(4)决定物质体积大小的因素
1 mol固体或液体的体积不相同;在相同的温度和压强下,1 mol任何气体所占的体积在数值上近似相等。那为什么会出现这样的结论呢?
同种物质在气态、液态和固态时分子间距离示意图
决定物质体积大小的因素有:粒子数目、粒子的大小、粒子间的距离。
①固体、液体:1 mol不同的固体或液体,虽然具有相同的粒子数目,但粒子的大小是不同的,由于固体或液体粒子之间的距离很小,所以固体或液体的体积主要决定于粒子数目和粒子的大小。而不同物质粒子的大小不同,故1 mol不同的固体或液体的体积不同。
②气体:一般来说,气体分子间的平均距离约是分子直径的10倍,因此当分子数目相同时,气体体积的大小主要决定于粒子之间的距离,而不是粒子的大小。而分子间平均距离受温度和压强的影响。若温度一定,压强增大,气体分子间的平均距离变小,气体体积变小;压强减小,气体分子间的平均距离增大,则气体体积增大;若压强一定,温度升高,气体分子间的平均距离增大,气体体积变大;温度降低,气体分子之间的距离变小,气体的体积变小。在同温同压下,不同气体分子间的平均距离几乎相等,故在相同的温度和压强下,1 mol不同气体的体积近似相等。
【例3】 判断下列说法是否正确,对的在括号内打"√",错的打"×"。
A.标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L( )
B.1 mol H2的质量只有在标准状况下才为2 g( )
C.标准状况下,1 mol O2和N2的混合气体(按任意比混合)的体积约为22.4 L( )
D.标准状况下,任何气体的体积都约为22.4 L( )
E.1 mol H2的体积约为22.4 L( )
F.在20 ℃时,1 mol 任何气体的体积总比22.4 L大( )
解析:本题主要考查对气体摩尔体积的理解和应用。气体摩尔体积是针对气态物质而言的,A指出"任何物质"是不正确的;气体的质量只与气体的摩尔质量和气体的物质的量有关,与气体所处环境的温度、压强无关,B不正确;在标准状况下,1 mol任何气体(可以是纯净气体,也可以是混合气体)的体积都约是22.4 L,C正确;在标准状况下,只有物质的量是1 mol的任何气体体积才约是22.4 L,物质的量大于或小于1 mol,体积都不是22.4 L,D错误;1 mol氢气的体积受温度和压强的影响,在未指明温度和压强的情况下,22.4 L这个数值是无意义的,E错误;由于气体摩尔体积与气体所处环境的温度、压强有关,因此仅温度一定,而压强不一定,1 mol气体的体积也不能确定,也就是说在20 ℃时,1 mol任何气体的体积可能比22.4 L大,也可能比22.4 L小,也可能等于22.4 L,因此F也是不正确的。
答案:A.× B.× C.√ D.× E.× F.×
解技巧 准确掌握气体摩尔体积的四个要素:
①状态;②状况;③定量;④数值。
4.物质的量浓度
(1)概念:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
(2)符号:cB(B表示各种溶质);单位:mol·L-1或mol·m-3。
(3)溶质B的物质的量(nB)、溶液的体积(V)和溶质的物质的量浓度(cB)三者之间的关系为:nB=cB·V。
(4)在应用物质的量浓度及其公式计算时要注意:
①概念中的体积是溶液的体积,而不是溶剂的体积;其单位一般用L,也可用其他单位,但要注意单位的换算和统一。
②溶质的量用物质的量来表示,不能用质量或其他物理量来表示,单位必须是 mol。
③"溶质"是指溶液中的溶质,可以指化合物,也可以指离子或其他特定的组合,分