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阿伏加德罗定律及其应用 1 什么叫气体摩尔体积 为什么标准状况下 1摩尔任何气体的体积大约相同 气体分子间的距离有什么特点 受温度和压强的影响 分子间距离比分子直径大 与分子的种类无关 相同条件下 间距几乎相同 复习 一 阿伏加德罗定律 在同温同压下 相同体积的任何气体都含有相同的数目的分子 1 四同 同温 同压 同体积 同分子数 2 注意 1 三同 定 一同 2 适用于气态物质 既适用于单一气体 又适用于混合气体 理想气体的状态方程 PV nRTP 压强V 体积n 物质的量R 常数T 热力学温度 T 273 t 介绍 克拉珀龙方程 理想气体状态方程 PV nRT R 8 314Pa m3 mol 1 K 1 若T 273K 0 P 1 01 105Pa n 1mol R 8 314 即标准状况 则V 气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例 思考 1mol任何气体只有在标准状况下其体积才约是22 4升吗 例 1mol任何气体在常温下 25 1 106 105Pa压强时的体积是多少升 阿伏加德罗定律的推论一 依据 PV nRT或PV 所以 1 同温同压下 气体体积之比等于物质的量之比 已知P1 P2 T1 T2 二 阿伏加德罗定律的几个推论 练习1 同温同压下 同物质的量的乙炔气体 C2H2 与苯蒸气 C6H6 体积比是 A 3 1 B 1 1 C 1 3 D 2 3 B 阿伏加德罗定律的推论二 2 同温同体积下 气体的压强之比等于物质的量之比 已知T1 T2 V1 V2 依据 PV nRT或PV 所以 练习2 将H2 O2 N2三种气体分别装在三个容积相等的容器中 当温度和密度完全相同时 三种气体压强 P 的大小关系正确的是 A P H2 P O2 P N2 B P H2 P N2 P O2 C P H2 P O2 P N2 D P N2 P O2 P H2 B 阿伏加德罗定律的推论三 3 同温同压下 任何气体密度比等于摩尔质量 式量 之比 已知T1 T2 P1 P2 以及 m V 则 依据 PV nRT或PV 推论一已得 所以 练习3 同温同压下 体积相同的下列气体 密度与其它三者不同的是 A N2 B C2H4 C CO D H2S同温同压下 密度相同的气体组是 A CO N2 B NO CH4 C C2H4 NO D SO2 Cl2 D A 练习4 2 同温同压下 将1体积的CO2和2体积的CO进行比较 则CO2与CO的 1 分子数之比为 2 原子数之比为 3 质量之比为 4 物质的量之比为 5 摩尔质量之比为 1 2 3 4 11 14 1 2 11 7 练习5 同温同压下 相同体积 或分子数或物质的量 的下列气体中 质量最大的是 A 氦气 B 氢气 C 氧气 D 氮气某气体的质量是同温同压同体积氢气质量的22倍 则该气体的式量是 A 22 B 66 C 88 D 44 C D 练习6 现有两种气体 它们的分子量分别为MA MB 1 当两种气体质量相同时 标准状况下A与B的体积比为 所含分子数比为 2 当两种气体 同温同压 的体积相同时 A和B的质量比为 MB MA MB MA MA MB 在同温度 同体积和同质量的下列气体中 气体的压强最小的是 A CO2 B CH4 C H2 D CO A 练习7 练习8 在某温度时 一定量的元素A的气态氢化物 AH3 在一定体积的密闭容器中完全分解成两种气态单质 此时压强增加75 则A的单质的一个分子中有个A原子 4 1 已知气体反应物的体积比 求生成物的分子式 2 式量的确定 三 阿伏加德罗定律的应用 1 求生成物的分子式 例题1 在一定温度和压强下 1体积X2 气 跟3体积Y2 气 化合生成2体积气态化合物A 则化合物A的化学式是 A XY3B XYC X3YD X2Y3 分析 1 由阿伏加德罗定律的推论 同温 同压下 V1 V2 n1 n2 得 n X2 n Y2 n A 1 3 2 2 由物质的量之比 化学方程式各物质前的系数比 反应的化学方程式可表示为 X2 3Y2 2A 3 根据质量守恒定律 可知A的分子式为XY3 A 小结 一般思路 1 微粒个数比 物质的量之比 化学方程式中各物质的系数比 2 写出化学反应方程式 3 由质量守恒定律确定生成物的分子式 2 式量的确定 例题2 有一真空瓶的质量为m1g 该瓶充入氧气后总质量为m2g 在相同状况下 若改充某气体A后 总质量为m3g 则A的分子量为 分析 1 m O2 m2 m1 g 则 n O2 m2 m1 g 32g mol 1 m2 m1 32mol 2 m A m3 m1 g 设气体A的摩尔质量为M 则 n A m3 m1 Mmol 3 因气体A与氧气的体积相等 由推论 V1 V2 n1 n2得 m2 m1 32mol m3 m1 Mmol 则 M 32 m3 m1 m2 m1 g mol 32 m3 m1 m2 m1 小结 求式量的几种方法 1 已知标准状况下气体的密度 求解 M 22 4 2 已知非标准状况下气体的压强 P 温度 T 密度 求解 M RT P 3 由摩尔质量公式求解 M m n 4 混合气体的平均式量 M 混 m 总 n 总 5 由气体的相对密度求解 见名师点金 巩固练习 1 在100 C时 碳酸氢铵分解 NH4HCO3 s NH3 g CO2 g H2O g 求所得混合气体的平均式量为多少 2 同温 同体积 同质量的下列气体 产生压强最大的是 A H2B SO2C O2D CH4 1 分析 取1molNH4HCO3考虑 由化学反应方程式 NH4HCO3 s NH3 g CO2 g H2O g 79g1mol1mol1mol则1molNH4HCO3受热分解生成3mol气体 1molNH4HCO3质量为79g 由质量守恒知 生成的3mol气体质量也为79g 得 M m 总 n 总 79 g 3 26 3g mol A 随堂检测 800mL的某气体 在标准状况下 质量是1克 求这种气体的式量 某有机物气体在标准状况下密度为1 16克 升 求这种气体的式量 某有机物气体在同温同压下对氢气的相对密度为2 69 求该气体的式量 补充应用3 判断混合气体的组成 例题3 常温下 在密闭容器里分别充入两种气体各0 1mol 在一定条件下充分反应后 恢复到原温度时 压强降低为开始时的1 4 则原混合气体可能是 A H2和O2B HCl和NH3C H2和Cl2D CO和O2 分析 由题意 反应前后温度相同 体积相同 由推论 同温 同体积时 P2 P1 n2 n1 逐一分析 A项 2H2 O2 2H2O 液 2mol1mol0 1mol0 05mol由计算知 余0 05molO2 因此P反应后 P反应前 n反应后 n反应前 0 05mol 0 1 0 1 mol 1 4 符合题意 B项 HCl NH3 NH4Cl 固体 1mol1mol0 1mol0 1mol无气体剩余 反应后体系压强降为0 不合题意 C项 H2 Cl2 2HCl1mol1mol2mol0 1mol0 1mol0 2mol反应前后气体的物质的量不变 则体系压强不变 不合题意 D项 2CO O2 2CO22mol1mol2mol0 1mol0 05mol0 1mol据反应方程式知 O2过量 余0 05mol 生成CO20 1mol 故P反应后 P反应前 n反应后 n反应前 0 1 0 05 mol 0 1 0 1 mol 3 4 不合题意 A 小结 T V不变时 有气体参加的化学反应 反应前后体系压强的变化关系 1 若反应前后气体的总物质的量不变 则反应前后体系压强不变 如 H2 Cl2 2HCl 点燃 则n1 n2 有P1 P2 对于有气体参加的化学反应而言 在温度 容积不变时 2 若为气体物质的量减少的化学反应 则反应后体系压强减小 如 2CO O2 2CO2 点燃 则n2 n1 有P2 P1 3 若为气体物质的量增加的化学反应 则反应后体系压强增加 如 2C S O2 g 2CO2 g 点燃 则n2 n1 有P2 P1 补充应用4 结合化学方程式的计算 例题4 在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和气5L气体Q 在一定条件下发生反应 2R g 5Q g 4X g ny g 反应完全后 容器温度不变 混合气体的压强是原来的87 5 则化学方程式中的n值是 A 2B 3C 4D 5 解法一 可假设充入3mol气体R和5mol气体Q 由反应方程式 2R g 5Q g 4X g ny g 2mol5mol4molnmol3mol5molR过量 余1molR 生成4molX气体和nmolY气体 则 反应后气体物质的量为 n反应后 4 n 1 mol由P反应后 P反应前 n反应后 n反应前 而P反应后 P反应前 87 5 有 4 n 1 3 5 87 5 所以 n 2 巧解 因反应完成后 压强变小 故该反应是气体分子数减小的反应 即 2 5 4 n 得 n 3 只能选A A 分析 由题意 反应前后体积不变 温度不变 则可由推论P2 P1 n2 n1来解答 阿伏加德罗定律的推论五 同温同压下 相同质量的任何气体的体积与其摩尔质量 式量 成反比 已知T1 T2 P1 P2 m1 m2 依据 PV nRT或PV 所以 阿伏加德罗定律的推论六 依据 PV nRT或PV 6 同温同体积下 相同质量的任何气体的摩尔质量 式量 与压强成反比 已知T1 T2 V1 V2 m1 m2 所以 依据 PV nRT 阿伏加德罗定律的推论七 7 同物质的量同压下 任何气体体积与热力学温度成正比 已知n1 n2 P1 P2 2 1 2 1 依据 PV nRT 所以 阿伏加德罗定律的推论八 8 同物质的量同温度下 任何气体体积与压强成反比 已知n1 n2 T1 T2