题目
哪些物质可用相对密度法测定相对分子质量?为什么?
哪些物质可用相对密度法测定相对分子质量?为什么?
题目解答
答案
阿伏伽德罗定律的适用范围是同温同压下的任何气体,同温同压下下都是气体的物质都可用相对密度法测定相对分子质量
解析
关键知识点:相对密度法的理论基础是阿伏伽德罗定律,即同温同压下,同体积的不同气体含有相同数目的分子。由此可推导出:气体的密度之比等于摩尔质量之比。
解题核心:
- 适用条件:两种物质必须在相同温度和压强下均为气体。
- 应用范围:若某物质在实验条件下能保持气态(无论常温下是否为气体),则可用相对密度法测定其相对分子质量。
核心推导过程
-
阿伏伽德罗定律的推论:
在同温同压下,气体的密度($\rho$)与其摩尔质量($M$)成正比,即:
$\frac{\rho_1}{\rho_2} = \frac{M_1}{M_2}$
其中,$\rho_1$和$\rho_2$分别为两种气体的密度,$M_1$和$M_2$为对应摩尔质量。 -
相对密度法的定义:
气体对空气(或氢气)的相对密度$D$为:
$D = \frac{\rho_{\text{气体}}}{\rho_{\text{空气}}} = \frac{M_{\text{气体}}}{M_{\text{空气}}}$
由此可直接计算气体的摩尔质量$M_{\text{气体}} = D \cdot M_{\text{空气}}$。 -
适用范围:
- 物质在实验条件下必须为气体(如常温下为气体,或加热后挥发为气体)。
- 若物质在实验条件下为液体、固体或无法气化,则无法测量其气体密度,无法应用此方法。
示例说明
- 适用情况:如常温下为气体的$\text{H}_2$、$\text{CO}_2$,或加热后挥发的液体(如乙酸)。
- 不适用情况:如常温下为固体的$\text{NaCl}$,或易分解的物质(如$\text{NH}_4HCO_3$加热分解为气体)。