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必修一 第一章 第二节 第二部分 气体摩尔体积
1. 基本概念
1.1. （1）决定物质体积的因素
1.1.1. 粒子数
1.1.2. 粒子大小
- 对于固体或液体，由于粒子间的距离很小，因此当物质的量一定时，决定其体积大小的主要因素是粒子的大小
- 粒子之间的距离
- 对于气体，由于气体分子间平均距离比分子直径大得多，因此当物质的量一定时，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。
- 影响气体分子间平均距离大小的因素
• 温度
• 对于具有相同粒子数的气体而言，当压强一定时
• 温度越高，分子间平均距离越大，体积越大；
• 温度越低，分子间平均距离变小，体积变小。
• 压强
• 对于具有相同粒子数的气体而言，当温度一定时
• 压强越大，分子间平均距离越小，体积越小
• 压强降低，分子间平均距离变大，体积增大。
1.2. （2）气体摩尔体积
定义
- 单位物质的量的气体所占体积叫做气体摩尔体积。
- 符号
- Vm
- 单位
- 升每摩L/mol 或 立方米每摩m3/mol
- 公式
- 气体摩尔体积=气体体积/物质的量 Vm=V/n
• 可以推出：物质的量=气体体积/气体摩尔体积n=V/Vm；气体体积=气体摩尔体积×物质的量V=Vm×n
只取决于气体所处的温度和压强。
- 在标准状况(0 ℃, 101 kPa)下，气体摩尔体积为22.4 L/mol
- 在常温常压(25 ℃, 101 kPa)下，气体摩尔体积为24.5 L/mol
- 注意
- 只适用于气态物质，不适用于固体和液体。
• 注意例如水、四氯化碳、三氧化硫、乙醇等物质在标况下并非以气体的形式而存在
- 气体摩尔体积适用于任何气态物质，可以为纯净物，也可以为混合物。
- 气体摩尔体积只与温度和压强有关，随温度和压强的变化而改变，压强保持不变的情况下，随温度升高而升高，降低而降低；温度保持不变的情况下，随压强的升高而降低，降低而升高。
- 标况下任何气体的气体摩尔体积(Vm)都是22.4 L/mol，但不能说Vm=22.4 L/mol时就一定是在标况下，例如当温度高于0 ℃，但压力大于101 kPa时Vm也有可能是22.4L/mol。
- 温度和压强只对气体的体积有影响，而不会改变气体的质量、物质的量、粒子数。
- 阿伏加德罗定律及其推论
- （1）阿伏加德罗定律
- 定义
- 在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
• 两种不同的气体若温度(T)、压强(p)、体积(V)均相同，则两种气体的粒子数相同（N1=N2），或两种气体的物质的量相同（n1=n2）。
2.2. （2）阿伏加德罗定律的推论
2.2.1. 同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，也就是/=/
2.2.2. 同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，也就是/=/
2.2.3. 同温同压下，相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比，即/=/
2.2.4. 同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，也就是/=/
2.3. （3）注意
2.3.1. 适用于任何状态下的任何气体。
2.3.2. “四同”，即同温、同压、同体积、同粒子数。
2.3.3. “三同定一同”，若“四同”中的有任意三个相同，那么第四个也一定相同。
2.3.4. “二同定比例”，若“四同”中只有两个相同，那么另外两个一定成比例。
2.3.5. 相同物质的量的气体在相同温度时的体积与压强成反比，在相同压强时体积与热力学温度成正比。
2.3.6. 阿伏伽德罗定律及其推论可由理想气体状态方程pV=nRT推导得出。
3. 气体相对分子质量的计算
（1）气体摩尔质量的计算
- 定义
• 摩尔质量=质量/物质的量，M=m/n
- 若我们已知粒子数和质量，经过推导，可得到摩尔质量=（阿伏伽德罗常数×质量）/粒子数，即M=(NA×m)/N。
- 在标况下，若知道气体的密度，也可以根据公式推导出：摩尔质量=密度×22.4 L/moL。
- 气、固、液态通用
- （2）平均相对分子质量
- 混合物的平均相对分子质量=混合物的总质量/混合物的总物质的量
- 若已知混合物中各组分的相对分子质量和物质的量分数，则混合物的平均相对分子质量等于各组分的相对分子质量与其物质的量分数乘积之和，即M ̅=M1φ1+M2φ2+M3φ3+⋯，对于气体而言，φ1、φ2、φ3…可以是各组分的物质的量分数，也可以为组分所占的体积分数。
- 这两个公式同样适用于固体和液体。
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