高中常见气体在水中的溶解度
在高中化学中，了解常见气体在水中的溶解度是一项重要内容。溶解度通常是指在标准状况（0°C，101kPa）下，一体积的水所能溶解的气体体积数。这个数值差异巨大，主要取决于气体分子的极性与水分子形成相互作用的能力。例如，极易溶于水的氨气（NH₃），其溶解度高达约700体积，这是因为氨分子能与水形成氢键并发生化学反应生成一水合氨。同样，氯化氢（HCl）气体溶解度也极大，约为500体积，它溶于水后完全电离成H⁺和Cl⁻，形成盐酸。
溶解度差异的原因与实例
气体溶解度的差异主要由两个因素决定：一是气体分子是否极性分子，能否与水分子形成氢键等强相互作用；二是气体是否与水发生化学反应。二氧化碳（CO₂）和氯气（Cl₂）属于能溶于水并部分反应的气体，溶解度分别为约1体积和2体积。相比之下，氧气（O₂）和氮气（N₂）是非极性分子，与水作用力很弱，溶解度很小，分别为0.031体积和0.024体积。氢气（H₂）的溶解度则更小，仅为0.018体积。这些微溶或不溶气体构成了空气的主要成分。
掌握这些数据不仅有助于理解气体的收集方法（如排水法或向上/向下排空气法），也是学习后续化学平衡（如二氧化碳溶于水涉及碳酸平衡）和环境污染（如水体富营养化与氧气溶解度相关）等内容的基础。通过对比这些具体数值，可以更直观地认识到物质结构与性质之间的紧密联系。