气体混合物 · 吸收法 · 同温同压

吸收数据反推器

把量筒的两次读数，转成 CO₂ 与 N₂ 的体积分数和物质的量。关键是：足量 NaOH 只让 CO₂ 从气相中消失。

被吸收的 CO₂ 留下的 N₂ 足量 NaOH 溶液

填入两次读数

前后测量必须处于相同温度、相同压强。体积单位保持一致即可。

记为 V₀，包含 CO₂ 和 N₂。

记为 V余；理想情况下，这就是 N₂ 的体积。

默认用标况 22.4 L/mol；若题目给定别的条件，请改为对应数值。

读数有效：可据此进行体积差反推。

读数穿过吸收瓶

前一个量筒记录总量；通入 NaOH 后，后一个量筒只记录未被吸收的 N₂。

吸收前量筒CO₂ 与 N₂
N₂ CO₂
V₀ = 11.20 L
足量吸收CO₂ 被固定在溶液中

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

吸收后量筒只剩 N₂
N₂
V余 = 6.72 L

先认清“体积差”指向谁

1

在同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比。因此，体积分数也就是物质的量分数。

2

NaOH 足量且 CO₂ 完全吸收时，V余 = V(N₂)；所以 V(CO₂) = V₀ − V余。

3

用“各气体体积 ÷ 混合气总体积”得到组成；再用“体积 ÷ 摩尔体积”得到各自的物质的量。

反推结果

体积分数 = 物质的量分数（同温同压）。

被吸收体积：4.48 L

CO₂

CO₂ 的体积分数（物质的量分数）

n(CO₂) = 0.200 mol

N₂

N₂ 的体积分数（物质的量分数）

n(N₂) = 0.300 mol

本组数据的物质的量表达式

n(CO₂) = (11.20 − 6.72) ÷ 22.4 = 0.200 mol

n(N₂) = 6.72 ÷ 22.4 = 0.300 mol

n(混合气) = 11.20 ÷ 22.4 = 0.500 mol

这组反推何时可信？

计算本身不难，真正决定结论是否可靠的是实验边界。

  • NaOH 必须足量，并使 CO₂ 被完全吸收。
  • 吸收前后在相同温度、相同压强下量取气体体积。
  • 剩余气体只可归为 N₂；装置中不能混入其他未被吸收的气体。

出现这些情况，不能直接相信体积差

若装置漏气，吸收后的读数会偏小；若水蒸气的影响前后不一致，或温度、压强变化，体积差也不再只代表 CO₂。此时需先修正实验条件，不能把数字直接代入。

为什么体积分数等于物质的量分数？

由阿伏加德罗定律可知：同温同压下，气体体积与物质的量成正比。所以 V(CO₂)∶V(总) = n(CO₂)∶n(总)。