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摩尔质量与气体摩尔体积

通常我们用质量来计量物质的多少，用体积来衡量物质的大小。那么1 mol不同物质的质量究竟是多少？它们的体积又是多大呢，人们测的数据如下表1.2

**想一想**：根据表1.2所给的数据，分析表中1 mol各物质的质量在数值上的特点。根据物质的密度计算1 mol各物质的体积并填入表中，结合物质聚集状态的特点（图1.2）解释物质体积数据存在差异的原因

![图片](/uploads/2025-10/67ad40.jpg)
 
 
每摩尔指定物种（如原子、分子或者某种微粒及其组合等）所具有的质量称为摩尔质量，符号为 $M$ ，单位为 $\mathrm{g} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$ 。根据表 1.2 可知，物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。例如： Fe 的摩尔质量为 $56 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~mol}^{-1}$ ，乙醇的摩尔质量为 $46 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~mol}^{-1}$ ， $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ 的摩尔质量为 $98 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~mol}^{-1}$ 。

物质的质量（ $m$ ）、摩尔质量（ $M$ ）和物质的量（ $n$ ）之间存在如下关系：

$$
\boxed{
n=\frac{m}{M}
}
$$

### 气体的体积
 固体、液体都有固定的体积，而气体则没有固定的体积，因此要使用容器限制他们。
 
 由表1．2可知，对于固态或液态的物质来说， 1 mol 不同物质的体积往往是不相同的，但 1 mol 不同气体的体积在同温同压下却近似相等。

大量的科学实验表明，在 273 K 和 101 kPa 条件（称为标准状况 ${ }^{(1)}$ ，简写为 STP）下， 1 mol 气体的体积约为 22.4 L （图 1.12 ）。

我们把每摩尔气体所具有的体积叫做气体摩尔体积，用符号 $V_{\mathrm{m}}$ 表示，常用的单位为 $\mathrm{L} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$ 。一定量气体的物质的量（ $n$ ）、体积（ $V$ ）与气体摩尔体积（ $V_{\mathrm{m}}$ ）之间存在以下关系：

$$
n=\frac{V}{V_{\mathrm{m}}}
$$
 
  ![图片](/uploads/2025-10/d565ea.jpg){width=300px}
 
 
 为什么 1 mol 任何气体在同温同压时所占的体积都近似相等呢？这是因为物质的体积主要取决于构成物质的微粒数目、微粒大小和微粒之间的平均距离。对于固体和液体，构成物质的微粒间的距离很小，一定量物质的体积主要取决于它们的微粒大小。对于气体来说，通常情况下，气体分子之间的平均距离远远大于分子的直径，与气体占有的总体积相比，气体分子本身的体积可以忽略不计。因此，一定量气体的体积主要取决于气体分子之间的平均距离。
 
**想一想**：已知常温常压下，18 g液态水（假设水分子之间排列紧密）的体积为18 mL，而相同质量的水蒸气体积为24.5 L，估算该条件下水蒸气中气体分子之间的平均距离大概是其分子直径的多少倍？

在提到气体体积时，一定要注明温度和压强，这是因为气体分子之间的平均距离与外界温度和压强有关。温度升高时，气体分子间平均距离增大；温度降低时，气体分子间平均距离减小。压强增大时，气体分

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