什么是摩尔体积？
我们将摩尔体积定义为在标准温度和压力下，一摩尔某元素或化合物所占有的体积。换句话说，它是摩尔质量与密度的比值。它与物质的质量成正比，但与物质的密度成反比。理想气体的摩尔体积遵循理想气体状态方程。如果样本是两种或多种组分的混合物，我们则使用混合物的密度，通过将各组分的摩尔体积相加来近似计算混合物的摩尔体积。
> Vm = M/ρ
>
>
>
> 其中，
>
>
>
> Vm 是摩尔体积，
>
>
>
> M 是气体的摩尔质量，
>
>
>
> ρ 是气体的密度。
我们都知道，在标准状况（STP）下，1摩尔气体的体积为 22.4 升。用摩尔数来表示，公式可以写成：
> Vm = 22.4 n
>
>
>
> 其中，
>
>
>
> Vm 是摩尔体积，
>
>
>
> n 是气体的摩尔数。
举个例子，
> 碳与空气反应生成二氧化碳。
>
>
>
> C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
>
>
>
> 假设我们需要计算当 2 克碳与空气反应时生成的二氧化碳气体的摩尔体积。
>
>
>
> 从反应方程式可以清楚地看出，1 摩尔的碳生成 1 摩尔的二氧化碳。
>
>
>
> 2 克碳的摩尔数 = 2/12 = 0.166 mol
>
>
>
> 因此，二氧化碳的摩尔数 (n) = 0.166 mol
>
>
>
> 使用公式我们得到，
>
>
>
> Vm = 22.4 n
>
>
>
>
>
>
> = 22.4 (0.166)
>
>
>
> = 3.73 L
基于摩尔体积公式的例题
问题 1. 如果氧气的密度为 1.4291 g/L，计算其摩尔体积。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> M = 32
>
>
>
> D = 1.4291
>
>
>
> Vm = M/D
>
>
>
>
>
>
> = 32/1.4291
>
>
>
> = 22.39 L
问题 2. 如果二氧化硫气体的密度为 2.6288 g/L，计算其摩尔体积。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> M = 32 + 2 (16) = 64
>
>
>
> D = 2.6288
>
>
>
> Vm = M/D
>
>
>
>
>
>
> = 64/2.6288
>
>
>
> = 24.34 L
问题 3. 如果某种气体的摩尔体积为 22.40 L，摩尔质量为 28 g，计算其密度。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> Vm = 22.40
>
>
>
> M = 28
>
>
>
> Vm = M/D
>
>
>
> => D = M/Vm
>
>
>
> => D = 28/22.40
>
>
>
> => D = 1.25 g/L
问题 4. 计算 3 摩尔气体的摩尔体积。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> n = 3
>
>
>
> 使用公式我们得到，
>
>
>
> Vm = 22.4 n
>
>
>
>
>
>
> = 22.4 (3)
>
>
>
> = 67.2 L
问题 5. 计算 10 摩尔气体的摩尔体积。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> n = 10
>
>
>
> 使用公式我们得到，
>
>
>
> Vm = 22.4 n
>
>
>
>
>
>
> = 22.4 (10)
>
>
>
> = 224 L
问题 6. 如果某种气体的摩尔体积为 336 L，计算其摩尔数。
解答：
> 我们已知，
>
>
>
> Vm = 336
>
>
>
> 使用公式我们得到，
>
>
>
> Vm = 22.4 n
>
>
>
> => n = Vm/22.4
>
>
>
> => n = 336/22.4
>
>
>
> => n = 15
问题 7. 考虑下面给出的化学反应：
N (s) + NO (g) → N2 (g) + O
如果有 1.5 克氮气与一氧化氮反应，计算生成的氮气的摩尔体积。
解答：
> 从反应式可以清楚地看出，1 摩尔氮气生成 1 摩尔氮气（N2）。
>
>
>
> 1.5 克氮气的摩尔数 = 1.5/14 = 0.125 mol
>
>
>
> 因此，氮气的摩尔数 (n) = 0.125 mol
>
>
>
> 使用公式我们得到，
>
>
>
> Vm = 22.4 n
>
>
>
>
>
>
> = 22.4 (0.125)
>
>
>
> = 2.80 L
相关公式链接：