摩尔气体体积的测量-PPT.ppt
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1、第第10章章 学习几种定量测定方法学习几种定量测定方法化学实验的类型:化学实验的类型:定性实验:定性实验:定量实验定量实验:通过实验大致得到被测物的一些特性通过实验大致得到被测物的一些特性 通过实验得到被测物的一些准确特性通过实验得到被测物的一些准确特性 10.1 测定测定1mol气体的体积气体的体积气体体积与其他物理量之间的关系气体体积与其他物理量之间的关系6.02102322.4L/mol6.021023 22.4L/molM g/mol M g/mol知识回顾知识回顾21mol不同的固态和液态物质为什么其体积各不相同?不同的固态和液态物质为什么其体积各不相同?3影响气体体积的因素有哪些?
2、影响气体体积的因素有哪些?当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于气气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离体分子之间的距离。气体分子之间的距离受温度、压强影响大气体分子之间的距离受温度、压强影响大 1mol不同固态或液态物质所含基本结构微粒数相同,因而固态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微固态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微粒本身的大小。粒本身的大小。1决定物质所占体积大小有哪些因素?决定物质所占体积大小有哪些因素?微粒数目数目、微粒的大小大小和微粒之间的距离之间的距离4.什么是气体摩尔体积(什么是气体摩尔体积(Vm)是指是指1mol任何气体所具有的体积任何气体所具有的体积 说
3、明:说明:Vm可以是任意值。可以是任意值。(因为温度、压强未知)(因为温度、压强未知)同温同压下同温同压下Vm取值相同。取值相同。(S.T.P.时,时,Vm=22.4L/mol)5常温常压时,常温常压时,1摩尔气体体积比标准状摩尔气体体积比标准状况下的况下的22.4升大还是小?原因是什么?升大还是小?原因是什么?一定物质的量的气体,一定物质的量的气体,当温度升高时,气体分子之间的距离增大,当温度升高时,气体分子之间的距离增大,当压强增大时,气体分子之间的距离减小,当压强增大时,气体分子之间的距离减小,6、阿伏伽德罗定律的内涵是什么?、阿伏伽德罗定律的内涵是什么?在同温同压下,相同体积的任何气体
4、都含在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。有相同数目的分子。21mol物质的体积是否为物质的体积是否为22.4L?1决定物质所占体积大小有哪些因素?决定物质所占体积大小有哪些因素?微粒数目数目、微粒的大小大小和微粒之间的距离之间的距离31mol气体的体积是否为气体的体积是否为22.4L?4.什么是气体摩尔体积(什么是气体摩尔体积(Vm)是指是指1mol任何气体所具有的体积任何气体所具有的体积 5、阿伏伽德罗定律的内涵是什么?、阿伏伽德罗定律的内涵是什么?在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。数目的分子。测定测定1mol气
5、体的体积,我们需要哪些数据?气体的体积,我们需要哪些数据?气体的体积气体的体积V和气体的物质的量和气体的物质的量n。困难:困难:气体物质的量和体积直接测量非常困难气体物质的量和体积直接测量非常困难 说明:说明:将直接测量转为间接测定。将直接测量转为间接测定。排水法测定排水法测定通过方程式用固通过方程式用固体反应物换算体反应物换算 实验使用气体的选择实验使用气体的选择 排水法收集排水法收集 不能加热制备不能加热制备 用固体反应物制备用固体反应物制备 无毒无害的气体无毒无害的气体 选择选择H2作为实验气体作为实验气体 方案:金属镁与稀硫酸反应方案:金属镁与稀硫酸反应 问题一:用镁还是硫酸的量来求氢
6、气的量?问题一:用镁还是硫酸的量来求氢气的量?问题二:是否要使镁与硫酸的物质的量为问题二:是否要使镁与硫酸的物质的量为1:1反应?反应?称量镁的质量称量镁的质量硫酸过量使镁完全反应掉硫酸过量使镁完全反应掉Mg+H2SO4MgSO4+H2一、测定一、测定1mol气体的体积实验原理气体的体积实验原理1、测定原理、测定原理 某温度下,用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应,某温度下,用一定量的镁带跟足量的稀硫酸反应,测出产生氢气的体积,从而计算出该温度下测出产生氢气的体积,从而计算出该温度下1mol氢气氢气的体积。的体积。2、测定方法、测定方法 (1)称量镁带质量,用其与足量稀硫酸反应,)称量镁带质量,用
7、其与足量稀硫酸反应,用镁的质量计算氢气的质量。用镁的质量计算氢气的质量。(2)产生的氢气用排液法收集,量出体积。)产生的氢气用排液法收集,量出体积。3、计算公式、计算公式 讨论:讨论:设计用镁和足量的稀硫酸反应,测定设计用镁和足量的稀硫酸反应,测定H2的摩尔的摩尔体积的实验方案。体积的实验方案。镁的质量实验室里用什么仪器测定?镁的质量实验室里用什么仪器测定?气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成?气体摩尔体积的测定装置应该有几部分组成?气体的发生装置、气体收集装置、量体积装置气体的发生装置、气体收集装置、量体积装置 思考:用什么样的装置来制取氢气思考:用什么样的装置来制取氢气(1)固体和固体加
8、热制取气体)固体和固体加热制取气体(2)固体和液体加热制取气体)固体和液体加热制取气体O2、NH3、CH4等等HCl、Cl2 等等实验室实验室制取气体制取气体制取气体制取气体的装置的装置(3)固体和液体反应制取气体不需要加热)固体和液体反应制取气体不需要加热思考思考2:氢气的体积如何来测定?:氢气的体积如何来测定?启普发生器启普发生器气体 排液装置排液装置(短进长出)(短进长出)量液装置量液装置用镁跟足量的稀硫酸反应制得用镁跟足量的稀硫酸反应制得H2,并通入短进长出的广口瓶,并通入短进长出的广口瓶,气体将液体压入量筒中收集气体将液体压入量筒中收集 缺点:量筒中液缺点:量筒中液体的体积不是氢体的
9、体积不是氢气体积。气体积。生成气体的体积生成气体的体积量筒中液体的体积加入的硫酸的体积导管中液体的体积量筒中液体的体积加入的硫酸的体积导管中液体的体积简易的气体摩尔体积测定装置简易的气体摩尔体积测定装置气体发生装置气体发生装置排液装置排液装置量液装置量液装置气体收集装置:气体收集装置:气体收集装置:气体收集装置:量体积装置:量体积装置:量体积装置:量体积装置:排水集气;排水集气;排水集气;排水集气;测量排出水的体积。测量排出水的体积。测量排出水的体积。测量排出水的体积。(储液瓶)(储液瓶)(储液瓶)(储液瓶)(液体量瓶)(液体量瓶)(液体量瓶)(液体量瓶)气体发生装置:气体发生装置:二、实验仪
10、器二、实验仪器1.化学反应气体体积测定仪化学反应气体体积测定仪 由三部分组成:由三部分组成:气体发生器气体发生器 储液瓶储液瓶 液体量瓶液体量瓶 气体摩尔体积测定装置气体摩尔体积测定装置 化学反应气体体积测定仪化学反应气体体积测定仪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、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底的导液管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110130mL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
11、体积)(一)构造(一)构造(二)连接(二)连接方案方案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H2,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。练习:分析以下实验装置用来测定气体摩尔体积的练习:分析以下实验装置用来测定气体摩尔体积的优缺点优缺点方案方案2:缺点:缺点:量筒读数不是量筒读数不是氢气体积,且氢气体积,且量筒中的水压量筒中的水压会使气体体积会使气体体积测量产生较大测量产生较大误差,修正操误差,修正操作繁琐。作繁琐。介绍:
12、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H2,利用利用排水法排水法用量筒收集,并量取气体体积。用量筒收集,并量取气体体积。方案方案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H2,将生成的,将生成的氢气用针筒收集。氢气用针筒收集。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。气体的体积针筒的读数加入的硫酸的体积气体的体积针筒的读数加入的硫酸的体积缺点:缺点:气体压强有气体压强有误差,较难误差,较难控制同压控制同压10.1-2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
13、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: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?化学反应气体体积测定仪化学反应气体体积测定仪气体发生器气体发生器储液瓶储液瓶液体量瓶液体量瓶三、实验步骤及注意事项三、实验步骤及注意事项 1记录实验时室内温度和压强;记录实验时室内温度和压强;装配好化学反应气体体积测定仪装配好化学反应气体体积测定仪,作气密性检查作气密性检查2用砂纸擦去镁带表面氧化膜,精确测量镁条的质量,把数值记用砂纸擦去镁带表面氧化膜,精确测量镁条的质量,把数值记录于表格录于表格如何检查装置的气密性?如何检
14、查装置的气密性?镁条的质量可任意称量吗?镁条的质量可任意称量吗?为什么要记录测定环境的温度?为什么要记录测定环境的温度?向储液瓶中加入品红溶液,至刻度线,塞上瓶塞向储液瓶中加入品红溶液,至刻度线,塞上瓶塞目的是什么?目的是什么?常温下:常温下:0.1000.110 g硫酸的质量呢?硫酸的质量呢?硫酸应过量,以保证镁完全反应硫酸应过量,以保证镁完全反应说明:使用品红溶液是为了读数方便说明:使用品红溶液是为了读数方便测定体积时的温度和压强测定体积时的温度和压强 没有对应的温度与压强的气体没有对应的温度与压强的气体 体积没有任何意义体积没有任何意义换算成标准状况下的气体体积换算成标准状况下的气体体积
15、 气密性检查气密性检查 用橡皮塞塞紧用橡皮塞塞紧A瓶加料口,瓶加料口,进行气密性检查。当橡皮塞塞紧进行气密性检查。当橡皮塞塞紧时,时,B瓶内导管中的液面会上升,瓶内导管中的液面会上升,上升液柱在上升液柱在1min内不下降,确内不下降,确认装置气密性良好。认装置气密性良好。(如图所示,(如图所示,B瓶内内外液面差)。瓶内内外液面差)。(2)、从气体发生器的橡皮塞处用注射器向其中诸如一定量、从气体发生器的橡皮塞处用注射器向其中诸如一定量的水,如果储液瓶内导管中的液面上升,且上升的液柱在的水,如果储液瓶内导管中的液面上升,且上升的液柱在1min内不下降,可确认装置气密性良好。内不下降,可确认装置气密
16、性良好。(3)、从气体发生器的橡皮塞处用注射器抽出一定量的空气,、从气体发生器的橡皮塞处用注射器抽出一定量的空气,如果储液瓶内导管口产生气泡,可确认装置气密性良好。如果储液瓶内导管口产生气泡,可确认装置气密性良好。(4)、用手捂气体发生器一段时间,如果储液瓶内导管中、用手捂气体发生器一段时间,如果储液瓶内导管中液面上升,手松开后,液面又恢复至原位置,可确认装置液面上升,手松开后,液面又恢复至原位置,可确认装置气密性良好。气密性良好。气密性检查(其他方法):气密性检查(其他方法):思考讨论:思考讨论:假设标准状况下,金属镁的质量应控制在什么范围内?假设标准状况下,金属镁的质量应控制在什么范围内?
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