【種花家務(wù)·化學(xué)】3-6-02氣態(tài)物質(zhì)分子量的測定——『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

2023-02-22 11:30 作者:山嵓 0人讀過 | 我要投稿

【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。??

第六章阿佛加德羅定律

§6-2氣態(tài)物質(zhì)分子量的測定

1、根據(jù)在相同狀況下同體積氣態(tài)物質(zhì)的重量比求分子量

【01】根據(jù)阿佛加德羅定律，可以測定任何氣態(tài)物質(zhì)的分子量。阿佛加德羅定律指出，在同溫同壓下，同體積的任何氣體含有同數(shù)的分子。因此，在一定溫度和壓強下，同體積的不同氣體的重量比就是它們每一個分子重量的比，也就是它們分子量的比。

【02】例如在同溫同壓下，同體積的氧氣、氫氣、二氧化碳一定含有相同的分子數(shù)，假設(shè)為n個分子，那末它們的重量(W)比是：Wo?：WH?：Wco?=n×32：n×2：n×44=32：2：44。顯然就等于它們的分子量之比。

【03】一般地，設(shè)有A和B兩種氣態(tài)物質(zhì)，令WA和WB分別表示這兩種物質(zhì)在相同狀況下同體積的重量，以n表示它們的分子數(shù)，MA和MB分別表示它們的分子量，那末，上面的關(guān)系，以數(shù)學(xué)方式表示，就是：

$%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_B%7D%3D%20%5Cfrac%7BnM_A%7D%7BnM_B%7D%3D%5Cfrac%7BM_A%7D%7BM_B%7D%E2%80%A6%E2%80%A6%EF%BC%881%EF%BC%89$

【04】移項后可寫成：

$M_A%3D%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_B%7D%20M_B%E2%80%A6%E2%80%A6%EF%BC%882%EF%BC%89$

【05】 $%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_B%7D%20$ 就是在相同狀況下同體積的A和B兩種氣態(tài)物質(zhì)的重量比。這種比值，可以通過實驗測定，習(xí)慣上選擇氫氣或空氣作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，因為氫氣是最輕的氣體，而空氣是我們最常遇到的氣體。氫氣的分子量是2；空氣是一種混和物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4升干燥的空氣重29克，我們就把29作為空氣的平均分子量。因此，在測定某氣態(tài)物質(zhì)的分子量時，如果知道它和同體積氫氣或空氣的重量比，就可以運用式(2)求出它的分子量。

【06】現(xiàn)在用幾個例題來說明：

例1.已知氣體A和相同狀況下同體積氫氣的重量比是22。求氣體A的分子量。

【解】

$%25%2B%E3%80%90%E5%B1%B1%E6%B3%A8%EF%BC%8CB%E7%AB%99%E4%B8%93%E6%A0%8F%E5%85%AC%E5%BC%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E3%80%91%0A%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%E5%B7%B2%E7%9F%A5%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_%7BH_2%7D%7D%20%3D22%EF%BC%8CM_%7BH_2%7D%3D2%E3%80%82%E8%BF%90%E7%94%A8%E5%BC%8F(2)%E8%AE%A1%E7%AE%97%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26M_A%3D%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_%7BH_2%7D%7DM_%7BH_2%7D%3D22%C3%972%3D44%E3%80%82%5C%5C%0A%26%26%E7%AD%94%EF%BC%9A%E6%B0%94%E4%BD%93A%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F%E6%98%AF44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

例2.已知氣體A和相同狀況下同體積空氣的重量比是1.52。求氣體A的分子量。

【解】

$%25%2B%E3%80%90%E5%B1%B1%E6%B3%A8%EF%BC%8CB%E7%AB%99%E4%B8%93%E6%A0%8F%E5%85%AC%E5%BC%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E3%80%91%0A%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%E5%B7%B2%E7%9F%A5%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%20%3D1.52%EF%BC%8CM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%3D29%E3%80%82%E8%BF%90%E7%94%A8%E5%BC%8F(2)%E8%AE%A1%E7%AE%97%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26M_A%3D%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7DM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%3D1.52%C3%9729%3D44%E3%80%82%5C%5C%0A%26%26%E7%AD%94%EF%BC%9A%E6%B0%94%E4%BD%93A%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F%E6%98%AF44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

例3.一定體積的氣體A，重1.9642克，在同溫同壓時同體積的氫氣重0.08987克。求氣體A的分子量。

【解】

$%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%E5%B7%B2%E7%9F%A5W_A%3D1.9642%E5%85%8B%EF%BC%8CW_%7BH_2%7D%3D0.08987%E5%85%8B%EF%BC%8CM_%7BH_2%7D%3D2%E3%80%82%E8%BF%90%E7%94%A8%E5%BC%8F(1)%E8%AE%A1%E7%AE%97%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26%5Cfrac%7BW_A%7D%7BW_%7BH_2%7D%7D%3D%5Cfrac%7B1.9642%7D%7B0.08987%7D%3D%5Cfrac%7BM_A%7D%7BM_%7BH_2%7D%7D%20%3D%5Cfrac%7BM_A%7D%7B2%7D%20%5C%5C%0A%26%26%E2%88%B4%5Cquad%20M_A%3D%5Cfrac%7B1.9642%7D%7B0.08987%7D%C3%972%3D44%E3%80%82%20%20%5C%5C%0A%26%26%E7%AD%94%EF%BC%9A%E6%B0%94%E4%BD%93A%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F%E6%98%AF44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

【07】運用式(1)，除了能測定氣態(tài)物質(zhì)的分子量外，反過來，若已知兩種氣體的分子量，也可以求出它們在相同狀況下，同體積的重量比，這樣就可以解決某種氣體比另一種氣體輕還是重的問題。特別是和同體積的空氣的重量比，是決定用什么方法來收集氣體的一種重要因素，有很大的實用意義，現(xiàn)在舉例說明如下：

例4.判斷二氧化碳、氨氣在相同狀況下比空氣輕還是重？

【解】

$%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%E5%B7%B2%E7%9F%A5%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E5%BC%8F%E6%98%AFCO_2%EF%BC%8CM_%7Bco_2%7D%3D12%2B2%C3%9716%3D44%EF%BC%9B%5C%5C%0A%26%26%E6%B0%A8%E6%B0%94%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E5%BC%8F%E6%98%AFNH_3%EF%BC%8CM_%7BNH_3%7D%3D14%2B3%C3%971%3D17%EF%BC%9B%5C%5C%0A%26%26M%E7%A9%BA%E6%B0%94%3D29%E3%80%82%E6%A0%B9%E6%8D%AE%E5%BC%8F%EF%BC%881%EF%BC%89%5C%5C%0A%26%26%5Cfrac%7BW_%7BCO_2%7D%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%3D%5Cfrac%7BM_%7BCO_2%7D%7D%7BM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%EF%BC%9B%20%5Cfrac%7BW_%7BNH_3%7D%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%3D%5Cfrac%7BM_%7BNH_3%7D%7D%7BM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%20%E3%80%82%5C%5C%0A%26%26%E2%88%B4%E5%9C%A8%E7%9B%B8%E5%90%8C%E7%8A%B6%E5%86%B5%E4%B8%8B%E5%90%8C%E4%BD%93%E7%A7%AF%E7%9A%84%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E8%B7%9F%E7%A9%BA%E6%B0%94%E7%9A%84%E9%87%8D%E9%87%8F%E6%AF%94%5C%5C%0A%26%26%5Cfrac%7BW_%7BCO_2%7D%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%3D%5Cfrac%7BM_%7BCO_2%7D%7D%7BM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%3D%5Cfrac%7B44%7D%7B29%7D%20%3D1.52%EF%BC%9B%5C%5C%0A%26%26%E5%9C%A8%E7%9B%B8%E5%90%8C%E7%8A%B6%E5%86%B5%E4%B8%8B%E5%90%8C%E4%BD%93%E7%A7%AF%E7%9A%84%E6%B0%A8%E6%B0%94%E8%B7%9F%E7%A9%BA%E6%B0%94%E7%9A%84%E9%87%8D%E9%87%8F%E6%AF%94%5C%5C%0A%26%26%5Cfrac%7BW_%7BNH_3%7D%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%3D%5Cfrac%7BM_%7BNH_3%7D%7D%7BM_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D%20%3D%5Cfrac%7B17%7D%7B29%7D%3D0.586%E3%80%82%5C%5C%20%0A%26%26%E7%AD%94%EF%BC%9A%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E6%AF%94%E7%A9%BA%E6%B0%94%E9%87%8D1.52%E5%80%8D%EF%BC%9B%E6%B0%A8%E6%B0%94%E6%AF%94%E9%A3%9E%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BD%BB%EF%BC%8C%E7%9B%B8%E5%BD%93%E4%BA%8E%E7%A9%BA%E6%B0%94%E7%9A%840.586%E5%80%8D%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

2、根據(jù)氣體克分子體積求分子量

【08】氣態(tài)物質(zhì)的分子量還可以從氣體克分子體積的概念出發(fā)來加以推算，計算方法更為簡單。

【09】我們早已知道，1克分子的任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積，都是22.4升，稱為氣體克分子體積。當(dāng)我們要求某種氣體的分子量時，只須知道這種氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下1升的重量（就是這種氣體的比重），再乘以22.4，就得到它的克分子量。將這個數(shù)值用碳單位做單位，就是該氣體的分子量。設(shè)以M表示分子量，d表示比重，可以列成公式： $M%3D22.4d$ 。

【10】下面也舉幾個例題來說明：

例5.已知1升二氧化碳在標(biāo)準(zhǔn)狀況下重1.9642克，求二氧化碳的分子量。

【解】

$%25%2B%E3%80%90%E5%B1%B1%E6%B3%A8%EF%BC%8CB%E7%AB%99%E4%B8%93%E6%A0%8F%E5%85%AC%E5%BC%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E3%80%91%0A%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0AM%26%26%3D22.4d%5C%5C%0Ad%26%26%3D1.9642(%E5%85%8B%2F%E5%8D%87)%5C%5C%0A%E2%88%B4M_%7BCO_2%7D%26%26%3D22.4%C3%971.9642%3D44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

例6.已知250毫升二氧化碳在標(biāo)準(zhǔn)狀況下重0.491克，求二氧化碳的分子量。

【解】

$%25%2B%E3%80%90%E5%B1%B1%E6%B3%A8%EF%BC%8CB%E7%AB%99%E4%B8%93%E6%A0%8F%E5%85%AC%E5%BC%8F%E4%BB%A3%E7%A0%81%E3%80%91%0A%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%5Cquad%5Cquad%5Cquad%20M%3D22.4d%5C%5C%0A%26%26d%3D0.491%C3%971000%2F250%3D1.964(%E5%85%8B%2F%E5%8D%87)%5C%5C%0A%26%26%E2%88%B4M_%7BCO_2%7D%3D22.4%C3%971.964%3D44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

例7.已知在溫度20℃和壓強756毫米時，215毫升的二氧化碳重0.3913克。求二氧化碳的分子量。

【解】

$%5Cbegin%7Beqnarray%7D%0A%26%26%E5%85%88%E5%B0%86215%E6%AF%AB%E5%8D%87CO_2%E5%8C%96%E6%88%90%E5%9C%A8%E6%A0%87%E5%87%86%E7%8A%B6%E5%86%B5%E4%B8%8B%E7%9A%84%E4%BD%93%E7%A7%AF%E3%80%82%E6%A0%B9%E6%8D%AE%C2%A76-1%E4%B8%AD%E6%8F%90%E5%88%B0%E7%9A%84%E5%85%AC%E5%BC%8F%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26%5Cfrac%7BP_1V_1%7D%7BT_1%7D%20%3D%5Cfrac%7BP_2V_2%7D%7BT_2%7D%EF%BC%8C%E8%BF%99%E9%87%8CT_2%3D273%2B20%EF%BC%8CP_2%3D756%E6%AF%AB%E7%B1%B3%EF%BC%8CV_2%3D215%E6%AF%AB%E5%8D%87%EF%BC%8C%5C%5C%0A%26%26P_1%3D760%E6%AF%AB%E7%B1%B3%EF%BC%8CT_1%3D273%EF%BC%8CV_1%E5%B0%B1%E6%98%AF%E8%A6%81%E6%B1%82%E7%9A%84%E4%BD%93%E7%A7%AF%E3%80%82%E4%BB%A3%E5%85%A5%E5%85%AC%E5%BC%8F%EF%BC%8C%E5%BE%97%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26V_1%3D%5Cfrac%7B756%C3%97215%C3%97273%7D%7B760%C3%97(273%2B20)%7D%20%3D199.2%EF%BC%88%E6%AF%AB%E5%8D%87%EF%BC%89%5C%5C%0A%26%26%E5%86%8D%E7%AE%97%E5%87%BA%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E5%9C%A8%E6%A0%87%E5%87%86%E7%8A%B6%E5%86%B5%E6%97%B61%E5%8D%87%E7%9A%84%E9%87%8D%E9%87%8F%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26d%3D%5Cfrac%7B0.3913%C3%971000%7D%7B199.2%7D%20%3D1.964%EF%BC%88%E5%85%8B%2F%E5%8D%87%EF%BC%89%5C%5C%0A%26%26%E6%89%80%E4%BB%A5%EF%BC%8C%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F%E6%98%AF%EF%BC%9A%5C%5C%0A%26%26M_%7Bco_2%7D%3D22.4%C3%971.964%3D44%E3%80%82%0A%5Cend%7Beqnarray%7D$

【11】根據(jù)克分子體積求分子量的方法，也適用于液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)，只要把能轉(zhuǎn)變成蒸氣狀態(tài)而并不分解的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)加熱，測定在氣態(tài)時若干體積的這種蒸氣的重量，根據(jù)氣態(tài)方程，把非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況，再按上法求得它們的分子量。象液態(tài)的酒精、溴，固態(tài)的碘，以及將來要學(xué)到的很多有機化合物，都可以用這樣的方法求得它們的分子量。

【12】現(xiàn)在也舉例說明：

例8.己知在溫度185℃和壓強755毫米時，189毫升的碘蒸氣重1.27克。求碘的分子量，并確定碘分子是由幾個碘原子組成的？

【解】

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習(xí)題6-2

1、已知某種氣體和相同狀況下同體積氫氣的重量比是23。求它的分子量。并求這種氣體比空氣輕還是重?！綧=46，比空氣重1.586倍】

2、已知水銀蒸氣和相同狀況下同體積空氣的重量比是6.92。求水銀蒸氣的分子是由幾個原子組成的。【1個】

3、求氦氣和相同狀況下同體積空氣的重量比。用氦氣裝飛船，它的浮力比氫氣大還是小，相差幾倍。[提示：氦氣是單原子分子，原子量等于4，可從氦氣跟同體積氫氣的重量比來比浮力]【 $%5Cfrac%7BW_%7BHe%7D%7D%7BW_%7B%E7%A9%BA%E6%B0%94%7D%7D$ ?=0.138，H?的浮力比He的大2倍】

4、已知溫度在17℃，壓強是740毫米時，150毫升的氮氣重0.172克。求氮氣的分子量。【MN?=28】

5、已知下列各種氣體的比重。求其分子量：

(1)氯化氫：1.63克/升；(2)一氧化碳：1.25克/升?！?1)MHCl=36.5，(2)MCO=28】

6、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，某氣體235毫升重0.406克。求其分子量?！綧=38.7】

7、在溫度20℃壓強750毫米時，122毫升的二氧化硫重0.32克。求其分子量?！綧SO?=64】

標(biāo)簽：化學(xué)中學(xué)數(shù)理化自學(xué)叢書氣體分子量

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【種花家務(wù)·化學(xué)】3-6-02氣態(tài)物質(zhì)分子量的測定——『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

1、根據(jù)在相同狀況下同體積氣態(tài)物質(zhì)的重量比求分子量

2、根據(jù)氣體克分子體積求分子量

習(xí)題6-2