气体摩尔体积的定义及公式

一、气体摩尔体积的定义及公式

1、定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，符号为$V_{\rm m}$

2、常用单位：L/mol（或L·mol$^{-1}$）和m$^3$/mol（或m$^3$·mol$^{-1}$）

3、公式：气体摩尔体积=$\displaystyle{}\frac{气体所占的体积}{气体的物质的量}$，即$V_{\rm m}=\displaystyle{}\frac{V}{n}$。

4、在标准状况（0 ℃、101 kPa）下，气体摩尔体积（$V_{\rm m}$）约为22.4 L·mol$^{-1}$

5、利用气体摩尔体积进行化学计算时，必须注意下列几个问题：

（1）气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积，因此在非标准状况时不能随意使用22.4 L·mol$^{-1}$。但在非标准状况下的$V_{\rm m}$也可能是22.4 L·mol$^{-1}$（比如温度高于0 ℃，压强大于101 kPa）。

（2）只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质是不适用的。

（3）此处所指的“气体”，可以是纯净物，也可以是混合物。如标准状况下，1 mol氢气和氧气的混合气体，所占的体积约为22.4 L。

6、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分子数。

适用范围：任何气体，包括单一气体，也包括混合气体，但不适用于非气体物质。

（2）阿伏加德罗定律的推论

二、气体摩尔体积的相关例题

下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是___

A．标准状况下，1 mol $\ce{H2O}$的体积是22.4 L

B．22 g $\ce{CO2}$的物质的量是0.5 mol，其体积为11.2 L

C．只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol$^{-1}$，其他条件下一定不是该值

D．标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L

答案：D

解析：标准状况下，水是非气态，1 mol $\ce{H2O}$的体积远远小于22.4 L，A错误；没有指明气体所处的温度与压强，不能确定$\ce{CO2}$的体积，B错误；对于气体来说，温度升高，体积增大，压强增大，体积缩小，如在273 ℃、202 kPa时，气体摩尔体积也是22.4 L·mol$^{-1}$，C错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，D正确。