标准值比较，并将结果对应的变化曲线画出来定义曲线特征，其中的拐点代表真实常数。
因此，换置法测定摩尔常数R可以说是一种有效且准确的方法，可以用来测量不同物质的摩尔常数。
置换法测定摩尔气体常数R
实验四、置换法测定摩尔气体常数R一、实验目的1、握理想气体状态方程式和气体分压定律的应用；2、习测量气体体积的操作和气压计的使用。
二、基本原理：Mg + H2SO4 MgSO4+H2（准称）（过量）（V测）查表：T，P大气压；P饱和水R=P H2V总/（n H2T）P H2=P总- P水V总= V水+V H2三、基本实验步骤1、称镁条（去氧化膜）每份W：0.030—0.035g2、如图装配好仪器（量气管装水）打开试管的胶塞→由液面调节管使得量气管内装水到略低于“0”→上下调节赶尽气泡→试管的胶塞塞好。
3、查气密性方法：液面调节装置下移，量气管内液面不连续下移。
液面调节装置复位。
4、注入酸取下试管，用长颈漏斗注入6—8cm3 3mol/dm3硫酸，勿将酸沾到试管壁上，试管固定好→镁条用水润湿后贴于管壁内。
回零，再查气密性。
1、量气管2、液面调节器3、反应管4、铁圈5、记两液面相平时的起始液面读数→反应→始终保持两液面水平，读“0”；6、反应后冷至室温→两液面水平→读数1—2min后再读。
讨论：1、V H2是排水的体积，是总体积还是分体积？2、反应前试管中的空气是如何考虑的？注意事项：①注意称量准确，读体积准确（勿虑干）②单位换算1dbr(巴)= 105pa=0.9869atm=750.1mmHg1mb=0.7501mmHg102Pa=1mb③压强的单位与R的关系P: Kpa.dm3R=8.31atm.dm3R=0.0821④有效数字四、预作试验1.调整量气管大小——大些 50ml2.调整漏斗径的长短——短些3.连接胶套长一些——免得移动受阻4.注意产生气体后，气流在体系内通畅5.读数：V P T五、实验数据记录思考题：反应后体系内有空气、氢气、水蒸气，三组分混合气占总体积V总，P总=1atm，则反应前空气、水蒸气在试管及导管中的体积可认为是三组分混合气体中的两组分（空气+水）其体积是分体积，量气管中排开水的体积即是三组分中氢气、水蒸气所占分体积。
摩尔气体常数的测定
实验十六摩尔气体常数的测定一、实验目的1、了解分析天平的结构、计量性能，学习并掌握直接称量法；2、学习测量气体体积的操作：装置的安装、检漏、量气管液面的观察与读数；3、学习气体分压的概念；4、学习误差的表示、数据的取舍、有效数字及其应用规划5、学习用洗液洗涤特殊仪器。
二、预习内容电子天平的使用及称量方法⑴使用步骤端坐在天平前，放置干燥器、烧杯等物的搪瓷盘放在天平的左边，实验报告本等放在天平的右边。
查看天平水平仪，气泡是否在黑圈内，如不在黑圈内表示天平不水平，要通过水平调节脚调至水平。
接通电源，预热60分钟后方可开启显示器进行操作使用。
称量前要用标准砝码校正天平。
轻按ON显示器键，等出现0.0000g称量模式后方可称量。
将称量物轻放在称盘上，关严天平门，这时显示器上数字不断变化，待数字稳定并出现质量单位g后，即可读数，并记录称量结果。
称量结束后，取出称量物，按关闭键OFF。
检查天平内清洁与否，如有试样洒落，一定要打扫干净。
关上天平门，罩好布罩，填写登记卡。
⑵称量方法直接称量法：对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。
称量时将试样放在干净而干燥的小表面皿上或油光纸上，一次称取一定质量的试样。
先称出干燥洁净的表面皿或油光纸的质量，按去皮键TAR，显示“0.0000”后，打开天平门，缓缓往表面皿中加入试样，当达到所需质量时停止加样，关上天平门，显示平衡后即可记录所称试样的净质量。
差减称量法：如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶内称量。
倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。
称量时，用纸条叠成宽度适中的两三层纸带，毛边朝下套在称量瓶上。
左手拇指与食指拿住纸条，由天平的左门放在天平左盘的正中，取下纸带，称出瓶和试样的质量。
然后左手仍用纸带把称量瓶从盘上取下，放在容器上方。
右手用另一小纸片衬垫打开瓶盖，但勿使瓶盖离开容器上方。
慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底略低于瓶口，切勿使瓶底高于瓶口，以防试样冲出。
摩尔气体常数R测定
3. 仪器和药品
分析天平 量气管(50cm3)，橡皮管，小试管，蝴蝶夹 镁条，H2SO4(3mol·dm-3)，甘油
4. 实验要点
1. 镁条的称取
擦去镁条表面的氧化物 每份质量0.030~0.035g
2. 装置安装
上下移动漏斗，使漏斗液面与量气管液面保持同一 水平，记下量气管液面位置V1
注意：V1不能太大，应控制V1<10cm3
实验步骤
4. 气体常数R的测定
将试管底部略微抬高，酸与镁条接触迅速反应 反应完毕，待反应试管冷却至室温后，再次移动漏
斗，使其液面与量气管内液面处于同一水平，记录 量气管中液面位置V2。3分钟后，再记录液面位置， 直至两次读数一致（若两次结果始终不能一致，则 本次实验失败） 记录室温T，由气压计读出当时大气压p0
反应后，可能会有部分水从漏斗溢出，对实验有否影 响？为什么？
若镁条过重或量气管中水所占体积不大，对实验会造 成什么影响？
计算公式推导
假设：环境温度T、气压p0保持不变 研究体系
反应前：量气管内封闭的空气(p1)、水蒸气(pH2O)，总体积V1 反积V应2后：空气(p2)、水蒸气(pH2O)、反应生成的H2(pH2)，总体
小试管的塞子要塞紧
3. 检查装置的气密性
将漏斗上下移动一段距离， 若量气管内液面随之有明显 上升或下降，说明装置漏气
实验步骤
4. 气体常数R的测定
取下反应试管，用长颈漏斗注入3 cm3 3mol∙dm-3 硫酸。注意切勿使酸沾污试管壁
把镁条用甘油湿润后贴于试管内壁，不得使镁条与 酸接触。重新把反应试管接上塞紧。再次检查装置 气密性
实验6摩尔气体常数R的测定
实验6 摩尔气体常数R 的测定一、实验目的学会一种测定气体常数的方法及其操作：理解理想气体状态方程式和分压定律；学习称量、量气等操作技术。
二、实验前应思考的问题1. 计算摩尔气体常数R 时，要用到哪些数据?如何得到?2. 检查实验装置是否漏气的原理是什么?三、实验原理测量金属镁置换出的盐酸中氢的体积，可以算出气体常数R 的数值。
反应为Mg+2HCl ＝MgC12+H 2(g)如果称取一定质量的镁与过量的盐酸反应，则在一定温度和压力下，可以测出反应所放出的氢的体积。
实验时的温度T 和压力卢可以分别由温度计和气压计测得。
物质的量n 可以通过反应中镁的质量来求得。
由于氢是在水面上收集的，氢气中还混有水汽。
在实验温度下水的饱和蒸气压[p(H 2O)]，可在表中查出。
根据分压定律；氢的分压可由下式求得P ＝P(H 2)＋ p(H 2O)P ＝P(H 2)－ p(H 2O)将以上所得各项数据代入R=nT pV 式中，即可算出R 值。
也可通过铝或锌与盐酸反应来测定R 值。
四、实验用品仪器：测定气体常数R 的装置(图6.1)；分析天平；药品：HC1（6.0 mo1·L -1）；镁条。
材料：砂纸五、实验内容(1)称量。
用天平称取三份镁条，每份质量在0.03g 左右(准确称至0.0001g)。
(2)安装测定装置。
按图6.1所示装配好测定装置。
图6.1 测定气体常数R往量气管内装水至略低于刻度“0”的位置。
上下移动漏斗，以赶尽附着在橡皮管和量气管内壁的气泡，然后把反应管和量气管用乳胶管连接。
(3)检漏。
把漏斗下移一段距离，并固定在一定位置上。
如果量气管中的液面只在开始时稍有下降后(约3—5分钟)即维持恒定，便说明装置不漏气。
如果液面继续下降，则表明装置漏气，检查各接口处是否严密。
经检查与调整后，再重复试验，直至确保不漏气为止。
(4)测定。
①取下试管，如果需要的话，可以再调整一次漏斗的高度，使量气管内液面保持在略低于刻度“0”的位置。
摩尔气体常数的测定实验报告数据记录
摩尔气体常数的测定实验报告数据记录实验报告数据记录实验目的：通过实验测量摩尔气体常数并了解气体分子间相互作用的影响。
实验原理：按照加热方程PV=nRT，依据拓尔斯公式，利用氙气的封闭式容器，在一定范围内通过测量气体体积、压力和温度等参数，推导出摩尔气体常数值，并通过实验数据分析气体分子之间相互作用的影响。
实验设备：1.氙气封闭式容器2.压力计3.热敏电阻温度计4.电子天平5.火柴6.热水淋浴装置实验过程：1.实验前检查氙气封闭式容器密封性，并确定气体有效空间的体积，记录实验室气温和大气压力。
2.将容器加热至较高温度，在插入电子天平的时候，记录体积，压力和温度等参数。
将这些数据记录下来并计入数据表中。
3.重复以上步骤几次，直到获得一组相对一致的数据。
4.使用拓尔斯公式PV=nRT计算气体的摩尔气体常数并获得平均值。
5.通过对实验数据的分析，推导出气体分子之间相互作用的影响。
实验结果：在实验过程中，我们获得了一组数据，包括氙气体积、温度和压力等参数。
依据这些数据，我们计算出摩尔气体常数如下：摩尔气体常数R= PV/nT其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体摩尔数，T为气体温度。
通过计算我们可以得出摩尔气体常数的平均值为R= 8.314J/(mol*K)讨论：通过实验数据我们可以发现，在一定条件下，气体内部分子之间的相互作用力并不显著。
可以用拓尔斯公式来描述气体的行为。
在实际应用中，气体分子的相互作用会随着温度的变化而产生显著影响。
在低温下，气体之间的相互作用是带有吸引力的，而在高温下则表现为排斥作用。
在处理高温高压气体相关的问题时，需要考虑气体分子相互作用的影响。
结论：通过本次实验我们可以得出摩尔气体常数的测量结果，并通过实验数据分析出气体分子之间相互作用的影响。
在日常生活和工业领域中，应考虑气体分子相互作用对气体行为的影响。
实验中，我们使用了氙气作为测量气体，主要是因为其在常温常压下的性质近似为理想气体，而且容易铺平，易于使用和操作。
摩尔气体常数的测定实验报告
对原始数据进行整理、计算，得出摩尔气体常数的实验值，并绘 制相关图表。
图表展示内容
包括P-V图、 V-T图等，直观反映了气体状态参数之间的关系， 便于进一步分析讨论。
结果对比及偏差分析
01
与理论值对比
将实验测得的摩尔气体常数与理 论值进行比较，分析偏差大小及
原因。
02
与其他实验数据对 比
提高了实验技能
通过本次实验，掌握了精确测量气体体积、温度和压力等实验技能。
不足之处及改进建议
实验误差分析
在实验过程中，由于测量仪器的精度 限制、环境温度波动等因素，导致实
验结果存在一定误差。
操作规范性有待提高
在实验操作过程中，部分步骤的规范 性不足，可能对实验结果产生一定影
响。
改进建议
为提高实验精度，建议采用更高精度 的测量仪器，并加强实验操作的规范
试剂选择与准备
惰性气体
如氦气或氮气等，用于充入气体定律 实验装置中，作为待测气体。选择纯 度高、稳定性好的惰性气体，以减小 实验误差。
干燥剂
用于去除气体中的水分，避免水分对 实验结果的影响。应选用吸湿性强、 化学性质稳定的干燥剂。
仪器操作注意事项
操作前检查
在实验开始前，应检查所有仪器是否完好无损，各连接部分是否紧密无漏，确保实验过 程中不会出现气体泄漏等问题。
实验意义与应用领域
01
摩尔气体常数的测定对于验证理想气体状态方程的正确性具有重要意 义。
02
在化学工业、环境保护、能源利用等领域，气体的物理和化学性质研 究具有广泛的应用价值。
03
通过实验测定摩尔气体常数，可以加深学生对气体性质的理解，提高 实验技能和科学素养。
1、摩尔气体常数的测定
学校教案
（首页）
课程名称物理化学审阅签名
授课班级授课形式实验
授课内容摩尔气体常数的测定
授课时间20 年月日∕第周星期∕第 1 ～ 4 节（ 4 学时）
实验目的1、掌握理想气体状态方程及分压定律的应用
2、了解摩尔气体常数的测定方法
教学重点掌握理想气体状态方程的应用
教学难点实验的具体步骤
作业实验报告
课时分配组织教学10分钟+ 讲授40分钟+ 巡回指导120分钟+ 小结10分钟
课前准备内容
仪器
如图装置、分析天平、气压计、精密温度计、10 mL量筒、镊子、剪刀药品 6 mol·L-1 HCl、铝片
（续页）第2页
4。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一，它在理论和实验研究中有着广泛的应用。
本文将介绍摩尔气体常数的测定方法及其重要性。
摩尔气体常数（R）是一个用来描述气体性质的常数，它表示单位摩尔气体的体积与温度的比值。
根据理想气体状态方程，摩尔气体常数与普适气体常数（k）之间存在着关系：R = kN_A，其中N_A是阿伏伽德罗常数。
测定摩尔气体常数的方法有多种，下面将介绍其中几种常用的方法。
一种常用的方法是通过气体的密度来测定摩尔气体常数。
首先，需要测量气体的压力、温度和体积，然后根据理想气体状态方程（PV = nRT），可以得到气体的摩尔数。
接下来，通过测量气体的质量和体积，可以计算出气体的密度。
最后，通过密度和摩尔数的比值，可以得到摩尔气体常数。
另一种常用的方法是通过测量气体的扩散速率来测定摩尔气体常数。
根据格雷厄姆定律，气体的扩散速率与气体分子的质量成反比。
因此，通过测量不同气体的扩散速率以及气体分子的质量，可以计算出摩尔气体常数。
还可以通过测量气体的热容来测定摩尔气体常数。
根据理想气体状态方程，气体的热容与摩尔气体常数之间存在着关系：C = R/M，其中C是气体的摩尔热容，M是气体的摩尔质量。
通过测量气体的热容和摩尔质量，可以计算出摩尔气体常数。
摩尔气体常数的测定对于理论研究和实验研究都具有重要意义。
在理论研究中，摩尔气体常数可用于推导气体的物理性质，如压力、密度和温度之间的关系。
在实验研究中，摩尔气体常数可用于计算气体的摩尔质量或分子量。
通过测定摩尔气体常数，可以进一步研究气体的化学性质和反应动力学。
除了上述测定方法外，还有其他一些测定摩尔气体常数的方法，如通过测量气体的电导率或黏度来计算。
这些方法在特定的研究领域中有着重要的应用。
摩尔气体常数的测定是研究气体性质的重要手段之一。
通过不同的测定方法，可以得到准确的摩尔气体常数值，为理论和实验研究提供重要的参考依据。
摩尔气体常数的研究对于深入理解气体的物理和化学性质，以及实现相关领域的应用具有重要意义。
摩尔气体常数的测定解读
实验十六摩尔气体常数的测定一、实验目的1、了解分析天平的结构、计量性能，学习并掌握直接称量法；2、学习测量气体体积的操作：装置的安装、检漏、量气管液面的观察与读数；3、学习气体分压的概念；4、学习误差的表示、数据的取舍、有效数字及其应用规划5、学习用洗液洗涤特殊仪器。
二、预习内容电子天平的使用及称量方法⑴使用步骤端坐在天平前，放置干燥器、烧杯等物的搪瓷盘放在天平的左边，实验报告本等放在天平的右边。
查看天平水平仪，气泡是否在黑圈内，如不在黑圈内表示天平不水平，要通过水平调节脚调至水平。
接通电源，预热60分钟后方可开启显示器进行操作使用。
称量前要用标准砝码校正天平。
轻按ON显示器键，等出现0.0000g称量模式后方可称量。
将称量物轻放在称盘上，关严天平门，这时显示器上数字不断变化，待数字稳定并出现质量单位g后，即可读数，并记录称量结果。
称量结束后，取出称量物，按关闭键OFF。
检查天平内清洁与否，如有试样洒落，一定要打扫干净。
关上天平门，罩好布罩，填写登记卡。
⑵称量方法直接称量法：对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。
称量时将试样放在干净而干燥的小表面皿上或油光纸上，一次称取一定质量的试样。
先称出干燥洁净的表面皿或油光纸的质量，按去皮键TAR，显示“0.0000”后，打开天平门，缓缓往表面皿中加入试样，当达到所需质量时停止加样，关上天平门，显示平衡后即可记录所称试样的净质量。
差减称量法：如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶内称量。
倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。
称量时，用纸条叠成宽度适中的两三层纸带，毛边朝下套在称量瓶上。
左手拇指与食指拿住纸条，由天平的左门放在天平左盘的正中，取下纸带，称出瓶和试样的质量。
然后左手仍用纸带把称量瓶从盘上取下，放在容器上方。
右手用另一小纸片衬垫打开瓶盖，但勿使瓶盖离开容器上方。
慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底略低于瓶口，切勿使瓶底高于瓶口，以防试样冲出。
摩尔气体常数的测定
摩尔气体常数的测定一、实验目的1.了解一种测定摩尔气体常数的方法。
2.熟悉分压定律与气体状态方程的应用。
3.练习分析天平的使用与测量气体体积的操作。
二、实验原理气体状态方程式的表达式为：pV ＝ nRT ＝rM mRT (1)式中： p ——气体的压力或分压（Pa ）V ——气体体积（Ｌ）n ——气体的物质的量（mol ） m ——气体的质量（g ）M r ——气体的摩尔质量(g ·mol -1) T ——气体的温度（K ）；R ——摩尔气体常数（文献值：8.31Pa ·m 3·K -1·mol -1或J ·K -1·mol -1）可以看出，只要测定一定温度下给定气体的体积V 、压力p 与气体的物质的量n 或质量m ，即可求得R 的数值。
本实验利用金属(如Mg 、A1或Zn)与稀酸置换出氢气的反应，求取R 值。
例如：Mg(s)* + 2H +(aq)* ＝ Mg 2+(aq) + H 2(g)* (2)Δr Hm298＝-466.85(kJ ·mol -1)[说明] * s ：表示固态（分子）； aq ：表示水合的离子（或分子）； g ：表示气态（分子）将已精确称量的一定量镁与过量稀酸反应，用排水集气法收集氢气。
氢气的物质的量可根据式（2）由金属镁的质量求得：MgMg H H H 222M m M m n ==由量气管可测出在实验温度与大气压力下，反应所产生的氢气体积。
由于量气管内所收集的氢气是被水蒸气所饱和的，根据分压定律，氢气的分压2H p ，应是混合气体的总压p （以100Kpa 计）与水蒸气分压O H 2p 之差：O H H 22p p p -=（3）将所测得的各项数据代入式（1）可得：Tn Vp p Tn V p R ⋅⋅-=⋅⋅=2222H O H H H )(三、实验用品仪器：分析天平，称量纸（蜡光纸或硫酸纸），量筒(10mL)，漏斗，温度计(公用)，砂纸，测定摩尔气体常数的装置(量气管1，水准瓶2，试管，滴定管夹，铁架，铁夹，铁夹座，铁圈，橡皮塞，橡皮管，玻璃导气管)，气压计(公用)，烧杯（100mL 、400mL ）1量气管的容量不应小于50mL ，读数可估计到0.01mL 或0.02mL 。
摩尔气体常数测定
实验十六摩尔气体常数的测定一、实验目的1、了解分析天平的结构、计量性能，学习并掌握直接称量法；2、学习测量气体体积的操作：装置的安装、检漏、量气管液面的观察与读数；3、学习气体分压的概念；4、学习误差的表示、数据的取舍、有效数字及其应用规划5、学习用洗液洗涤特殊仪器。
二、预习内容电子天平的使用及称量方法⑴使用步骤端坐在天平前，放置干燥器、烧杯等物的搪瓷盘放在天平的左边，实验报告本等放在天平的右边。
查看天平水平仪，气泡是否在黑圈内，如不在黑圈内表示天平不水平，要通过水平调节脚调至水平。
接通电源，预热60分钟后方可开启显示器进行操作使用。
称量前要用标准砝码校正天平。
轻按ON显示器键，等出现0.0000g称量模式后方可称量。
将称量物轻放在称盘上，关严天平门，这时显示器上数字不断变化，待数字稳定并出现质量单位g后，即可读数，并记录称量结果。
称量结束后，取出称量物，按关闭键OFF。
检查天平内清洁与否，如有试样洒落，一定要打扫干净。
关上天平门，罩好布罩，填写登记卡。
⑵称量方法直接称量法：对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。
称量时将试样放在干净而干燥的小表面皿上或油光纸上，一次称取一定质量的试样。
先称出干燥洁净的表面皿或油光纸的质量，按去皮键TAR，显示“0.0000”后，打开天平门，缓缓往表面皿中加入试样，当达到所需质量时停止加样，关上天平门，显示平衡后即可记录所称试样的净质量。
差减称量法：如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶内称量。
倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。
称量时，用纸条叠成宽度适中的两三层纸带，毛边朝下套在称量瓶上。
左手拇指与食指拿住纸条，由天平的左门放在天平左盘的正中，取下纸带，称出瓶和试样的质量。
然后左手仍用纸带把称量瓶从盘上取下，放在容器上方。
右手用另一小纸片衬垫打开瓶盖，但勿使瓶盖离开容器上方。
慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底略低于瓶口，切勿使瓶底高于瓶口，以防试样冲出。
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摩尔气体常数的测定
一、实验目的
1.了解一种测定摩尔气体常数的方法。
2.熟悉分压定律与气体状态方程的应用。
3.练习分析天平的使用与测量气体体积的操作。
二、实验原理
气体状态方程式的表达式为：pV ＝ nRT ＝
r
M m
RT (1)
式中： p ——气体的压力或分压（Pa ）
V ——气体体积（Ｌ）
n ——气体的物质的量（mol ） m ——气体的质量（g ） M r ——气体的摩尔质量(g·mol -1) T ——气体的温度（K ）；
R ——摩尔气体常数（文献值：8.31Pa·m 3·K -1·mol -1或J·K -1·mol -1）
可以看出，只要测定一定温度下给定气体的体积V 、压力p 与气体的物质的量n 或质量m ，即可求得R 的数值。
本实验利用金属(如Mg 、A1或Zn)与稀酸置换出氢气的反应，求取R 值。
例如：
Mg(s)* + 2H +(aq)* ＝ Mg 2+(aq) + H 2(g)* (2)
Δr H ο
m
298＝-466.85(kJ·
mol -1) [说明] * s ：表示固态（分子）； aq ：表示水合的离子（或分子）； g ：表示气态（分子）
将已精确称量的一定量镁与过量稀酸反应，用排水集气法收集氢气。
氢气的物质的量可根据式（2）由金属镁的质量求得：Mg
Mg H H H 2
22M m M m n =
=
由量气管可测出在实验温度与大气压力下，反应所产生的氢气体积。
由于量气管内所收集的氢气是被水蒸气所饱和的，根据分压定律，氢气的分压2H p ，应是混合气体的总压p （以100Kpa 计）与水蒸气分压O H 2p 之差：
O H H 22p p p -=
（3）
将所测得的各项数据代入式（1）可得：
T
n V
p p T
n V p R ⋅⋅-=
⋅⋅=2222H O H H H )(
三、实验用品
仪器：分析天平，称量纸（蜡光纸或硫酸纸），量筒(10mL)，漏斗，温度计(公用)，砂纸，测定摩尔气体常数的装置(量气管1，水准瓶2，试管，滴定管
夹，铁架，铁夹，铁夹座，铁圈，橡皮塞，橡皮管，玻璃导气管)，气压计(公用)，烧杯（100mL 、400mL ）
1量气管的容量不应小于
50mL ，读数可估计到0.01mL 或0.02mL 。
可用碱式滴定管代替。
2本实验中用短颈（或者长颈）漏斗代替水准瓶。
图1 摩尔气体常数测定装置
细砂纸等。
药品：硫酸H2SO4(3mo1·L-1)，镁条(纯)。
四、实验内容
1. 镁条称量
取两根镁条，用砂纸擦去其表面氧化膜，然后在分析天平上分别称出其质量，并用称量纸纸包好记下质量，待用(也可由实验室老师预备)。
镁条质量以0.0300～0.0400g为宜。
镁条质量若太小，会增大称量及测定的相对误差。
质量若太大，则产生的氢气体积可能超过量气管的容积而无法测量。
称量要
求准确至±0.0001g。
2. 仪器的装置和检查
按图1装置仪器。
注意应将铁圈装在滴定管夹的下方，以
便可以自由移动水准瓶（漏斗）。
打开量气管的橡皮塞，从水准
瓶注入自来水，使量气管内液面略低于刻度“0”(若液面过低或过
高，则会带来什么影响?)。
上下移动水准瓶，以赶尽附着于橡皮
管和量气管内壁的气泡，然后塞紧量气管的橡皮塞。
为了准确量取反应中产生的氢气体积，整个装置不能有泄漏之处。
检查
图2 镁条贴在试管壁上半部漏气的方法如下：塞紧装置中连接处的橡皮管，然后将水准瓶(漏斗)向下(或
向上)移动一段距离，使水准瓶内液面低于(或高于)量气管内液面。
若水准瓶位置固定后，量气管内液面仍不断下降(或上升)，表示装置漏气(为什么？)，则应检查各连接处是否严密(注意橡皮塞及导气管间连接是否紧密)。
务必使装置不再漏气，然后将水准瓶放回检漏前的位置。
3. 金属与稀酸反应前的准备
取下反应用试管，将4～5mL 3 mo1·L-1H2SO4溶液通过漏斗注入试管中(将漏斗移出试管时，不能让酸液沾在试管壁上！为什么？)。
稍稍倾斜试管，将已称好质量(勿忘记录)的镁条按压平整后蘸少许水贴在试管壁上部，如图2所示，确保镁条不与硫酸接触，然后小心固定试管，塞紧(旋转)橡皮塞(动作要轻缓，谨防镁条落入稀酸溶液中)。
再次检查装置是否漏气。
若不漏气，可调整水准瓶位置，使其液面与量气管内液面保持在同一水平面，然后读出量气管内液面的弯月面最低点读数。
要求读准至±0.01mL，并记下读数（为使液面读数尽量准确，可移动铁圈位置，设法使水准瓶与量气管位置尽量靠近）。
4. 氢气的发生、收集和体积的量度
松开铁夹，稍稍抬高试管底部，使稀硫酸与镁条接触（切勿使酸碰到橡皮塞）；待镁条落入稀酸溶液中后，再将试管恢复原位。
此时反应产生的氢气会使量气管内液面开始下降。
为了不使量气管内因气压增大而引起漏气，在液面下降的同时应慢慢向下移动水准瓶，使水准瓶内液面随量气管内液面一齐下降，直至反应结束，量气管内液面停止下降(此时能否读数？为什么？)。
待反应试管冷却至室温(约需10多分钟)，再次移动水准瓶，使其与量气管的液面处于同一水平面，读出并记录量气管内液面的位置。
每隔2～3min，再读数一次，直到读数不变为止。
记下最后的液面读数及此时的室温和大气压力。
从附表中查出相应于室温时水的饱和蒸气压。
打开试管口的橡皮塞，弃去试管内的溶液，洗净试管，并取另一份镁条重复进行一次实验。
记录实验结果。
实验编号 1 2
镁条质量m Mg/g
反应前量气管内液面的读数V1/mL
反应后量气管内液面的读数V2/mL
反应置换出H2的体积V=(V2-V1)×10-6/mL
室温T/K
分析产生误差的原因：
六、注意事项
1.将铁圈装在滴定管夹的下方，以便可以自由移动水准瓶（漏斗）。
2.橡皮塞与试管和量气管口要先试试合适后再塞紧，不能硬塞，防止管口塞烂；
3.从水准瓶注入自来水，使量气管内液面略低于刻度“0”
4.橡皮管内气泡排净标志：皮管内透明度均匀，无浅色块状部分；
5.气路通畅：试管和量气管间的橡皮管勿打折，保证通畅后再检查漏气或进行反应；
6.装H2SO4：长颈漏斗将H2SO4注入试管中，不能让酸液沾在试管壁上！
7.贴镁条：按压平整后蘸少许水贴在试管壁上部，确保镁条不与硫酸接触，然后小心固定试管，塞紧(旋转)椽皮塞，谨防镁条落入稀酸溶液中。
8.反应：检查不漏气后再反应（切勿使酸碰到橡皮塞）；
9.读数：调两液面处于同一水平面，冷至室温后读数（小数点后两位，单位:mL）
七、思考题
1.本实验中置换出的氢气的体积是如何量度的？为什么读数时必须使水准瓶内液面与量气管内液面
保持在同一水平面？
2.量气管内气体的体积是否等于置换出氢气的体积？量气管内气体的压力是否等于氢气的压力？为
什么？
3.试分析下列情况对实验结果有何影响：
（1）量气管(包括量气管与水准瓶相连接的橡皮管)内气泡未赶尽；
（2）镁条表面的氧化膜未擦净；
（3）固定镁条时，不小心使其与稀酸溶液有了接触；
（4）反应过程中，实验装置漏气；
（5）记录液面读数时，量气管内液面与水准瓶内液面不处于同一水平面；
（6）反应过程中，因量气管压入水准瓶中的水过多，造成水由水准瓶中溢出；
（7）反应完毕，未等试管冷却到室温即进行体积读数。