【阅前提示】本书由于是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生阅读。但很适合像我这样已接受过基础教育但很不扎实的学酥重新查漏补缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

第三章、碳和碳的简单化合物   

§3-11气体克分子体积

        前面我们讲过，克原子个数相同的任何元素，或克分子个数相同的任何物质，它们的重量一般说来是不同的，但所包含的原子个数或分子个数都是相同的。那么，它们所占的体积是否相同呢？

        实验证明，一个克原子的不同元素，例如1GA铜、1GA银、1GA铅所占的体积不同（图3-17）。同样，一个克分子的不同物质，例如1GM水、1GM硫酸、1GM食盐、1GM蔗糖所占的体积也是不同的（图3-18）。

        但在进一步研究之后，我们又知道，上面的这一结论，对气体物质来说，是并不适用的。

        气体的体积，情况要比固体、液体复杂一些。因为气体的体积，除了和它本身的重量有关外，还和温度、压强等外界条件有关（当然，固体、液体的体积，也不是和外界条件完全没有关系的，只是影响很小，一般说来可以不计)。我们知道一定重量气体所占的体积，如果温度增高，体积就会膨胀增大。例如0℃时的1升气体，当温度增高到273℃时（假定压强不变)，体积就会膨胀到2升，也就是比原来的体积增大一倍。另外，压强增大，气体的体积就会缩小。实验指出，在温度不变时，压强增大一倍，气体的体积缩小一半。

        由于这样的缘故，在谈到气体体积时，总要把气体的状况，也就是它所处的外界条件标志出来。为了方便起见，现在科学上规定了一个所谓标准状况，那就是温度是摄氏零度，压强为一个大气压（就是气压计上水银柱高度等于760毫米时的大气压力)的状况。我们谈到气体体积时，如果没有特别标志出它所处状况，那就是说它是处在标准状况。

        在标准状况下，1个克分子的气体所占体积是多少呢？这可以从气体在标准状况时的比重求出，表示气体比重最常用的单位是克/升，即1升气体重量的克数。例如氢气在标准状况下的比重是0.0899克/升，这就是说，在标准状况下，1升氢气重0.0899克.我们知道，1个克分子的氢气重2.016克(氢的精确的分子量是2.016)，假定它在标准状况下所占的体积是x升，那末从下面的关系：在标准状况下1升氢气重0.0899克，在标准状况下x升氢气重2.016克，可以得出如下的比例关系式：1升：x升=0.0899克：2.016克，x=。即1个克分子的氢气在标准状况下所占体积是22.4升。

        又如，氮气的比重（在标准状况下）是1.25克/升。我们知道，1个克分子的氮气重28克（氮气的分子量=28），假设它在标准状况下所占的体积是x升，根据相同的道理，可以得出如下的比例关系式：1升：x升=1.25克：28克，x=即1个克分子的氮气在标准状况下所占体积也是22.4升。

        再如，二氧化碳的比重（在标准状况下）是1.96克/升。我们知道，1个克分子的二氧化碳重44克（二氧化碳的分子量=44)，假设它在标准状况下所占的体积是x升，根据相同的道理，可以得出如下的比例关系式：1升：x升=1.96克：44克，x=即1个克分子的二氧化碳在标准状况下所占体积也是22.4升。

        从上面三个具体实例可以看出，1个克分子的氢气、氮气、二氧化碳在标准状况下所占体积都是22.4升（图3-19）。

        更多的实验指出：1个克分子的任何气体，在标准状况下都占有22.4升的体积。现在可以看出：1个克分子的不同固体和液体所占体积虽是不同的，但1个克分子的不同气体在标准状况下所占体积却是相同的，它们都是22.4升。这22.4升的体积，称做气体克分子体积（图3-20），用符号来表示。

        应该指出，气体克分子体积这个名词，只是对气体而言的，而且它所处的状况限于标准状况。

        利用气体克分子体积，可以通过一定重量气体在标准状况下所占体积的测定，计算出气体的分子量。【关于气态物质分子量的一般测定方法，将在第三册第六章阿佛加德罗定律”这一章里详细介绍】

例1.实验测得，0.634克的某气体，在标准状况下所占的体积是0.2升，求该气体的分子量。

【解】假设1个克分子（它在标准状况下的体积是22.4升）的该气体的重量是x克，则0.2升该气体重0.634克，22.4升该气体重x克。

  列出比例式：0.2升：22.4升=0.634克：x克，x==71(克)。即1GM该气体重71克。由此可知，该气体的分子量是71。

答：某气体的分子量是71。

        利用气体克分子体积，还可算出一定重量气体在标准状况下所占的体积。从气体克分子体积的定义可知，在标淮状况下，气体所占体积的升数等于：(气体的克分子个数×22.4)升，或，。【1个克分子气体重量的克数它在数值上和该气体的分子量相同】

例2.3.2克一氧化碳在标准状况下所占体积是多少升？

【解】一氧化碳(CO)的分子量=12+16=28。

  在标准状况下3.2克一氧化碳所占体积=3.2/28×22.4=2.55（升）。

答：3.2克一氧化碳在标准状况下占有体积2.55升。

        最后，利用气体克分子体积，还可计算化学反应里气态物质的体积。

例3.5克碳酸钙和足量的盐酸反应，能生成二氧化碳气体（在标准状况下）多少升？

【解】碳酸钙和盐酸反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码CaCO_3+2HCI=CaCl_2+H_2O+CO_2↑】 由此可以看出，1GM碳酸钙将产生1(即22.4升)的二氧化碳气体。碳酸钙的分子量=40+12+16×3=100，5克碳酸钙就是5/100=0.05GM碳酸钙。

  1GM 产生22.4升二氧化碳，设0.05GM 产生x升二氧化碳。

  列出比例式，得：1GM:0.05GM=22.4升：x升，x==1.12(升)。

答：5克碳酸钙完全反应后可得二氧化碳气体（在标准状况下）1.12升。

例4.2克碳完全燃烧，需用氧气若干升？生成二氧化碳气体若干升（假定都在标准状况下）？

【解】碳完全燃烧的化学方程式是：

  由此可以看出，1GA碳完全燃烧需用1(22.4升)的氧气，并产生1(22.4升)的二氧化碳气体。

  碳的原子量是12，2克碳就是号=0.166GA碳。

  不必列出比例式，就可推知0.166GA碳完全燃烧需用氧气的体积是0.166(=0.166×22.4=3.72升)，产生的二氧化碳的体积也是0.166(3.72升)。

答：2克碳完全燃烧，需用氧气3.72升，并产生二氧化碳气体3.72升（都在标准状况下)。

习题3-11

1、什么叫做气体克分子体积？

【山答】1个克分子的不同固体和液体所占体积虽是不同的，但1个克分子的不同气体在标准状况下所占体积却是相同的，它们都是22.4升。这22.4升的体积，称做气体克分子体积。

2、在标准状况下，1升一氧化碳重多少克？1升氧气重多少克？1升氢气重多少克？1升二氧化碳重多少克？【山答】1.25g；1.43g；0.089g；1.96g。用分子量除以22.4。

3、在标准状况下，1克一氧化碳占多少升体积？1克氧气占多少升体积？1克氢气占多少升体积？1克二氧化碳占多少升体积？【山答】0.8L；0.7L；11.2L；0.51L。用22.4除以分子量。

4、用电流使1.8克水完全分解，结果产生氧气和氢气各多少升(假定在标准状况下)？【山答】1.12L；2.24L。

5、1.4克一氧化碳完全燃烧，需用纯氧多少升？产生二氧化碳多少升（假定在标准状况下）？【山答】0.56L；1.12L。

6、多少克氧气和1.4克氮气占有相同的体积？【山答】1.6g。

7、要制得氧气560毫升(1毫升=1/1000升)需用氯酸钾多少克？【山答】2.04g。

8、假设100升水煤气里含有氢气49升，一氧化碳气体44升，氮气4升，二氧化碳气体3升。问燃烧100升水煤气，需用纯氧多少升？[提示：在化学反应式里分子式前面的系数是化学反应里各种物质的分子数的比值，也是各种物质的克分子数的比值。对于气体来说，这些系数又表示各种气态物质体积的比值，例如化学方程式表示2体积一氧化碳气体完全燃烧时，需用1体积氧气并产生2体积二氧化碳气体]【山答】46.5L。