测定1mol气体的体积-实验原理(1)
标准状况下1mol气体体积
标准状况下1mol气体体积在化学和物理学中，我们经常会遇到气体体积的计算和测量。
而在标准状况下，1mol气体的体积是一个非常重要的概念。
在这篇文档中，我们将深入探讨标准状况下1mol气体体积的相关知识，包括其定义、计算方法以及实际应用。
首先，我们来了解一下标准状况的定义。
在化学中，标准状况通常指的是温度为0摄氏度（273.15K）和压强为1大气压（101.325kPa）的状态。
在这种条件下，1mol理想气体的体积被定义为标准摩尔体积，通常用V_m表示。
接下来，我们来看一下如何计算标准状况下1mol气体的体积。
根据理想气体状态方程PV=nRT，其中P代表气体的压强，V代表气体的体积，n代表物质的摩尔数，R代表气体常数，T代表温度。
在标准状况下，我们可以将这个方程简化为PV=nRT=1RT，因为1mol气体的摩尔数为1。
代入标准状况下的温度和气体常数，我们可以得到标准状况下1mol气体的体积为V_m=22.414L。
除了理论计算，我们还可以通过实验来验证标准状况下1mol气体的体积。
通过使用气体收集瓶和水柱法，我们可以测量气体在标准状况下的体积。
这样的实验可以帮助我们更直观地理解1mol气体的体积是多少，并且验证理论计算的准确性。
标准状况下1mol气体的体积在化学实验和工业生产中有着广泛的应用。
比如在化学实验中，我们经常需要将气体体积作为实验数据来计算反应物的摩尔数或者反应的产物。
在工业生产中，标准状况下1mol气体的体积也被用来进行气体的储存和运输，以及计算气体的产量和消耗量。
总的来说，标准状况下1mol气体的体积是一个重要的概念，它不仅在理论研究中有着重要的意义，也在实际应用中发挥着重要作用。
通过深入理解和掌握这一概念，我们可以更好地进行气体相关实验和工业生产，为化学和物理学的发展做出贡献。
在本文中，我们对标准状况下1mol气体体积的定义、计算方法和实际应用进行了详细的介绍和讨论。
希望通过阅读本文，读者能够对这一重要概念有更深入的理解，并且能够在实际应用中灵活运用。
测定1mol气体的体积的实验装置
用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用针筒收集。针筒显示的体积减去注入硫酸的体积就是氢气的体积。
可以直接量出气体体积。但是由于针筒的静磨擦力较大，实验误差也较大。
装置Ⅵ
测气管是标有刻度的细长玻璃管，在管的一端封口。将充满水的测气管倒置于烧杯中，待测定的气体将水排出，从管中可以直接读取待测气体的体积。
验误差。
气体体积应该是量筒中液体体积减去注入硫酸的体积。
装置Ⅲ
用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。
量筒不能收集气体，并且收集后测出体积不准确。
装置Ⅳ
用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，将生成的氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。
并且氢气的体积等于气球体积减去注入硫酸的体积。但由于气球的张力较大，实验误差较大。
测定 1mol气体的体积
1、实验原理
以1mol H2体积测定为例，用镁跟足量的稀硫酸反应，并测定其摩尔体积。
Mg + H2SO4= MgSO4+ H2
Vm = VH2/ n = VH2MH2/ mH2= VH2MMg/mMg
通过数据转化，测定镁带的质量
2、实验装置
装置Ⅰ
装置Ⅱ
用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2，并通入短进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流入量筒中液体的体积就是产生氢气的体积。
气体摩尔体积
气体摩尔体积的测定一、实验原理： 气体摩尔体积Vm=（气体）（气体）n V （n=M m）说明：气体的质量和体积的实验数据难以直接测定，可通过测定反应物的质量来确定气体的物质的量，通过测定气体排出液体的体积来确定气体的体积。
也就是把不方便操作的目标量转化为操作方便的可测量。
Mg+H 2SO 4 → MgSO 4+H 2 ↑Vm=（镁）（液体）n V =24（镁）（液体）m V二、主要实验装置（气体体积测定仪）：（A 瓶：气体发生器 B 瓶：储液瓶 C 瓶：液体量瓶） 三、操作步骤（1234） 一次称量（镁带质量） 二次加料（镁带和20mL 水）三次使用注射器（两次抽气，一次加硫酸）四个数据（镁带质量、稀硫酸体积、反应结束后从B 瓶中抽取的气体体积、C 瓶中液体体积） 四、关键操作： 1、装置气密性的检查（1）把气体发生器的橡皮塞塞紧，储液瓶内导管中液面上升，且上升的液柱在1min 内不下降，可确认气密性良好。
（2）从气体发生器的橡皮塞处用注射器向其中诸如一定量的水，如果储液瓶内导管中的液面上升，且上升的液柱在1min 内不下降，可确认装置气密性良好。
（3）从气体发生器的橡皮塞处用注射器抽出一定量的空气，如果储液瓶内导管口产生气泡，可确认装置气密性良好。
（4）用手捂气体发生器一段时间，如果储液瓶内导管中液面上升，手松开后，液面又恢复至原位置，可确认装置气密性良好。
2、保证镁带反应完。
①硫酸足量②控制镁带的质量在0.100～0.110之间 3、尽可能排除外界条件对产生气体体积的影响。
①温度：恢复至室温（现在改进装置中，储液瓶上端有个温度探测仪，用来探测反应生成的气体的温度）②压强（实验中有二次通过次注射器来调节装置中的压强）：a 、把镁带加入气体发生器并塞好橡皮塞时，储液瓶的导管内外液面有高度差，用注射器在气体发生器的加料口抽气，使导管内外液面相平。
b 、反应结束后，用注射器从气体发生器的加料口抽气，使储液瓶的导管内外液面相平。
重难点07 气体摩尔体积的测定-2023年高考化学专练(解析版)
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。
测定1mol气体体积、硫酸铜结晶水含量的测定
① 装配好化学反应气体体积测定仪，作气密性检查。
② 用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取
0.100g～0.110g 的镁带，把数据记录于表格。
③ 取下 A 瓶加料口的橡皮塞，用小烧杯加入
20mL 水，再把称量的镁带加到 A 瓶的底部，
用橡皮塞塞紧加料口。
④ 用注射器从 A 瓶加料口处抽气，使 B 瓶导管内
一、测定 1mol 气体的体积
【例题】学生甲利用下图所示实验装置来测定镁元素的相对原子质量。图中仪器 C 称为液体
量瓶，瓶颈上有 110～130mL 刻度线。将一定质量的镁带和过量稀硫酸在仪器 A 中完全反应，
产生的 H2 把仪器 B 中的液体压入液体量瓶中，根据液体的体积可以转换成 H2 的体积，通过 计算测出 H2 的气体摩尔体积。 实验步骤：
A、称取 7.68 g 无水硫酸铜，加入 500 mL 水
B、称取 12.0 g 胆矾配成 500 mL 溶液
C、称取 8.0 g 无水硫酸铜，加入 500 mL 水
D、称取 12.5 g 胆矾配成 500 mL 溶液
2、测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，下列情况有可能造成测试结果偏高的是（ ）
A、加热后在空气中冷却称量固体
电子天平置 0 2.056 g 1.345 g
F．未冷却到室温
G．反应速度太快
H．装置气密性不好
1
（5）若用此装置测定常温下 1molCO2 的体积。提供试剂：Na2CO3 粉未、2mol/LH2SO4 溶液、 饱和 NaHCO3 溶液。
①仪器 B 中盛放的液体是
②仪器 A 中先放入的试剂是
，再用注射器向 A 中注入的是
。反应的化学
方程式：
。
温下 1 摩尔氧气的体积测定值是_________。
气体摩尔体积的测定
量
实
验
(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体 积等于N2、O2的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，
定 则测得的SO2含量偏低(选填：偏高，偏低，不受影响)
量
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用酸性高锰酸钾
溶液或溴水代替(填写物质名称)。
实
(4)若碘溶液体积为VamL，浓度为C mol·L-1。N2与O2的
操作误差收集气体为co2用排水法装置漏气用排水法装置漏气偏低偏低偏低偏低定量定量mg条表面有氧化膜mg条中含不与酸反应的物质所用的条中含不与酸反应的物质所用的mg中混有铝反应结束后未经冷却即读数导管口未插入量筒底部仅悬于量筒口反应结束后未经冷却即读数导管口未插入量筒底部仅悬于量筒口偏低偏低偏高偏高偏高偏低偏低偏高偏高偏高实验实验五装置改进洗气瓶应短进长出实验前应使洗气瓶与量筒间的导管充满水
量
由上述实验事实可知：
（1）①固体M中一定有的物质是____(填化学式)理由是__________
实
②其中一种物质的质量可以确定为______g(用代数式表示)。
验
（2)B装置的名称是________。 写出B装置中反应的离子方程式 _________。
（3)C装置的作用是________，如果实验
好，否则不好
（1）向储液瓶中加入品红溶液至刻度线， 盖上瓶塞，固定在底座中间位置；
（2）把气体发生器固定在底座左边的位
定
置，用螺旋调节高低，使气体的出口和 储液瓶入口紧密连接，且做好连接；
量 （3）用橡皮塞塞紧气体发生器，进行气
实 密性检查；
验 （4）把液体量瓶固定在底座右边位置上，
气体摩尔体积测定(精)
• 所以镁的质量控制在0.120—0.140g之 间。
方案4：
• 优点：能控制等压。
缺点：用碱式滴定管 作量气管，量气管体 积较小，影响测定精 确度。
•A
•B
•C
方案5：
• 优点：增大 量气管容量 减小误差。
缺点：所加 硫酸的体积 不精确。
方案6：
• 优点：用针筒注 入精确体积的硫 酸。
缺点：直接测气 体的体积气密性体的体积， 我们需要哪些实验数 据？
V 提示：Vm n
2.气体的物质的量能用实验方法直接测定吗？
V V VM Vm m n m M
探究活动：
• 从操作简单，结果准确两个角度考虑：测定 H2的摩尔体积。最好测定哪些数据？
•
（二）测定原理： ——某温度下，用一定量的镁带跟足量的稀硫
10.1测定1mol气体的体积
• 注意问题：
1、硫酸应过量，保证镁全部反应。 2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。 3、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去 注入硫酸的体积。 4、液体量瓶的读数范围是110—130mL，所以 对生成的氢气的量有限制，过多或过少都 测不出。
• 讨论结果： （1）假设液体量瓶最大读数130mL， 氢气体积130-10=120mL,消耗镁的质量 (120 /22400)×24=0.1286g. （2）假设液体量瓶最小读数110mL， 氢气体积110-10=100mL,消耗镁的质量 (100 /22400)×24=0.1071g. • 镁的质量控制在0.1071—0.1286g之间。 • 综合考虑温度和压强对气体体积的影响
化学定量测定：
• 定量测定方法： 称量质量法、气体体积法、滴定法等 定量仪器： 电子天平、量筒、滴定管、温度计、秒 表等 实验方案：
气体的摩尔体积与分压
气体的摩尔体积与分压气体是一种无固定形状和体积的物质，具有压力、温度和体积等性质。
在研究气体性质时，我们经常会遇到两个重要概念，即摩尔体积和分压。
本文将从理论和实验角度介绍气体的摩尔体积与分压的相关原理和实验方法。
一、摩尔体积的定义和计算方法摩尔体积，也称为摩尔容积，是指气体在标准温度和压力下所占据的体积。
通常以单位摩尔气体的体积表示。
在理想气体状态下，摩尔体积可以用理想气体状态方程来计算。
理想气体状态方程为 PV = nRT其中，P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质量（以摩尔为单位），R为气体常数，T为气体的绝对温度。
根据理想气体状态方程，我们可以推导得出摩尔体积的计算公式：V = (nRT) / P通过该公式，我们可以计算出气体在不同温度、压力下的摩尔体积。
二、摩尔体积与气体性质的关系摩尔体积与气体的性质密切相关。
根据理想气体状态方程可以得知，摩尔体积与温度、压力和物质量有关。
下面我们将分别探讨这些关系。
1. 温度与摩尔体积的关系根据理想气体状态方程可知，温度越高，气体的摩尔体积越大。
这是因为温度的增加会使气体分子的平均动能增加，分子的活跃程度增加，导致气体占据的空间增大。
2. 压力与摩尔体积的关系根据理想气体状态方程可知，压力越高，气体的摩尔体积越小。
这是因为压力的增加会使气体分子之间的碰撞更加频繁，导致气体分子占据的空间减小。
3. 物质量与摩尔体积的关系根据理想气体状态方程可知，在相同的温度和压力下，物质量越多，气体的摩尔体积越大。
这是因为摩尔体积是气体的体积与物质量之比，物质量的增加会导致气体占据的体积增大。
三、分压的定义和计算方法分压是指多种气体混合体系中每种气体所产生的压强。
在混合气体中，每种气体都按其分子数所占总分子数的比例对总压进行贡献。
根据道尔顿定律，多种理想气体混合体系的总压等于各气体的分压之和。
计算分压的方法如下：1. 假设混合气体中有n种气体，其分压分别为P1、P2、...、Pn，总压为P，则有：P = P1 + P2 + ... + Pn2. 若知道混合气体中每种气体的物质量mi和总物质量M，可以通过如下公式计算每种气体的分压：Pi = (mi / M) * P通过以上计算方法，我们可以得到混合气体中每种气体的分压值。
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10.1测定1mol 气体的体积学案（第1课时）
学习目标
解释1mol 氢气体积测定的实验原理
描述1mol 氢气体积测定的实验步骤
归纳化学反应气体体积测定装置的使用要点
知识梳理
1、1mol 氢气体积测定原理____________________________________________________ ________________________________________________________________。
根据Mg + H 2SO 4 → MgSO 4 + H 2 ↑
( ) ( )
( ) ( )
可得：V m = ______________。
间接地测定氢气的体积，我们可以测量氢气排出的_________的体积。
V(H 2) = V( ) － V( ) ＋ V( )
2、1mol 氢气体积测定的装置名为_______________。
A 瓶为____________，A 瓶下部侧面有_________。
B 瓶为____________，B 瓶内装有品红溶液。
C 瓶为____________，其量程为______________，
最小刻度为______mL ，精确度为_______mL 。
3、测定1mol 氢气的体积的实验步骤为：
在测定常温下1mol 氢气的体积的实验中，首先要对装置进行_______________的操作。
具体的方法是______________________________________________________________。
（1）连接装置，检查气密性。
（2）除去镁带表面的________，精确称量________g 镁带（精确至______g ），记录数据。
（3）向____________内加______水（目的是___________），并加入镁带，注意不要使镁带 _________________。
（4）用_______在A 瓶加料口_______，使储液瓶_______________持平（目的是_________）。
（5）用_______吸取______3mol/L 的硫酸，注入A 瓶，注入后迅速拔出_________。
（6）当镁带完全反应后，待__________，读出C 瓶中液体的体积，读数估计至_______， 记录数据。
（7）用注射器在A 瓶加料口抽气，使______________________（目的是_________）记录 抽出气体的体积，记录数据。
（8）重复实验，取数据平均值，算出结果。
若要进行第二次测定，需要的做的准备工作是：
① 拆开仪器装置，将气体发生器________，将液体量瓶中的品红溶液_________________。
② 对药品做的准备工作有_____________________________________________________。
（9）依据理论值计算误差。
绝对误差 = ______________ ；相对误差 = ___________________。
V m =
学生练习
1、在一定的温度和压强下的气体，影响其所占体积大小的主要因素是（）
A. 分子直径的大小
B. 分子质量的大小
C. 分子间的作用力
D. 分子数目的多少
2、标准状况下，下列气体个10g，体积最大的是（）
A. 氢气
B. 氧气
C. 二氧化碳
D. 氯化氢
3、同温同压下，某瓶内充满氧气时的质量为116g，充满气体A时为114g，则A的摩尔质
量为( )
A. 60 g/mol
B. 32 g/mol
C. 44 g/mol
D. 28 g/mol
4、液体量瓶能读取的液体体积的范围是（）
A. 100－120mL
B. 110－120mL
C. 110－130mL
D. 100－130mL
5、按下列实验方法能达到实验要求的是（）
A. 用托盘天平称量15.63g固体物质
B. 用100mL量筒量取2.50mL的液体
C. 用电子天平称量2.112g固体物质
D. 用250mL容量瓶配制150mL 0.1mol/L氢氧化钠溶液
6、气体摩尔体积测定实验中（不考虑平行实验），注射器共用了（）次。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
7、某温度下，用无水碳酸钠（质量为m g）跟足量稀硫酸反应制取二氧化碳（体积为V L）
来测定此温度下1mol二氧化碳的体积。
下列计算表达式正确的是（）
A. 106V/m
B. 44V/m
C. 106m/V
D. 44m/V
8、下列说法正确的是（）
A. 必须记录实验的环境温度
B. 液体量瓶中液体的体积读书就是氢气的体积数
C. 加入稀硫酸的量应该恰好与镁带完全反应
D. 该实验如果一次准确，不必再作第二次平行实验
9、标况下，如果1L氧气中含有n个原子，则阿伏伽德罗常数可表示为（）
A. n /22.4
B. n/32
C. n/16
D. 11.2n
10、用气体摩尔体积测定装置测定1mol氢气的体积，镁带称取的质量为0.108g，估计氢气
的体积为___________mL（标况下），现发现某温度下注入稀硫酸8 mL进行实验，液体量瓶读数为116.8mL，最后用针筒抽出气体的体积1.2 mL，使B中导管内外液面相平，实际产生氢气的体积为_______________mL，则在测定温度下，1mol氢气的体积的测定值为______________L。