高中化学——测定1mol气体的体积

1、整理课件第十章学习几种定量测定方法第一节 测定1mol气体体积整理课件概念：单位物质的量概念：单位物质的量(1mol)气体所占的体积气体所占的体积 叫做气体摩尔体积。叫做气体摩尔体积。 符号符号: Vm 标准状况标准状况下，下，1mol 任何气体的任何气体的体积都体积都约约是是22.4L 。 单位单位: : L/mol (Lmol-1) 和和 m3/mol 。（标况下）（标况下）整理课件22.4L(标准状况）标准状况）6.021023分子分子 标准状况下的气体标准状况下的气体摩尔体积示意图摩尔体积示意图理解要点理解要点:：标准状况：标准状况(STP)(STP)0、 1.01105 Pa ：任何

2、：任何气体气体：1mol结论结论体积体积整理课件气体摩尔体积气体摩尔体积物质的量物质的量气体体积气体体积V =Vm n整理课件二、测定1mol气体体积1. 测定原理测定一定质量氢气的体积，再依据氢气的摩尔质量计算。计算式为： )/()()()()(22222molgMgmLVmolnLVVmHHHHH整理课件n2. 测定方法n以以1molH1molH2 2体积测定为例，用镁和足量的稀硫体积测定为例，用镁和足量的稀硫酸反应，酸反应，用镁的质量计算氢气的物质的量。产生的氢气将品红溶液压入液体量瓶，量出体积，即气体体积。因为：)mol/g(M)g(mnMgMgH2)/()()()/()()(22mo

3、lgMgmLVmolgMgmLVVmMgMgHMgMgH整理课件n方案方案1 1介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2， 利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。利用排水法用量筒收集，并量取气体体积。 缺点：缺点：量筒不能收集量筒不能收集气体，并且收气体，并且收集后测出体积集后测出体积不准确。不准确。 整理课件n方案方案2 2介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2H2，并通入短，并通入短进长出的广口瓶，气体将液体压入量筒中收集，流进长出的广口瓶，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。入量筒中液体的体积

4、就是产生氢气的体积。注意：注意：量筒中液体体积量筒中液体体积减去注入硫酸的减去注入硫酸的体积才是生成的体积才是生成的气体体积。气体体积。整理课件n方案方案3 3介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H H2 2，将生成的，将生成的氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。氢气用气球收集。气球的体积就是氢气的体积。缺点：缺点：气球体积难以气球体积难以准确测定，实准确测定，实验误差大。验误差大。整理课件n方案方案4 4介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得介绍：用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2H2，将生成的，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氢气用针筒收集。针筒

5、显示的体积减去注入硫酸的体积就是氢气的体积。体积就是氢气的体积。 优点：优点：针筒可以直针筒可以直接测出气体接测出气体的体积。的体积。 整理课件n1 1、在实验过程中我们称镁带的质量，并用镁带的质量、在实验过程中我们称镁带的质量，并用镁带的质量进行计算，对加入的硫酸有什么要求吗？进行计算，对加入的硫酸有什么要求吗？n2 2、气体的体积在测量时应减掉注入稀硫酸的体积，你、气体的体积在测量时应减掉注入稀硫酸的体积，你如何知道稀硫酸的体积呢？如何知道稀硫酸的体积呢？n3 3、无论是用量筒还是用针筒测气体体积，它们都有固、无论是用量筒还是用针筒测气体体积，它们都有固定的最大体积，所以大家在设计实验时还

6、应考虑什么定的最大体积，所以大家在设计实验时还应考虑什么问题？问题？整理课件气体摩尔体积测定装置气体摩尔体积测定装置 1 1、气体发生装置：、气体发生装置：气体发生器气体发生器带支管的锥形瓶带支管的锥形瓶（加料口、橡皮塞）（加料口、橡皮塞）2 2、排液装置：、排液装置：储液瓶储液瓶带有玻璃瓶塞和伸至带有玻璃瓶塞和伸至瓶底的导液管；瓶上刻度线标明瓶底的导液管；瓶上刻度线标明容积约容积约200ml200ml的位置的位置3 3、量液装置：、量液装置：液体量瓶液体量瓶量瓶瓶颈上有量瓶瓶颈上有110130mL110130mL刻度线（可正确刻度线（可正确读出进入量瓶的液体体积）读出进入量瓶的液体体积） 整

7、理课件装置使用原理：装置使用原理： 用针筒取硫酸，注入到气体用针筒取硫酸，注入到气体发生器中与镁反应，产生的发生器中与镁反应，产生的氢气将储液瓶中的品红溶液氢气将储液瓶中的品红溶液压入液体量瓶中。压入液体量瓶中。 分析分析: : 这套装置在使用过程中应注这套装置在使用过程中应注意哪些问题？意哪些问题？ 整理课件n注意问题：注意问题： 1 1、硫酸应过量，保证镁全部反应。硫酸应过量，保证镁全部反应。 2 2、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。、装置不能漏气，保证其气密性，应先检漏。 3 3、生成氢气的体积应是液体量瓶的读数减去、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。注入硫酸的

8、体积。 4 4、液体量瓶的读数范围是、液体量瓶的读数范围是110130mL110130mL，所以，所以 对生成的氢气的量有限制，过多或过少都对生成的氢气的量有限制，过多或过少都 测不出。测不出。整理课件n思考讨论：思考讨论： 如果取稀硫酸如果取稀硫酸10mL10mL，且过量。假设标，且过量。假设标准状况下，金属镁的质量应控制在什准状况下，金属镁的质量应控制在什么范围内？么范围内？整理课件n讨论结果：讨论结果： （1 1）假设液体量瓶最大读数）假设液体量瓶最大读数130mL130mL， 氢气体积氢气体积130-10=120mL,130-10=120mL,消耗镁的质量消耗镁的质量 (120 /22

9、400)(120 /22400)24=0.1286g.24=0.1286g. （2 2）假设液体量瓶最小读数）假设液体量瓶最小读数110mL110mL， 氢气体积氢气体积110-10=100mL,110-10=100mL,消耗镁的质量消耗镁的质量 (100 /22400)(100 /22400)24=0.1071g.24=0.1071g.n镁的质量控制在镁的质量控制在0.10710.1286g0.10710.1286g之间。之间。n综合考虑综合考虑温度温度和和压强压强对气体体积的影响对气体体积的影响n。 整理课件n3. 定量仪器n 电子天平、气体摩尔体积测定装置。n 电子天平是一种新型的、操作

10、简便、称量迅速的仪器。称量时，物质的质量直接用数字显示。本实验使用的是MP200型电子天平，其最大称量200g，感量为0.001g。n 电子天平是一种精密仪器，使用中要正确操作。电子天平必须在稳固的桌面上水平放置，并放平稳。接通电源，按开关ON后看到显示器上出现信号。按键，使数字显示0.000后，即可称量。称量固体时，先放上盛器（如纸、小烧杯），显示屏上的数值，即为盛器的质量；如再按键，显示屏上又显示出0.000（称量操作中名为“去皮”）。然后向盛器中逐渐加入固体，在显示屏上直接读出称量试样的质量。整理课件4. 实验步骤A、记录实验室的温度和压强。（为什么？）B、装配仪器,检查气密性。检查方法

11、是：在气体发生装置中加入水,用手捂住气体发生装置,片刻后看到储液瓶中导管的液面高于储液瓶中液体的液面。C、向储液瓶中加入品红溶液至刻度线（约130mL），盖上瓶盖。D、在发生器中加入称量过的镁条（卷起来,0.1000.110g），加塞。E、用针筒吸取10mL的2mol/LH2SO4，用针头扎橡皮塞，将硫酸注入气体发生器，注入后要迅速拔出针筒，（注意要按住针头拔出，不要使针头和针筒脱离）观察现象。整理课件n思考：品红溶液体积、镁条质量、硫酸的物质的量有什么关系？F、镁带完全反应，读出液体量瓶中液体的体积，读数估计至0.5mL。n思考：量瓶内的液体是否就是氢气的体积？G、重复上述操作进行第二次试验

12、，并作计算。整理课件5. 数据处理：温度_,压强_。实验次数实验次数 镁条质量镁条质量（g） 硫酸体积硫酸体积 （mL） 液体量瓶中液液体量瓶中液体体积体体积（mL） 氢气体积氢气体积（L） 计算计算 1mol 氢气氢气体积体积（L） 1 2 101KPa时，不同温度下时，不同温度下1mol氢气的体积：氢气的体积：温度温度 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 氢气体氢气体积积（L） 23.7 23.7 23.8 23.9 24.0 24.1 24.1 24.2 24.3 24.4 温度温度 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 氢气体氢气体积积（L

13、） 24.5 24.6 24.6 24.7 24.8 24.9 25.0 25.0 25.1 25.2 整理课件6. 实验误差分析操作操作 实验结果实验结果(偏大、偏偏大、偏小还是无影响小还是无影响) 原因分析原因分析 镁带表面氧化膜未擦净 偏小 氧化膜的成分是氧化镁，跟硫酸反应不产生氢气，因而减小氢气的量。 装置漏气 偏小 氢气的量减小 液体量瓶读数时视线偏高（俯视） 略偏大 读数错误 反应放热，使氢气的温度高于室温 偏大 气体体积增大 思考：请你提出提高实验测定精确度的几种方法？ 整理课件三、实验注意事项：n本装置气体体积的计量范围是110130mL（扣除10mL H2SO4，仅100120mL)，气体体积与温度有很大关系，教材中镁带的用量为0.120.14克，是在室温10以下的取值范围。实际测定时，反应温度高于室温，膨胀流出的品红溶液不会因冷却而回流，故镁带尽量取下限。室温高于10，镁带用量还要减小，如25，镁带取值在0.10克0.12克。整理课件练习：在标准状况下（273.15K、101.3KPa）,1mol的任何气体的体积都是VaL,我们把这一体积（VaL）叫做气体摩尔体积。现给你m克Na2O2，足量的水