氣體摩爾體積

摩爾體積是指單位物質(zhì)的量的某種物質(zhì)的體積，也就是一摩爾物質(zhì)的體積。

摩爾體積 ，其中V為物質(zhì)體積;n為物質(zhì)的量(單位mol)氣體摩爾體積：理想中一摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積為22.4L，較準(zhǔn)確的是：Vm=22.41410L/mol。

單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積，相同氣體摩爾體積的氣體其含有的粒子數(shù)也相同。氣體摩爾體積不是固定不變的，它決定于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，如在25度101千帕?xí)r氣體摩爾體積為24.5升/摩爾。在外界條件相同的情況下，氣體的摩爾體積相同。

氣體摩爾體積Vm與T、P、n等之間關(guān)系：

1、同溫度、同壓強(qiáng)下，V相同，則n相同。

2、同溫度、同壓強(qiáng)下，

3、 。

定義：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，1mol任何氣體所占的體積在數(shù)值上近似相等。人們將一定的溫度和壓強(qiáng)下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。

公式：

使用時(shí)應(yīng)注意：

①必須是標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃，101kPa)。在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中取22.4L/mol。

②“任何理想氣體”既包括純凈物又包括氣體混合物。

③22.4升是個(gè)近似數(shù)值。

④單位是L/mol，而不是L。

⑤決定氣體摩爾體積大小的因素是氣體分子間的平均距離及氣體的物質(zhì)的量;而影響氣體分子質(zhì)量間的平均距離及氣體的物質(zhì)的量的因素是溫度，壓強(qiáng)。

⑥在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2O的體積不是22.4L，因?yàn)�，�?biāo)準(zhǔn)狀況下的H2O是冰水混合物，不是氣體。

⑦氣體摩爾體積通常用Vm表示，公式n=V/Vm，Vm表示氣體摩爾體積，V表示體積，n表示物質(zhì)的量。

⑧標(biāo)況下，1mol的任何氣體的體積約是22.4L，達(dá)到氣體摩爾體積的氣體物質(zhì)的量一定為1mol。

阿伏加德羅定律

同溫同壓下體積相同的任何氣體都含有相同的分子數(shù)即阿伏加德羅定律。由此可見(jiàn)氣體的體積比在同溫同壓下必等于分子數(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系：

(1)同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。 V1/V2=n1/n2

(2)同溫同體積下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比。 p1/p2=n1/n2

(3)同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。 M1/M2=ρ1/ρ2

(4)同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。 m1/m2=M1/M2

(5)同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。 V1/V2=M2/M1

此外還在運(yùn)用時(shí)要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時(shí)，其體積與壓強(qiáng)成反比;氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。(可參考理想氣體狀態(tài)方程理解：pV=nRT 其中p是壓強(qiáng)，V是體積，n是物質(zhì)的量，R是氣體常數(shù)，T是熱力學(xué)溫度)

對(duì)1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L的理解：

(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況(簡(jiǎn)稱 標(biāo)況)：指氣體在0℃、1.01×10^5Pa下的狀態(tài)。溫度越高，體積越大;壓強(qiáng)越大，體積越小。故在非標(biāo)況下，其值不一定就是“22.4L”.。但若同時(shí)增大壓強(qiáng)，升高溫度，或是降低壓強(qiáng)和溫度，1摩爾任何氣體所占的體積有可能為22.4升。

(2)1mol氣體在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，其體積可能為22.4L，也可能不為22.4L。如在室溫(20℃，一個(gè)大氣壓)的情況下氣體的體積是24L。

(3)氣體分子間的平均距離比分子的直徑大得多，因而氣體體積主要決定于分子間的平均距離。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不同氣體的分子間的平均距離幾乎是相等的，所以任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積都約是22.4L/mol.

(4)此概念應(yīng)注意：①氣態(tài)物質(zhì);②物質(zhì)的量為1mol;③氣體狀態(tài)為0℃和1.01×10^5Pa(標(biāo)況);④22.4L體積是近似值;⑤Vm的單位為L(zhǎng)/mol和m^3/mol。

(5)適用對(duì)象：純凈氣體與混合氣體均可。

粒子關(guān)系

(1)總結(jié)規(guī)律：①相同條件下，相同物質(zhì)的量的不同物質(zhì)所占的體積：固體<液體<氣體[水除外]。②相同條件下，相同物質(zhì)的量的氣體體積近似相等，而固體、液體卻不相等。

(2)決定物質(zhì)體積大小的因素：①物質(zhì)粒子數(shù)的多少;②物質(zhì)粒子本身的大小;③物質(zhì)粒子之間距離的大小。

(3)決定氣體體積大小的因素：氣體分子間平均距離比分子直徑大得多，因此，當(dāng)氣體的物質(zhì)的量(粒子數(shù))一定時(shí)，決定氣體體積大小的主要因素是粒子間平均距離的大小。

(4)影響氣體分子間平均距離大小的因素：溫度和壓強(qiáng)。溫度越高，體積越大;壓強(qiáng)越大，體積越小。當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體分子間的平均距離大小幾乎是一個(gè)定值，故粒子數(shù)一定時(shí)，其體積是一定值。

標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體為22.4L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對(duì)密度，可據(jù)以由氣體的相對(duì)密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對(duì)氫氣(H2)的相對(duì)密度為15，則其相對(duì)分子質(zhì)量為30。常見(jiàn)的有：

(1)由標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度求相對(duì)分子質(zhì)量;

(2)由相對(duì)密度求氣體的相對(duì)分子質(zhì)量; .

(3)求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：即混合氣體1mol時(shí)的質(zhì)量數(shù)值。已知各組成氣體的體積分?jǐn)?shù)及質(zhì)量分?jǐn)?shù);

(4)由同溫同壓下氣體反應(yīng)時(shí)的體積比求分子數(shù)比，進(jìn)而推分子式;

(5)直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進(jìn)行;

(6)氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過(guò)量氣體。