一、氣體摩爾體積的定義及公式
1、定義:?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積,符號(hào)為$V_{\rm m}$
2、常用單位:L/mol(或L·mol$^{-1}$)和m$^3$/mol(或m$^3$·mol$^{-1}$)
3、公式:氣體摩爾體積=$\displaystyle{}\frac{氣體所占的體積}{氣體的物質(zhì)的量}$,即$V_{\rm m}=\displaystyle{}\frac{V}{n}$。
4、在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃、101 kPa)下,氣體摩爾體積($V_{\rm m}$)約為22.4 L·mol$^{-1}$
5、利用氣體摩爾體積進(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí),必須注意下列幾個(gè)問(wèn)題:
(1)氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的,它取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)。22.4 L是1 mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,因此在非標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)不能隨意使用22.4 L·mol$^{-1}$。但在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的$V_{\rm m}$也可能是22.4 L·mol$^{-1}$(比如溫度高于0 ℃,壓強(qiáng)大于101 kPa)。
(2)只適用于氣態(tài)物質(zhì),對(duì)于固態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)是不適用的。
(3)此處所指的“氣體”,可以是純凈物,也可以是混合物。如標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氫氣和氧氣的混合氣體,所占的體積約為22.4 L。
6、阿伏加德羅定律及其推論
(1)阿伏加德羅定律
定義:在相同的溫度和壓強(qiáng)下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子數(shù)。
適用范圍:任何氣體,包括單一氣體,也包括混合氣體,但不適用于非氣體物質(zhì)。
(2)阿伏加德羅定律的推論
推論公式同溫同壓下,兩氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,等于其分子數(shù)之比 $\displaystyle{}\frac{V_1}{V_2}=\frac{n_1}{n_2}=\frac{N_1}{N_2}$
同溫同壓下,兩氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比 $\displaystyle{}\frac{ρ_1}{ρ_2}=\frac{M_1}{M_2}$
同溫同體積下,兩氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,等于其分子數(shù)之比 $\displaystyle{}\frac{p_1}{p_2}=\frac{n_1}{n_2}=\frac{N_1}{N_2}$
同溫同分子數(shù)(或等物質(zhì)的量)下,兩氣體的壓強(qiáng)與其體積成反比 $\displaystyle{}\frac{p_1}{p_2}=\frac{V_2}{V_1}$
二、氣體摩爾體積的相關(guān)例題
下列關(guān)于氣體摩爾體積的說(shuō)法中正確的是___
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol $\ce{H2O}$的體積是22.4 L
B.22 g $\ce{CO2}$的物質(zhì)的量是0.5 mol,其體積為11.2 L
C.只有標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積是22.4 L·mol$^{-1}$,其他條件下一定不是該值
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1摩爾任何氣體的體積都約是22.4 L
答案:D
解析:標(biāo)準(zhǔn)狀況下,水是非氣態(tài),1 mol $\ce{H2O}$的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于22.4 L,A錯(cuò)誤;沒(méi)有指明氣體所處的溫度與壓強(qiáng),不能確定$\ce{CO2}$的體積,B錯(cuò)誤;對(duì)于氣體來(lái)說(shuō),溫度升高,體積增大,壓強(qiáng)增大,體積縮小,如在273 ℃、202 kPa時(shí),氣體摩爾體積也是22.4 L·mol$^{-1}$,C錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol任何氣體的體積都約為22.4 L,D正確。
文章標(biāo)題:氣體摩爾體積的定義及公式
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