1、阿伏加德罗定律及推论(1)同温同压下,V1/V2=n1/n2,(2) 同温同体积时,P1/P2=n1/n2=N1/N2 (3)同温同质量时,,V1/V2=M1/M2 (4)同温同压同体积时, M1/M2=P1/P2(密度) 分子间的平均距离又决定于外界的温度和压强,当温度和压强相同时,任何气体分子间的平均距离几乎相等(气体分子间的作用力很微弱,可忽略) ,故定律成立。该定律在有气体参加的化学反应,推断未知气体的分子式等方面有广泛的应用。 阿伏加德罗定律认为:同温同压下,相同体积的气体含有相同数目的分子。由 PV=nRTP 表示压强,V 表示气体的体积,n 表示物质的量,R 表示气体常数,所有气
2、体的 R 值都相同,T 表示热力学温度定 义 : 单 位 物 质 的 量 的 气 体 所 占 的 体 积 , 叫 气 体 摩 尔 体 积 。 使 用 时 应 注 意 : 必 须 是 标 准 状 况 。 在 高 中 化 学 学 习 中 取 22.4L/mol “任 何 理 想 气 体 ”既 包 括 纯 净 物 又 包 括 气 体 混 合 物 。 22.4 升 是 个 近 似 数 值 。 单 位 是 L/mol, 而 不 是 L。 决 定 气 体 摩 尔 体 积 大 小 的 因 素 是 气 体 分 子 间 的 平 均 距 离 ; 影 响 因 素 是温 度 , 压 强 。 在 标 准 状 况 下 ,
3、 1mol H2O 的 体 积 也 不 是 22.4L。 因 为 , 标 准 状 况 下的 H2O 是 冰 水 混 合 物 , 不 是 气 体 。 气 体 摩 尔 体 积 通 常 用 Vm 表 示 , 计 算 公 式 Vm=V/n, Vm 表 示 气 体 摩 尔体 积 , V 表 示 体 积 , n 表 示 物 质 的 量 。 单 位 物 质 的 量 的 理 想 气 体 所 占 的 体 积 叫 做 气 体 摩 尔 体 积 。 相 同 体 积 的气 体 其 含 有 的 粒 子 数 也 相 同 。 气 体 摩 尔 体 积 不 是 固 定 不 变 的 , 它 决 定 于 气 体 所 处 的 温 度
4、和 压 强 。 如 在25 度 101KPa 时 气 体 摩 尔 体 积 为 24.5L/mol 定 义 : 在 相 同 的 温 度 和 压 强 下 , 1mol 任 何 气 体 所 占 的 体 积 在 数 值 上 近似 相 等 。 人 们 将 一 定 的 温 度 和 压 强 下 , 单 位 物 质 的 量 的 气 体 所 占 的 体 积 叫 做气 体 摩 尔 体 积 。 物 质 的 体 积 与 组 成 物 质 粒 子 的 关 系( 1) 总 结 规 律 : 相 同 条 件 下 , 相 同 物 质 的 量 的 不 同 物 质 所 占 的 体 积 :固 体 液 体 气 体 水 除 外 。 相 同
5、 条 件 下 , 相 同 物 质 的 量 的 气 体 体 积 近 似 相等 , 而 固 体 、 液 体 却 不 相 等 。 ( 2) 决 定 物 质 体 积 大 小 的 因 素 : 物 质 粒 子 数 的 多 少 ; 物 质 粒 子 本身 的 大 小 ; 物 质 粒 子 之 间 距 离 的 大 小 。 ( 3) 决 定 气 体 体 积 大 小 的 因 素 : 气 体 分 子 间 平 均 距 离 比 分 子 直 径 大 得多 , 因 此 , 当 气 体 的 物 质 的 量 ( 粒 子 数 ) 一 定 时 , 决 定 气 体 体 积 大 小 的 主 要因 素 是 粒 子 间 平 均 距 离 的 大
6、 小 。 ( 4) 影 响 气 体 分 子 间 平 均 距 离 大 小 的 因 素 : 温 度 和 压 强 。 温 度 越 高 ,体 积 越 大 ; 压 强 越 大 , 体 积 越 小 。 当 温 度 和 压 强 一 定 时 , 气 体 分 子 间 的 平 均距 离 大 小 几 乎 是 一 个 定 值 , 故 粒 子 数 一 定 时 , 其 体 积 是 一 定 值 。 对 在 标 准 状 况 下1mol 任 何 气 体 所 占 的 体 积 都 约 是 22.4L 的 理 解 ( 1) 标 准 状 况 : 指 0 、 1.01105Pa 的 状 态 。 温 度 越 高 , 体 积 越 大 ;压
7、强 越 大 , 体 积 越 小 。 故 在 非 标 准 状 况 下 , 其 值 不 一 定 就 是 “22.4L”.。但 若 同 时 增 大 压 强 , 升 高 温 度 , 或 是 降 低 压 强 和 温 度 , 1 摩 尔 任 何 气 体 所占 的 体 积 有 可 能 为 22.4 升 。 ( 2) 1mol 气 体 在 非 标 准 状 况 下 , 其 体 积 可 能 为 22.4L, 也 可 能 不 为22.4L。 如 在 室 温 ( 20 , 一 个 大 气 压 ) 的 情 况 下 气 体 的 体 积 是 24L。 ( 3) 气 体 分 子 间 的 平 均 距 离 比 分 子 的 直 径
8、 大 得 多 , 因 而 气 体 体 积 主 要决 定 于 分 子 间 的 平 均 距 离 。 在 标 准 状 况 下 , 不 同 气 体 的 分 子 间 的 平 均 距 离 几乎 是 相 等 的 , 所 以 任 何 气 体 在 标 准 状 况 下 气 体 摩 尔 体 积 都 约 是 22.4L/mol. ( 4) 此 概 念 应 注 意 : 气 态 物 质 ; 物 质 的 量 为 1mol; 气 体 状 态为 0 和 1.01105Pa( 标 准 状 况 ) ; 22.4L 体 积 是 近 似 值 ; Vm 的 单位 为 L/mol 和 m3/mol。 ( 5) 适 用 对 象 : 纯 净
9、气 体 与 混 合 气 体 均 可 。 本 节 是 历 届 高 考 的 热 点 , 对 于 气 体 摩 尔 体 积 的 概 念 及 阿 伏 加 德 罗 定 律 、推 论 的 多 方 位 多 角 度 考 查 , 注 意 相 关 计 算 、 换 算 。 题 型 以 选 择 题 为 主 。 阿 伏 加 德 罗 定 律同 温 同 压 下 体 积 相 同 的 任 何 气 体 都 含 有 相 同 的 分 子 数 即 阿 伏 加 德 罗 定 律 。由 此 可 见 气 体 的 体 积 比 在 同 温 同 压 下 必 等 于 分 子 数 比 。 由 此 可 以 导 出 同 温 同压 下 不 同 气 体 间 的
10、关 系 : ( 1) 同 温 同 压 下 , 气 体 的 体 积 比 等 于 物 质 的 量 比 。 V1/V2=n1/n2 ( 2) 同 温 同 体 积 下 , 气 体 的 压 强 比 等 于 物 质 的 量 比 。 p1/p2=n1/n2 ( 3) 同 温 同 压 下 , 气 体 的 摩 尔 质 量 比 等 于 密 度 比 。 M1/M2= 1/ 2 ( 4) 同 温 同 压 下 , 同 体 积 的 气 体 质 量 比 等 于 摩 尔 质 量 比 。 m1/m2=M1/M2 ( 5) 同 温 同 压 下 , 同 质 量 气 体 的 体 积 比 等 于 摩 尔 质 量 的 反 比 。 V1/
11、V2=M2/M1 此 外 还 在 运 用 时 要 结 合 物 理 中 的 同 物 质 的 量 的 气 体 在 同 温 时 , 其 体 积 与压 强 成 反 比 ; 气 体 体 积 与 热 力 学 温 度 在 同 压 条 件 下 成 正 比 。 (可 参 考 理 想 气体 状 态 方 程 理 解 : pV=nRT 其 中 p 是 压 强 , V 是 体 积 , n 是 物 质 的 量 , R 是普 朗 克 常 数 , T 是 热 力 学 温 度 ) 气 体 摩 尔 体 积 的 常 见 应 用标 准 状 况 下 1mol 气 体 为 22 4L, 即 可 导 出 其 质 量 便 是 该 气 体 的
12、 摩 尔 质量 。 据 此 可 求 出 未 知 化 学 式 的 气 体 摩 尔 质 量 和 相 对 分 子 质 量 , 也 可 求 出 1L气 体 的 质 量 即 气 体 密 度 。 反 之 也 可 由 气 体 密 度 求 摩 尔 质 量 。 同 温 同 压 下 两 气体 的 密 度 比 叫 气 体 的 相 对 密 度 , 可 据 以 由 气 体 的 相 对 密 度 求 气 体 的 摩 尔 质 量 ,如 某 气 体 对 H2 的 相 对 密 度 为 15, 则 其 相 对 分 子 质 量 为 30。 常 见 的 有 : ( 1) 由 标 准 状 况 下 气 体 密 度 求 相 对 分 子 质
13、量 : ( 2) 由 相 对 密 度 求 气 体 的 相 对 分 子 质 量 ; . ( 3) 求 混 合 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 : 即 混 合 气 体 1mol 时 的 质 量 数值 。 已 知 各 组 成 气 体 的 体 积 分 数 及 质 量 分 数 ( 4) 由 同 温 同 压 下 气 体 反 应 时 的 体 积 比 求 分 子 数 比 , 进 而 推 分 子 式 ( 5) 直 接 将 气 体 摩 尔 体 积 代 入 有 关 化 学 方 程 式 进 行 计 算 ( 6) 气 体 反 应 物 的 体 积 比 即 分 子 数 比 可 便 于 找 出 过 量 气 体 。