测定1mol气体的体积

重难点07 气体摩尔体积的测定一、气体摩尔体积的测定 (1) 测定装置：①化学反应气体体积测定仪：主要由气体发生器、储液 瓶、液体量瓶（可估读到0.2~0.3mL ）构成。

②其它简易装置：用排水法测定气体的体积。

(2) 测定原理：以1molH 2体积测定为例，用一定量的镁带和足量的稀硫酸反应，从而计算出该温度下H 2的摩尔体积。

即只要测定生成V (H 2)和消耗的m(Mg)。

(3) 测定步骤：①连接装置。

气密性检查(即装配后用橡皮塞塞紧气体发生器加料口时，储液瓶中导管内液面会上升，上升液柱在1min 内不下降，确认装置气密性良好)。

②称量镁带。

用电子天平(最小分度值0.001g )称取0.100~0.110g 镁带，记录数据。

③加水和镁带。

拆下气体发生器，加入约20mL 水和称量的镁带，然后连接并塞紧加料口。

④抽气调压。

用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与外界大气压相等)。

⑤加硫酸反应和记录温度。

用注射器在A 瓶加料口注入3mol/L 稀硫酸l0mL ，捏住针头拨出，记录a 处数字温度计在底座上显示的B 瓶内气体的温度(供教师计算测定的理论值)。

⑥读数。

当C 瓶连接口不再滴液时，读出C 瓶液面刻度数值(估计最小分度值的1/2)。

⑦再次抽气调压。

用注射器在A 瓶加料口抽气，使B 瓶导管内外液面持平(与起始状态相同)。

读出注射器中抽出气体的体积，记录数据。

⑧第二次测定。

拆开B 、C 瓶，将C 瓶中红色液体倒回B 瓶；拆开A 、B 瓶，倒去A 瓶中反应液，洗净后再次测定。

⑨数据处理。

a.氢气体积=C 瓶液体体积-稀硫酸+抽出气体体积b.计算测定的1mol H 2的体积与平均值：1molH2的体积=V(H2)M (Mg)m(Mg)c .计算该温度、常压下1mol H 2体积的理论值V= nRT/P= 1× 8.314× (273+t)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 +−−→+↑====/101或V=22.4×(273+t)/273 d ．计算实验误差=理论值理论值实验值-×100%e ．t ℃、101kPa 时，1mol 氢气的体积=2732730899.0016.2tL +⨯(教师计算理论值) 4失误操作V (H 2) V m 镁带中含有与硫酸不反应的杂质减小 减小 镁带中含有铝杂质增大 增大 没有进行装置的气密性检查，有漏气 减小 减小 镁带表面氧化镁没有擦除或没有除尽 减小 减小 液体量瓶刻度读数未扣去硫酸的体积 增大 增大 硫酸的量不足，镁带没有完全反应减小 减小 没有冷却到室温读数增大增大1. 用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积，所用的步骤有①冷却至室温，②调节使水准管和量气管液面持平，③读数。

高二化学第一学期测定1mo气体的体积教学设计一、教学目标：1．知识与技能（1）知道定量实验中的直接测量与间接测量及其相互关系；理解气体摩尔体积与温度和压强的关系。

（2）知道化学反应气体体积测定仪的结构；理解测定1moH2体积的原理方法和实验方案设计。

2．过程与方法通过测定1moH2体积的实验设计，认识定量测定中转化的思想方法。

3．情感态度与价值观（1）认识定量实验中“准确性”的重要性，感受认真细致的实验精神。

（2）通过对测定1moH2体积的实验方法探究，激发学习兴趣和探索动机，进行自主学习。

二、教学重点和难点：教学重点：测定1moH2体积的原理和方法教学难点：测定1moH2体积的实验方案的设计三、教学过程：【引课】老师手里有一瓶矿泉水，大家告诉我，如何测定这瓶矿泉水的体积老师手里还有一个气球，大家能否告诉我如何测定这个气球里气体的体积【学生】压入水中，测排出水的体积。

【过渡】很好。

这是采用排水法来测出气球里气体的体积。

【引导】那老师再提个苛刻一点的要求：如何测定1摩尔气体的体积【目的】设疑，引起学生兴趣。

【讲解】我们今天就来研究这个问题－测定1摩尔气体的体积【板书】测定1摩尔气体的体积【复习】1什么是气体摩尔体积2常温常压时，1mo气体的体积比标准状况下的大还是小3同温同压下，1mo任何气体的体积是否相同【目的】复习巩固【过渡】因为同温同压下任何气体的体积是一样的。

所以我们今天就以H2为例，来测定1摩尔H2的体积。

【板书】测定1mo H2的体积【思考】2的体积，需要测定哪些量【学生】氢气的体积和氢气的物质的量。

【板书】1moH2的体积= V H2/ n H2【引导】氢气的物质的量能不能直接测定实验室中可以通过测哪个量转化而来【学生】测氢气质量。

【引导】氢气质量方不方便测量【引导】那我们能否将氢气的质量转化成方便测量的某个量呢【追问】哪种状态的物质容易称量【教师】固体的质量容易称量，我们可以称量固体的质量，从而间接知道H2的物质的量。

测定1mol气体的体积我们知道，1mol 任何气体的体积在同温、同压下是相同的，在0℃、101.3kP时约为22.4L；而1mol气体的质量各不相同。

要测定1mol气体的体积，如取氢气作试样，则要测定2.016g氢气（氢的摩尔质量为1.008g/mol）所占的体积；如取二氧化碳作试样，则是测定44.0g二氧化碳所占的体积。

测定1mol气体体积的方法化学实验室中，可以直接取一定体积（V）的某种气体，称出它的质量（m），或称取一定质量（m）的某种气体，量出它的体积（V），再根据这种气体的摩尔质量，计算出1mol气体的体积：然而，直接测定气体的体积和质量，操作上比较繁复，我们可以设想能否用称量固体的质量、量出液体的体积，间接地得到气体的质量和体积。

气体摩尔体积测定装置（如图）由三部分组成，左边是气体发生器，中间是储液瓶，右边是液体量瓶。

储液瓶上的刻度线标明了容积约200mL的位置，液体量瓶的容积约130mL，量瓶瓶颈上有110—130mL刻度线，可正确读出进入量瓶的液体的体积。

全部装置固定在专用底座上。

底座放置气体发生器、液体量瓶的位置下有螺旋，能作高低的微调。

如要测定1mol氢气的体积，则取一定质量的镁带跟稀硫酸在气体发生器中完全反应，产生的氢气把储液瓶中液体（品红溶液）压入液体量瓶，读出液体数据转换成氢气的体积，进行计算推算出实验温度时1mo l氢气的体积。

实验步骤：1、记录实验室的温度和压强。

2、装配好气体摩尔体积测定装置，做好气密性检查。

3、用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.120—0.140g镁带（精确至0.001g），把准确数值记录于表格。

4、将镁带用纸舟投入到气体发生器的底部，用橡皮塞塞紧。

注意：不要使镁带贴附在瓶壁上。

5、用针筒吸取10mL 2mol/L H2SO4溶液，用针头扎进橡皮塞，将硫酸注入气体发生器，注如后要迅速拔出针筒（注意要捏住针头拔出，不要使针头和针筒脱离），观察现象。

定量实验2：测定1mol气体的体积教材梳理一、问题分解化学实验室中，可以直接取一定体积（V）的某种气体，称出它的质量（m），或称取一定质量（m）的某种气体，量出它的体积（V），再根据这种气体的摩尔质量，计算出1mol气体的体积：1 mol气体的体积=V（L）/m（g）×M（g/mol）然而，直接测定气体的体积和质量，操作上比较繁复，我们可以设想能否用称量固体的质量、量出液体的体积，间接地得到气体的质量和体积。

二、问题讨论1.测定气体的体积，为什么要标明温度和压强？对于一定量气体来说，其体积主要跟分子间距离有关，分子间距离受到温度和压强两个方面的影响。

压强越大，气体体积越小；温度越高，气体体积越大。

不同的温度和压强下，一定量气体的体积是不同的。

所以在测定气体的体积时，一定要标明温度和压强。

2.常温、常压（假设为101kPa）时，1 mol气体的体积比标准状况下的22.4 L大还是小？在压强相同的情况下，一定量气体的体积随温度升高而增大。

所以常温常压下1 mol气体的体积比标准状况下的22.4 L大。

事实上1 mol气体体积约为24 L。

3.怎样检查装置的气密性？用橡皮塞塞紧A瓶加料口，进行气密性检查。

当橡皮塞塞紧时，B瓶内导管中的液面会上升，上升液柱在1 min 内不下降，确认装置气密性良好。

三、实验原理利用一定质量的金属与酸反应，根据金属的质量计算出产生气体的质量，测量生成气体的体积1 mol气体的体积=V（L）/m（g）×M（g/mol），式中V表示测量出的气体体积、m为计算出的气体质量、M表示该气体的摩尔质量。

四、实验过程1．装配好气体摩尔体积测定装置，做好气密性检查。

2．用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100~0.110 g镁带（精确至0.001 g），把准确数值记录于表格中。

备注：该处称取0.100g~0.110g原因：测量体积的范围在110~130mL，除去H2SO4体积后为100~120mL，以标准状况下H2的体积换算得到Mg所需质量为0.107~0.129g，考虑到温度、压强、Mg中可能含杂质等方面影响，，称取0.100~0.110g的镁带较合适。

标准状态下1mol气体的体积
这个数值是由理想气体状态方程（PV=nRT）得出的，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的物质量，R是理想气体常数，T是气体的绝对温度。

在标准状态下，理想气体的状态方程可以简化为PV=RT。

将1 mol物质的物质量（n=1）代入状态方程中，可以得出V=R/T。

将R的数值
（R≈8.314 J/(mol·K)）代入，和标准温度（T=273.15K）计算后，可以得到摩尔体积为22.4升。

这个数值具有重要的应用意义，因为当气体在标准温度和压力下时，1 mol气体占据的体积永远是22.4升，无论是哪种气体。

由于气体分子在理想气体状态下可以看作是点状的，所以不同气体分子之间的相互作用对占据的体积没有影响。

这使得摩尔体积成为计算气体反应的重要工具。

另外，摩尔体积的概念也可以用于计算化学反应中气体体积的变化。

根据每种气体在摩尔体积下的容积比，可以推算出在给定条件下气体的压力和体积之间的关系，并用于计算摩尔体积以外的其他体积。

总之，标准状态下1 mol气体的体积是22.4升。

这个数值是通过理想气体状态方程得出的，并作为计算气体反应和其他气体体积变化的重要工具。