三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定-課件

1三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定化學(xué)實(shí)驗(yàn)的類型：定性實(shí)驗(yàn)：定量實(shí)驗(yàn):通過實(shí)驗(yàn)大致得到被測(cè)物的一些特性通過實(shí)驗(yàn)得到被測(cè)物的一些準(zhǔn)確特性三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定定量測(cè)定是從“量”的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律。定量測(cè)定技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展。定量測(cè)定是現(xiàn)代化工生產(chǎn)中控制生產(chǎn)的必要條件。定量測(cè)定中“準(zhǔn)確性”極其重要。三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定定量測(cè)定方法：

稱量、量出體積、確定溫度的變化數(shù)等定量?jī)x器：電子天平、量筒、滴定管、溫度計(jì)、秒表等相關(guān)知識(shí)回顧氣體體積與其他物理量之間的關(guān)系×6.02×1023×22.4L/mol÷6.02×1023÷

22.4L/mol×Mg/mol÷

Mg/mol2．1mol不同的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)為什么其體積各不相同？3．影響氣體體積的因素有哪些？當(dāng)分子數(shù)目相同時(shí)，氣體體積的大小主要決定于氣體分子之間的距離，而不是分子本身體積的大小。氣體分子之間的距離受溫度、壓強(qiáng)影響大

1mol不同固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)所含基本結(jié)構(gòu)微粒數(shù)相同，構(gòu)成固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的微粒間的距離都很小。因而固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)體積大小的決定因素是其結(jié)構(gòu)微粒本身的大小。1．決定物質(zhì)所占體積大小有哪些因素？取決于構(gòu)成這種物質(zhì)的微粒數(shù)目、微粒的大小和微粒之間的距離這三個(gè)因素。4、氣體摩爾體積的計(jì)算：

氣體摩爾體積是指1mol氣體所具有的體積

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（101kPa,0℃）,Vm=22.4L/mol5．常溫常壓時(shí)，1摩爾氣體體積比標(biāo)準(zhǔn)狀況下的22.4升大還是??？原因是什么？一定物質(zhì)的量的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子之間的距離增大，當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體分子之間的距離縮??；當(dāng)壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體分子之間的距離減小，當(dāng)壓強(qiáng)減小時(shí)，氣體分子之間的距離增大。6、阿伏伽德羅定律的內(nèi)涵是什么？

在同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。測(cè)定1mol氣體的體積，我們需要哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？

氣體的體積V和氣體的物質(zhì)的量n。

氣體的物質(zhì)的量能用實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定嗎？不能。

根據(jù)氣體的物質(zhì)的量=質(zhì)量/摩爾質(zhì)量，可以測(cè)氣體的質(zhì)量。

氣體的體積和質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較難測(cè)定，我們是否能將其轉(zhuǎn)化為其他狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定？將氣體的量轉(zhuǎn)化為測(cè)定固態(tài)或液態(tài)的量等量代換以1molH2體積測(cè)定為例，用鎂和足量的稀硫酸反應(yīng)，并測(cè)定H2的摩爾體積。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化：測(cè)定鎂帶質(zhì)量和H2的體積直接測(cè)量間接測(cè)量三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定一、測(cè)定原理

——某溫度下，用一定量的鎂帶跟足量的稀硫酸反應(yīng)，測(cè)出產(chǎn)生氫氣的體積，從而計(jì)算出該溫度下1mol氫氣的體積。

二、測(cè)定方法

（1）制氫氣，用鎂的質(zhì)量計(jì)算氫氣的質(zhì)量。（2）產(chǎn)生的氫氣用排液法收集、量出體積。三、計(jì)算公式

設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)一般從那幾個(gè)方面考慮？目的→原理→儀器→步驟→記錄→結(jié)果→結(jié)果分析1、目的：測(cè)定常溫、常壓下1摩爾氫氣體積。2、原理：

V(H2)Vm＝———×M(鎂)

m(鎂)想一想：氣體摩爾體積的測(cè)定裝置應(yīng)該有幾部分組成？氣體的發(fā)生裝置、氣體收集裝置、量體積裝置

討論內(nèi)容:

以1molH2體積測(cè)定為例，用鎂和足量的稀硫酸反應(yīng)，設(shè)計(jì)測(cè)定H2的摩爾體積的實(shí)驗(yàn)方案。

鎂的質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室里用什么儀器測(cè)定？思考：用什么樣的裝置來制取氫氣（1）固體和固體加熱制取氣體（2）固體和液體加熱制取氣體O2、NH3、CH4等HCl、Cl2

等實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置（3）固體和液體反應(yīng)制取氣體不需要加熱思考2、氫氣的體積如何來測(cè)定？啟普發(fā)生器氣體排液裝置（短進(jìn)長(zhǎng)出）量液裝置量（體積）裝置移液管方案1方案展示：介紹：用鎂跟足量的稀硫酸反應(yīng)制得H2，利用排水法用量筒收集，并量取氣體體積。缺點(diǎn)：量筒不能收集氣體，并且收集后測(cè)出體積不準(zhǔn)確。方案2方案展示：介紹：用鎂跟足量的稀硫酸反應(yīng)制得H2，并通入短進(jìn)長(zhǎng)出的廣口瓶，氣體將液體壓入量筒中收集，流入量筒中液體的體積就是產(chǎn)生氫氣的體積。注意：量筒中液體體積減去注入硫酸的體積才是生成的氣體體積。生成氣體的體積＝量筒中液體的體積－加入的硫酸的體積＋導(dǎo)管中液體的體積

缺點(diǎn)：后面導(dǎo)管中一段液體的體積無法測(cè)出，影響實(shí)驗(yàn)的精確度。簡(jiǎn)易的氣體摩爾體積測(cè)定裝置氣體發(fā)生裝置排液裝置量液裝置方案4方案展示：介紹：用鎂跟足量的稀硫酸反應(yīng)制得H2，將生成的氫氣用氣球收集。氣球的體積就是氫氣的體積。缺點(diǎn)：氣球體積難以準(zhǔn)確測(cè)定，實(shí)驗(yàn)誤差大。方案5方案展示：介紹：用鎂跟足量的稀硫酸反應(yīng)制得H2，將生成的氫氣用針筒收集。優(yōu)點(diǎn)：針筒可以直接測(cè)出氣體的體積。氣體的體積＝針筒的讀數(shù)－加入的硫酸的體積缺點(diǎn)：氣體壓強(qiáng)有誤差，較難控制同壓氣體摩爾體積測(cè)定裝置

1、氣體發(fā)生裝置：氣體發(fā)生器——帶支管的錐形瓶（加料口、橡皮塞）2、排液裝置：儲(chǔ)液瓶——帶有玻璃瓶塞和伸至瓶底的導(dǎo)液管；瓶上刻度線標(biāo)明容積約200ml的位置3、量液裝置：液體量瓶——量瓶瓶頸上有110—130mL刻度線（可正確讀出進(jìn)入量瓶的液體體積）三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定注意問題：

1、硫酸應(yīng)過量，保證鎂全部反應(yīng)。

2、裝置不能漏氣，保證其氣密性，應(yīng)先檢漏。

3、生成氫氣的體積應(yīng)是液體量瓶的讀數(shù)減去注入硫酸的體積。

4、液體量瓶的讀數(shù)范圍是110—130mL，所以對(duì)生成的氫氣的量有限制，過多或過少都測(cè)不出。裝置使用原理：

用針筒取硫酸，注入到氣體發(fā)生器中與鎂反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣將儲(chǔ)液瓶中的品紅溶液壓入液體量瓶中。分析:

這套裝置在使用過程中應(yīng)注意哪些問題？

三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定檢查裝置的氣密性測(cè)定體積時(shí)的溫度和壓強(qiáng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積強(qiáng)調(diào):沒有對(duì)應(yīng)的溫度與壓強(qiáng)的氣體

體積沒有任何意義實(shí)驗(yàn)前（放藥品前）要首先檢查裝置的氣密性；記錄測(cè)定氣體體積時(shí)的溫度；確保測(cè)定氣體體積時(shí)的溫度與壓強(qiáng)和當(dāng)時(shí)的室溫與大氣壓強(qiáng)相同，即待氣體冷卻到室溫時(shí)再讀數(shù)；根據(jù)連通器原理確定所測(cè)得的氣體體積處于1個(gè)大氣壓強(qiáng)。

思考:測(cè)定氣體體積要注意什么？保持量氣管兩邊的液面相平，即所讀的氣體體積為1大氣壓時(shí)的氣體體積

1、裝配實(shí)驗(yàn)裝置，做好氣密性檢查氣密性檢查

——用橡皮塞塞緊A瓶加料口，進(jìn)行氣密性檢查。當(dāng)橡皮塞塞緊時(shí)，B瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管中的液面會(huì)上升，上升液柱在1min內(nèi)不下降，確認(rèn)裝置氣密性良好。實(shí)驗(yàn)步驟1、把氣體發(fā)生器的橡皮塞塞緊，儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管中液面上升，且上升的液柱在1min內(nèi)不下降，可確認(rèn)氣密性良好。2、從氣體發(fā)生器的橡皮塞處用注射器向其中諸如一定量的水，如果儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管中的液面上升，且上升的液柱在1min內(nèi)不下降，可確認(rèn)裝置氣密性良好。3、從氣體發(fā)生器的橡皮塞處用注射器抽出一定量的空氣，如果儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，可確認(rèn)裝置氣密性良好。4、用手捂氣體發(fā)生器一段時(shí)間，如果儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管中液面上升，手松開后，液面又恢復(fù)至原位置，可確認(rèn)裝置氣密性良好。氣密性檢查（其他方法）：注意問題：

1、硫酸應(yīng)過量，保證鎂全部反應(yīng)。

2、裝置不能漏氣，保證其氣密性，應(yīng)先檢漏。

3、生成氫氣的體積應(yīng)是液體量瓶的讀數(shù)減去注入硫酸的體積。

4、液體量瓶的讀數(shù)范圍是110—130mL，所以對(duì)生成的氫氣的量有限制，過多或過少都測(cè)不出。思考討論：如果取稀硫酸10mL，且過量。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，金屬鎂的質(zhì)量應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？結(jié)果：（1）假設(shè)液體量瓶最大讀數(shù)130mL，氫氣體積130-10=120mL,消耗鎂的質(zhì)量

(0.12/22.4)×24=0.1286g.

（2）假設(shè)液體量瓶最小讀數(shù)110mL，氫氣體積110-10=100mL,消耗鎂的質(zhì)量

(0.1/22.4)×24=0.1071g.鎂的質(zhì)量控制在0.1071—0.1286g之間。綜合考慮溫度和壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響所以鎂的質(zhì)量控制在0.100—0.110g之間。

2、一次稱量（鎂帶）

——用砂皮除去鎂帶表面氧化層，稱二份所需的量，記錄數(shù)據(jù)。

※為什么要擦去鎂表面的氧化膜？氧化鎂與酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2，造成實(shí)驗(yàn)誤差。3、兩次加料（鎂帶、水）

——在A瓶出氣口處拆下膠管，使A瓶?jī)A斜，取下A瓶加料口橡皮塞，用量筒加入約20mL水于A瓶中，再把已稱量的鎂帶加到A瓶底部，用橡皮塞塞緊加料口。ABC※為什么要事先加入20ml的水？降低反應(yīng)時(shí)硫酸的濃度※為什么在儲(chǔ)液瓶里加入品紅溶液？可以換成無色溶液?jiǎn)幔靠梢?。但品紅溶液便于觀察。4、調(diào)正裝置壓強(qiáng)—第1次用注射器

——用注射器從A瓶加料口處抽氣，當(dāng)B瓶中導(dǎo)管內(nèi)液面和外液面持平時(shí)，可以確認(rèn)裝置內(nèi)外壓強(qiáng)基本一致，反應(yīng)位于起始狀態(tài)。5、加硫酸—第2次用注射器

——用注射器在小燒杯中吸入10ml3mol/LH2SO4，移到A瓶加料口上方，將硫酸注入A瓶，注入后迅速拔出針頭。觀察現(xiàn)象，記錄氣體溫度?！鶠槭裁从冕樛布油晗×蛩岷笠杆侔纬觯繎?yīng)怎樣操作？避免H2從針筒處逸出。要捏住針頭拔出，不要使針頭和針筒脫離。6、讀數(shù)

（1）反應(yīng)開始排出液體速度較快，后逐漸變慢，當(dāng)目測(cè)A瓶中鎂帶幾乎都反應(yīng)完時(shí)，可用左手握住A瓶膠塞輕輕上下振蕩，使少量氣體盡可能逸出。當(dāng)C瓶?jī)?nèi)插頭口不再滴液時(shí)確認(rèn)反應(yīng)完成。ABC6、讀數(shù)

——第3次用注射器（2）用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平，讀出注射器內(nèi)氣體體積數(shù)據(jù)bml。

——即為B瓶導(dǎo)管內(nèi)沒有排出的液體量。ABC（3）讀出C瓶中體積數(shù)。從C托盤中取出C瓶，讀出液體量cml。注意：注射器及液體量瓶（C瓶）刻度最小分度均為0.5mL讀數(shù)估計(jì)至0.2~0.3ml。及時(shí)將a、b、c三個(gè)體積讀數(shù)記錄在案，便于下步計(jì)算?！后w量瓶的讀數(shù)就是氫氣的體積嗎？如果不是，那應(yīng)該怎樣計(jì)算？不是，※怎樣正確地讀取量液瓶的讀數(shù)？讀數(shù)時(shí)，視線與液體量瓶?jī)?nèi)液體凹液面的最低點(diǎn)相切即平視。氫氣的體積=量瓶中液體體積—硫酸體積+抽出氣體體積7、恢復(fù)裝置起始狀態(tài)

——將C瓶中液體倒回B瓶中，補(bǔ)加少量品紅溶液，使液面基本恢復(fù)到刻度線。將A瓶中反應(yīng)液倒入廢液缸，用水沖洗A瓶使之冷卻，可以開始重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

8、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)誤差（P-79）絕對(duì)誤差系統(tǒng)誤差：=實(shí)驗(yàn)值-理論值相對(duì)誤差來源于儀器或藥品自身的誤差偶然誤差：來源于測(cè)定時(shí)的偶然因素，如溫度的變化過失（測(cè)量）誤差：來源于操作失誤系統(tǒng)誤差有專門的方法處理；偶然誤差可用多次平行實(shí)驗(yàn)求平均值來減小；過失誤差應(yīng)由測(cè)定人的正確操作來消除。誤差分析（1）反應(yīng)后的溫度高于室溫（2）鎂條表面的氧化膜未完全擦去（3）導(dǎo)管中殘留液體體積（4）鎂帶中含有不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)偏大偏小偏小偏小測(cè)定結(jié)果偏小，誤差為負(fù)值；測(cè)定結(jié)果偏大，誤差為正值。小結(jié)（1）氣體質(zhì)量測(cè)定主要有兩種方法：一是量差法。即通過測(cè)定反應(yīng)體系反應(yīng)前后質(zhì)量的差異，確定氣體的質(zhì)量（反應(yīng)體系反應(yīng)前的質(zhì)量減反應(yīng)后的質(zhì)量即為氣體質(zhì)量）；另一種方法是利用所測(cè)氣體的某些性質(zhì)（如酸堿性或溶解性）、采用合適的吸收劑（如濃硫酸、堿石灰）和實(shí)驗(yàn)裝置（如洗氣瓶、干燥管）來吸收，通過測(cè)量吸收裝置吸收前后質(zhì)量差得到氣體的質(zhì)量。（2）對(duì)于氣體體積的確定，一般也有兩種方法：一是通過上述方法測(cè)其質(zhì)量，再利用密度或氣體摩爾體積進(jìn)行換算；二是對(duì)于無法采用上述方法確定其質(zhì)量的氣體（如H2、O2、CO等），通常采用排水量氣法測(cè)量它們的體積，根據(jù)排出的水的體積來確定氣體的體積。[訓(xùn)練題]綜合應(yīng)用工業(yè)上測(cè)量SO2、N2、O2混合氣體中SO2含量的裝置如下圖：反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液。

SO2和I2發(fā)生的反應(yīng)為（N2、O2不與I2反應(yīng)）：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O→H2SO4＋2HI反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液。（1）混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于

的體積（填寫氣體的分子式）。（2）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍(lán)色消失后，沒有及時(shí)停止通氣，則測(cè)得的SO2含量

（選填：偏高,偏低，不受影響）。（3）反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液也可以用

代替（填寫物質(zhì)名稱）。（4）若碘溶液體積為VamL．，濃度為Cmol·L－1，N2與O2的體積為VbmL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。用C、Va、Vb表示SO2的體積百分含量為：

。（5）將上述裝置改為簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器為．

（選下列儀器的編號(hào)）。a．燒杯b．試管c．廣口瓶d．容量瓶e．量筒f．單孔塞g．雙孔塞(SO2＋I(xiàn)2＋2H2O→H2SO4＋2HI)47三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定48三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定氣體摩爾體積的計(jì)算：

氣體摩爾體積是指1mol氣體所具有的體積知識(shí)回顧氣體體積與其他物理量之間的關(guān)系：

49三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定測(cè)定1mol氣體的體積，我們需要哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？

問題1：答案：氣體的體積V和氣體的物質(zhì)的量n。

50三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定氣體的物質(zhì)的量能用實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定嗎？答案：不能。

根據(jù)氣體的物質(zhì)的量=質(zhì)量/摩爾質(zhì)量，可以測(cè)氣體的質(zhì)量。

問題2：51三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定氣體的體積和質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較難測(cè)定，我們是否能將其轉(zhuǎn)化為其他狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定？答案：將氣體的量轉(zhuǎn)化為測(cè)定固態(tài)或液態(tài)的量問題3：52三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定以1molH2體積測(cè)定為例，用鎂和足量的稀硫酸反應(yīng)，并測(cè)定H2的摩爾體積。

探究活動(dòng)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化：測(cè)定鎂帶質(zhì)量和H2的體積531、需要測(cè)定哪些物理量？2、如何測(cè)定H2的體積？鎂帶的質(zhì)量氫氣的體積氫氣的體積水的體積在這個(gè)定量實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量間接測(cè)量轉(zhuǎn)化方法：54

（1）氣體發(fā)生裝置（2）氣體收集裝置（3）量體積裝置二、實(shí)驗(yàn)裝置哪些常見儀器可以作為氣體發(fā)生裝置？

552、氫氣的體積與排出水的體積是否相等？1、該裝置所測(cè)量的氫氣體積是什么溫度下的體積？3、測(cè)得的氣體的體積是否是常壓下的體積？56能不能對(duì)這套裝置改進(jìn)一下呢？1、精確度高一些，量程大一些2、能測(cè)出氣體的溫度3、測(cè)得的氣體的體積是常壓下的氣體體積。想一想57化學(xué)反應(yīng)氣體體積測(cè)定儀58三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定氣體摩爾體積測(cè)定裝置

1、氣體發(fā)生裝置：氣體發(fā)生器——帶支管的錐形瓶（加料口、橡皮塞）2、排液裝置：儲(chǔ)液瓶——帶有玻璃瓶塞和伸至瓶底的導(dǎo)液管；瓶上刻度線標(biāo)明容積約200ml的位置3、量液裝置：液體量瓶——量瓶瓶頸上有110—130mL刻度線（可正確讀出進(jìn)入量瓶的液體體積）592、液體量瓶的體積讀數(shù)是否就是H2的體積？如果不是，應(yīng)如何換算？1、實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行幾次抽氣？目的是什么？閱讀教材49頁思考6061三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定裝置使用原理：用針筒取硫酸，注入到氣體發(fā)生器中與鎂反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣將儲(chǔ)液瓶中的品紅溶液壓入液體量瓶中。分析:

這套裝置在使用過程中應(yīng)注意哪些問題？

62三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定注意問題：

1、硫酸應(yīng)過量，保證鎂全部反應(yīng)。

2、裝置不能漏氣，保證其氣密性，應(yīng)先檢漏。

3、生成氫氣的體積應(yīng)是液體量瓶的讀數(shù)減去注入硫酸的體積。

4、液體量瓶的讀數(shù)范圍是110—130mL，所以對(duì)生成的氫氣的量有限制，過多或過少都測(cè)不出。63三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定三、實(shí)驗(yàn)步驟

【準(zhǔn)備部分】1、記錄實(shí)驗(yàn)室的溫度和壓強(qiáng)

2、裝配實(shí)驗(yàn)裝置，做好氣密性檢查新課64三大實(shí)驗(yàn)氣體摩爾體積測(cè)定