气体摩尔体积的错例剖析，本文主要内容关键词为：气体论文,体积论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
错例1 氮气是一种气体，它在标准状况下占的体积大约为22.4L
剖析：气体摩尔体积的定义为：在标准状况下（0℃、101.3KPa ），1 mol任何气体所占的体积都约是22.4L，这个体积叫做气体摩尔体积。这里为什么要指明任何气体的物质的量为1mol？因为在温度、压强一定的条件下，气体在空间所占的体积主要决定于分子间的平均距离和分子的数目。如果气体分子的数目愈多，则其体积就愈大；如果气体分子数目愈少，则其体积就愈小。因此，气体分子的数目与气体体积成正比。已知气体分子的数目与其物质的量成正比，则气体的物质的量也与其体积成正比。实际测定，只有当气体物质的“物质的量”是1mol时，其体积在标准状况下才约是22.4L。因此，气体的物质的量为1mol，是气体摩尔体积的一个关键条件。本例的错误之处，就是没有指明氮气的物质的量是1mol。
错例2 在标准状况下，1mol任何物质所占的体积都约22.4L。
剖析：从气体摩尔体积的定义中可以看出，气体摩尔体积的研究对象的气体，而不包括液体和固体。这是由于气体物质结合松散，气体之间的距离比气体分子本身大得多，气体的体积主要决定于分子与分子间的平均距离，而与气体分子本身的大小关系极小。在标准状况下，无论任何气体，它们分子间的平均距离几乎都是4×10[－9]m， 因此它们的气体摩尔体积都约是22.4L/mol；而液体、固体物质都结合紧密，微粒间的距离很小，体积的大小主要决定于微粒的直径。因此，在标准状况下，1mol固体或液体的体积是各不相同的。本例的说法若改为“在标准状况下，1mol任何气体物质所占的体积都约是22.4L”才是正确的。
错例3 32g氧气是1mol，它占的体积大约是22.4L。
剖析：32g氧气的物质的量确实是1mol，但是在没有指明温度和压强的情况下，它的体积是不能确定的。气体的体积受温度和压强的影响都很大，温度升高，气体分子间的平均距离增大，气体体积膨胀；温度降低，气体分子间的平均距离减小，气体体积减小；而压强增大时，气体分子间的平均距离减小，气体体积减小；压强降低时，气体分子间的平均距离增大，气体体积膨胀。因此，在研究气体体积时，一定要指明温度和压强，只有在标准状况的条件下，1mol气体的体积才约是22.4L。从这里还可以看出，只有当“标准状况”、“1mol”、“任何气体”三个条件同时具备时，气体摩尔体积都约是22.4L/mol才能成立。
错例4 1mol水蒸气在标准状况下所占的体积大约是22.4L。
剖析：气体摩尔体积定义中的标准状况，是指气体本身的状况，而不是指外界条件的状况。在标准状况下水呈现液态，则它的体积不能根据气体摩尔体积的定义来推算出。计算1mol水在标准状况下体积的方法是：在标准状况下，水的密度为1g/cm[3]，而水的摩尔质量为18g/mol，则其摩尔体积为：
Vm＝（18g/mol）/（1g/cm[3]）＝18cm[3]/mol
错例5 在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都是22.4L。
剖析：气体摩尔体积22.4L/mol是一个近似值，并非所有气体的体积在标准状况下都是22.4L/mol。一些沸点较低、易液化的气体则不是22.4L/mol，如CO[,2]为22.3L/mol、Cl[,2]为22.1L/mol、NH[,3]为22.05L/mol、SO[,2]为21.9L/mol等。因此，在定义气体摩尔体积时，说成“都约是22.4L/mol”是较为科学的。
错例6 在标准状况下，11.2L以任意比例混合的氢气和氧气混合气体，它们的总物质的量小于0.5mol。
剖析：阿伏加德罗定律指出：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。由此定律可知，在标准状况下，11.2L以任意比例混合的氢气和氧气的混合气体，与相同状况下的11.2L 纯氢气（或纯氧气）所含的分子数目相等。分子数目相等的气体，它们的物质的量也必然相等。在标准状况下，11.2L 纯氢气（或纯氧气）的物质的量约为0.5mol，则11.2L以任意比例混合的氢气和氧气混合气体的物质的量也应约为0.5mol。从这里还可以看出，气体摩尔体积研究的范围，不仅可以是纯净的某一气体，也可以是混合气体。