标准状态下的温度和压强「干货」

我们肉眼能见到的物质 , 按照其性质 , 一般分为气体、液体和固体三大类 。在液体或固体中 , 由于它们内部分子之间的距离一般小于原子的距离 , 因此 , 影响固体或液体的体积跟组成它们的元素的原子大小有关 。例如:1mol铝的体积为10cm3 , 1mol水的体积为18cm3 , 1mol硫酸的体积为53.6cm3 。


标准状态下的温度和压强「干货」

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【标准状态下的温度和压强「干货」】换言之 , 虽然1mol任何物质所有的原子数或分子数的个数大约为6.02×10^23 , 但是 , 单位摩尔内 , 物质的体积是有所差异的 , 在气体中 , 物质的体积定量又尤为特殊 。

对于气体而言 , 它们的分子之间的距离远远大于它们元素原子的体积 , 因此 , 影响气体的体积大小因素主要为分子之间的距离 。当温度升高后 , 气体分子的热运动更加明显 , 此时1mol气体的体积会增大;当对气体的压强增大时 , 气体的体积被压缩了 , 那么1mol气体的体积就会减少 。


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故而 , 在研究气体的体积时 , 通常会说标准状况下 , 其标准状况的定义为:当温度为0℃ , 压强为101KPa时的外部状况称之为标准状况 。气体在标准状况下 , 1mol任何气体所占的体积都为22.4L(这是一个较为精确的实验数据 , 在此不作过多的说明) 。

这里所说的气体 , 即包括一种物质的气体 , 也包括混合气体 。在化学中 , 为了更好的研究气体的物理属性 , 通常引入了一个量 , 即气体的摩尔体积 , 其定义为:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体的摩尔体积 , 公式为Vm=V/n 。


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其中Vm为气体的摩尔体积 , V为气体的体积 , n为气体的摩尔质量 , 根据这个公式 , 可以推导出气体的摩尔质量与气体密度的关系 , 即M=ρ×Vm 。利用这个公式 , 可以计算出气体的相对分子质量 。

例如:在标准状况下 , 测得1.92g某气体的体积为572ml , 依次计算出该气体的相对分子质量 。分析 , 物质以克为单位时 , 其相对分子质量等于物质的摩尔质量 , 故而求出了摩尔质量就等于求出了该气体的相对分子质量 。

在标准状况下 , ρ=m/V , 带入数值得出该气体的密度ρ=2.86(g/L) , 然后将所算出来的密度ρ带入到M=ρ×Vm中(注:标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol) , 解得该气体的摩尔质量M=64.1(g/mol) , 因此该气体的相对分子质量为64.1 。


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但是 , 很多情况下 , 气体的体积是很难计算出来的 , 所以对气体的定性分析也非常重要 。意大利物理学家阿伏伽德罗在总结前人的基础上 , 得出了阿伏伽德罗定律 , 就在相同温度和压强下 , 相同体积的任何气体所含有的分子数相同 , 其物理表达式为:PV=nRT 。

在上式中 , P为压强 , V为体积 , n为物质的量 , R为一个常数 , 由这个表达式可以推导出如下结论:

(1)同温同压下 , 气体的体积之比等于气体的物质的量之比 , 即T、P相同 , V1/V2=n1/n2;

(2)同温同压下 , 气体的体积之比等于气体的相对分子质量反比(这个结论综合前面的板书看);

(3)同温同压下 , 气体的密度之比等于相对分子质量之比;

(4)体积相同、温度相同时 , 气体的压强之比等于气体的物质的量之比 。

这四个结论在高考中属于常考点 , 希望家长朋友们或莘莘学子们记住哦!

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