实验三 摩尔气体常数的测定
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。
摩尔气体常数测定的实验原理
摩尔气体常数测定的实验原理摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一，它的值在不同的实验条件下是相等的。
摩尔气体常数的测定是通过实验方法进行的，其原理主要包括气体状态方程和绝对温度的关系、实验条件的控制和测量方法的选择等。
气体状态方程是描述气体性质的基本方程，根据理想气体状态方程可以得到摩尔气体常数的表达式。
在一定的实验条件下，通过测量气体的压强、体积和温度等参数，可以利用理想气体状态方程来计算气体的摩尔气体常数。
为了保证实验的准确性，需要对实验条件进行严格控制。
首先要保证气体处于理想气体状态，即低压、高温和稀薄气体的条件下进行实验，以避免气体分子间的相互作用对实验结果的影响。
其次，实验过程中需要保持系统的稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。
此外，还需要注意实验仪器的精度和准确性，以保证实验数据的可靠性。
在具体的测量方法中，可以选择使用不同的实验装置进行测定。
常见的方法包括气体容器法、导热法、扩散法等。
其中，气体容器法是最常用的一种方法。
它通过测量气体在一定温度下的压强和体积，然后根据理想气体状态方程计算得到摩尔气体常数。
导热法则是通过测量气体在一定温度差下的传热速率来计算摩尔气体常数。
扩散法是通过测量气体分子的扩散速率来计算摩尔气体常数。
在实验过程中，需要注意一些实验技巧。
首先要保持实验装置的密封性，以防止气体泄漏对实验结果的影响。
其次要保持实验温度的稳定，避免温度变化对实验结果的影响。
此外，还需要进行多次实验并取平均值，以提高实验数据的准确性和可靠性。
摩尔气体常数的测定是通过实验方法进行的，其中包括气体状态方程和绝对温度的关系、实验条件的控制和测量方法的选择等。
通过严格控制实验条件、选择合适的测量方法和注意实验技巧，可以准确测定摩尔气体常数的值。
这对于研究和理解气体性质具有重要意义，也为相关领域的科学研究和应用提供了基础。
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。
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：·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＝(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1量气管的容量不应小于50mL ，读数可估计到或。
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
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
摩尔气体常数的测定
四、数据记录与处理
·
组号 1 2
列出所有测量及运算数据，算出摩尔气体常数R和百分误差。 室温：T = 292.75K (19.6℃) 微量实验
n(H2) 1.304×103
氢气分压 p(H2) = p - p(H2O) = 96.68-2.34=94.34kPa 常量实验
m(Mg) 0.0313 0.0311 V1(H2) 1.40 2.20 V2(H2) 35.20 35.50 V(H2) 33.80 33.30 组号 1 2 m(Mg) 0.0076 0.0085 n(H2) 0.317×103
教育教学改革研究
实验 摩尔气体常数的测定(微型实验)
1. 将镁条插入弯曲的铜丝中。 2. 取出量筒、吸量管,并将夹有镁条 的铜丝抛入吸量管底部。 3. 加水至吸量管刻度线1mL处。 4. 用滴管滴加1mLHCl，反应开始。 5. 迅速将胶帽套于吸量管口。 6. 反应完毕后，将吸量管、量筒液 面处于同一水平，记录体积数据。
摩尔气体常数的测定 三、实验内容与步骤
1. 开启电子天平 2. 取出镁条、砂纸 3. 用砂纸磨去镁条表面氧化膜 4. 在电子天平中放入称量纸 5. 电子天平去皮、归零 6. 天平中放入镁条称量 7. 记录镁条质量数据 8. 称量完毕取出镁条，归零
摩尔气体常数的测定
1. 按右图所示装配好仪器。 2. 打开试管胶塞。 由液面调节管装水至量气管刻 度略低于“0”的位置。 3. 上下移动调节管，赶尽胶管、 量气管内的气泡。 塞紧试管胶塞。 4. 调节管下移一段距离。 如果量气管稍有下降即平稳， 表明装置不漏气。 5. 取下试管，用一长颈漏斗往试 管中注入硫酸。 6. 试管倾斜，将镁条用水稍微湿 润后用玻棒贴于管壁内。
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摩尔气体常数的测定实验报告摩尔气体常数是描述气体性质的重要物理常数之一，它在热力学和化学等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过测定气体的压力、体积和温度，来确定摩尔气体常数的数值。
实验装置主要包括一个封闭的气体容器、一个气体压力计和一个温度计。
首先，我们需要准备一个已知体积的气体容器，用来装载待测气体。
为了保证实验的准确性，我们应该确保气体容器的密封性良好，以避免气体泄漏对实验结果的影响。
在实验开始前，我们需要校准气体压力计和温度计。
校准气体压力计的方法是将其与一个已知压力的标准压力计进行比较，以确定其准确度。
校准温度计的方法可以通过将其放入一个已知温度的恒温水槽中，比较读数与实际温度的差异。
实验过程中，我们首先将气体装入气体容器中，并记录下气体的初始压力、体积和温度。
然后，我们通过改变气体容器的体积，观察气体的压力变化，并记录下相应的压力和体积数据。
为了保证实验的准确性，我们应该尽量保持其他条件的稳定，如温度和气体的组成。
在实验结束后，我们可以利用理想气体状态方程来计算摩尔气体常数的数值。
理想气体状态方程可以表示为PV = nRT，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的物质的摩尔数，R是摩尔气体常数，T是气体的温度。
通过测量得到的压力、体积和温度数据，我们可以将它们代入理想气体状态方程中，解出摩尔气体常数的数值。
在实验结果的分析中，我们应该考虑到实验误差的存在。
实验误差可能来自于仪器的精度限制、操作的不准确性以及环境因素的影响等。
为了减小误差的影响，我们可以进行多次实验，并取平均值来得到更准确的结果。
此外，我们还可以将实验结果与理论值进行比较，以评估实验的准确性。
摩尔气体常数的理论值为8.314 J/(mol·K)，如果实验结果与理论值接近，说明实验方法和数据处理是可靠的。
总结而言，本实验通过测定气体的压力、体积和温度，来确定摩尔气体常数的数值。
实验过程中，我们需要准确校准仪器，注意操作的准确性，并进行多次实验以减小误差。
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实验三摩尔气体常数的测定
一、实验目的
⒈掌握理想气体状态方程式和分压定律的应用。
⒉学习分析天平和气压计的使用。
⒊学会一种测定气体常数的方法。
二、实验原理
理想气体状态方程式可表示为：
pV = nRT
上式表示一定量的理想气体的压力（p）和体积(V)的乘积与气体的物质的量(n)和绝对温度(T )的乘积之比为一常数，即气体常数(R)。
因此，对一定量的气体，若能在一定的温度和压力条件下，测出其所占体积，则气体常数即可求得。
本实验是采用铝与盐酸反应
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
所生成的氢气近似的认为在实验条件下为理想气体，再用排水集气法收集并测量其体积，从而测定出气体常数。
由于氢气是在水面上收集的，故氢气的分压(pH2)与水的饱和蒸气压(pH2O)有关，根据分压定律：p = p(H2)+ p(H2O) 则p(H2) = p - p(H2O)
式中p为大气压，可由气压计读出。
氢气的物质的量可根据锌的重量和原子量，再由反应式计算出来。
由于p(H2)、V(H2)、n(H2)、T均可由实验测得，这样根据（6–2）式即可求得气体常数。
下降，但下降一小段就不再下降。
继续观察几分钟，确认液面不再下降，说明实验装置不漏气，可以接续下面操作。
（若液面继续下降，甚至降到水准瓶的高度，说明实验装置漏气，须查明原因并改正后方能接续下面操作）。
⒊铝片及盐酸的装入
取下胶塞，用长颈漏斗向支管试管中加入5 mL 6
mol·L-1HCl，避免HCl粘到试管壁上。
将铝片蘸少量水，用玻璃
棒沿试管壁将其送入试管，（注意：铝片不能与盐酸相接触），
使其粘到试管壁上。
⒋氢气体积的测量
将试管与胶塞紧密连接，调节漏斗的高度，使之与量气管的
液面在同一水平面上，并稳定在0刻度附近（必要时再检查一次
实验装置是否漏气）,记录此时的量气管液面刻度读数V1。
轻轻
摇动试管(但不要将其取下), 使铝片落入盐酸中，由于铝与盐酸
反应生成氢气产生压力,会使量气管的液面不断下降。
（注意：随
着反应进行，要随时将漏斗慢慢向下移动，使量气管内液面和漏
斗中液面基本在同一平面上，以防止量气管中气体压力1. 量气
管 2. 漏斗3. 试管(反应器) 4.铝片
过高，而使气体漏出）。
反应停止后，待试管
冷却到室温，调节两个液面在同一水平面上，读取此时量气管液
面刻度读数V2。
图6–3 气体常数测定装置
⒌测量并记录实验温度T和大气压p。