一、氣體摩爾體積的定義及公式
1、定義:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積,符號為$V_{m m}$
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=$displaystyle{} rac{氣體所占的體積}{氣體的物質(zhì)的量}$,即$V_{m m}=displaystyle{} rac{V}{n}$。
4、在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃、101 kPa)下,氣體摩爾體積($V_{m m}$)約為22.4 L·mol$^{-1}$
5、利用氣體摩爾體積進行化學(xué)計算時,必須注意下列幾個問題:
(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。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)狀況時不能隨意使用22.4 L·mol$^{-1}$。但在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的$V_{m m}$也可能是22.4 L·mol$^{-1}$(比如溫度高于0 ℃,壓強大于101 kPa)。
(2)只適用于氣態(tài)物質(zhì),對于固態(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 | $displaystyle{} rac{V_1}{V_2}= rac{n_1}{n_2}= rac{N_1}{N_2}$ |
同溫同壓下,兩氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比 | $displaystyle{} rac{ρ_1}{ρ_2}= rac{M_1}{M_2}$ |
同溫同體積下,兩氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,等于其分子數(shù)之比 | $displaystyle{} rac{p_1}{p_2}= rac{n_1}{n_2}= rac{N_1}{N_2}$ |
同溫同分子數(shù)(或等物質(zhì)的量)下,兩氣體的壓強與其體積成反比 | $displaystyle{} rac{p_1}{p_2}= rac{V_2}{V_1}$ |
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 $ce{H2O}$的體積遠遠小于22.4 L,A錯誤;沒有指明氣體所處的溫度與壓強,不能確定$ce{CO2}$的體積,B錯誤;對于氣體來說,溫度升高,體積增大,壓強增大,體積縮小,如在273 ℃、202 kPa時,氣體摩爾體積也是22.4 L·mol$^{-1}$,C錯誤;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。
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