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阿伏加德羅定律及其應用 1 什么叫氣體摩爾體積 為什么標準狀況下 1摩爾任何氣體的體積大約相同 氣體分子間的距離有什么特點 受溫度和壓強的影響 分子間距離比分子直徑大 與分子的種類無關 相同條件下 間距幾乎相同 復習 一 阿伏加德羅定律 在同溫同壓下 相同體積的任何氣體都含有相同的數(shù)目的分子 1 四同 同溫 同壓 同體積 同分子數(shù) 2 注意 1 三同 定 一同 2 適用于氣態(tài)物質 既適用于單一氣體 又適用于混合氣體 理想氣體的狀態(tài)方程 PV nRTP 壓強V 體積n 物質的量R 常數(shù)T 熱力學溫度 T 273 t 介紹 克拉珀龍方程 理想氣體狀態(tài)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 即標準狀況 則V 氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例 思考 1mol任何氣體只有在標準狀況下其體積才約是22 4升嗎 例 1mol任何氣體在常溫下 25 1 106 105Pa壓強時的體積是多少升 阿伏加德羅定律的推論一 依據 PV nRT或PV 所以 1 同溫同壓下 氣體體積之比等于物質的量之比 已知P1 P2 T1 T2 二 阿伏加德羅定律的幾個推論 練習1 同溫同壓下 同物質的量的乙炔氣體 C2H2 與苯蒸氣 C6H6 體積比是 A 3 1 B 1 1 C 1 3 D 2 3 B 阿伏加德羅定律的推論二 2 同溫同體積下 氣體的壓強之比等于物質的量之比 已知T1 T2 V1 V2 依據 PV nRT或PV 所以 練習2 將H2 O2 N2三種氣體分別裝在三個容積相等的容器中 當溫度和密度完全相同時 三種氣體壓強 P 的大小關系正確的是 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 阿伏加德羅定律的推論三 3 同溫同壓下 任何氣體密度比等于摩爾質量 式量 之比 已知T1 T2 P1 P2 以及 m V 則 依據 PV nRT或PV 推論一已得 所以 練習3 同溫同壓下 體積相同的下列氣體 密度與其它三者不同的是 A N2 B C2H4 C CO D H2S同溫同壓下 密度相同的氣體組是 A CO N2 B NO CH4 C C2H4 NO D SO2 Cl2 D A 練習4 2 同溫同壓下 將1體積的CO2和2體積的CO進行比較 則CO2與CO的 1 分子數(shù)之比為 2 原子數(shù)之比為 3 質量之比為 4 物質的量之比為 5 摩爾質量之比為 1 2 3 4 11 14 1 2 11 7 練習5 同溫同壓下 相同體積 或分子數(shù)或物質的量 的下列氣體中 質量最大的是 A 氦氣 B 氫氣 C 氧氣 D 氮氣某氣體的質量是同溫同壓同體積氫氣質量的22倍 則該氣體的式量是 A 22 B 66 C 88 D 44 C D 練習6 現(xiàn)有兩種氣體 它們的分子量分別為MA MB 1 當兩種氣體質量相同時 標準狀況下A與B的體積比為 所含分子數(shù)比為 2 當兩種氣體 同溫同壓 的體積相同時 A和B的質量比為 MB MA MB MA MA MB 在同溫度 同體積和同質量的下列氣體中 氣體的壓強最小的是 A CO2 B CH4 C H2 D CO A 練習7 練習8 在某溫度時 一定量的元素A的氣態(tài)氫化物 AH3 在一定體積的密閉容器中完全分解成兩種氣態(tài)單質 此時壓強增加75 則A的單質的一個分子中有個A原子 4 1 已知氣體反應物的體積比 求生成物的分子式 2 式量的確定 三 阿伏加德羅定律的應用 1 求生成物的分子式 例題1 在一定溫度和壓強下 1體積X2 氣 跟3體積Y2 氣 化合生成2體積氣態(tài)化合物A 則化合物A的化學式是 A XY3B XYC X3YD X2Y3 分析 1 由阿伏加德羅定律的推論 同溫 同壓下 V1 V2 n1 n2 得 n X2 n Y2 n A 1 3 2 2 由物質的量之比 化學方程式各物質前的系數(shù)比 反應的化學方程式可表示為 X2 3Y2 2A 3 根據質量守恒定律 可知A的分子式為XY3 A 小結 一般思路 1 微粒個數(shù)比 物質的量之比 化學方程式中各物質的系數(shù)比 2 寫出化學反應方程式 3 由質量守恒定律確定生成物的分子式 2 式量的確定 例題2 有一真空瓶的質量為m1g 該瓶充入氧氣后總質量為m2g 在相同狀況下 若改充某氣體A后 總質量為m3g 則A的分子量為 分析 1 m O2 m2 m1 g 則 n O2 m2 m1 g 32g mol 1 m2 m1 32mol 2 m A m3 m1 g 設氣體A的摩爾質量為M 則 n A m3 m1 Mmol 3 因氣體A與氧氣的體積相等 由推論 V1 V2 n1 n2得 m2 m1 32mol m3 m1 Mmol 則 M 32 m3 m1 m2 m1 g mol 32 m3 m1 m2 m1 小結 求式量的幾種方法 1 已知標準狀況下氣體的密度 求解 M 22 4 2 已知非標準狀況下氣體的壓強 P 溫度 T 密度 求解 M RT P 3 由摩爾質量公式求解 M m n 4 混合氣體的平均式量 M 混 m 總 n 總 5 由氣體的相對密度求解 見名師點金 鞏固練習 1 在100 C時 碳酸氫銨分解 NH4HCO3 s NH3 g CO2 g H2O g 求所得混合氣體的平均式量為多少 2 同溫 同體積 同質量的下列氣體 產生壓強最大的是 A H2B SO2C O2D CH4 1 分析 取1molNH4HCO3考慮 由化學反應方程式 NH4HCO3 s NH3 g CO2 g H2O g 79g1mol1mol1mol則1molNH4HCO3受熱分解生成3mol氣體 1molNH4HCO3質量為79g 由質量守恒知 生成的3mol氣體質量也為79g 得 M m 總 n 總 79 g 3 26 3g mol A 隨堂檢測 800mL的某氣體 在標準狀況下 質量是1克 求這種氣體的式量 某有機物氣體在標準狀況下密度為1 16克 升 求這種氣體的式量 某有機物氣體在同溫同壓下對氫氣的相對密度為2 69 求該氣體的式量 補充應用3 判斷混合氣體的組成 例題3 常溫下 在密閉容器里分別充入兩種氣體各0 1mol 在一定條件下充分反應后 恢復到原溫度時 壓強降低為開始時的1 4 則原混合氣體可能是 A H2和O2B HCl和NH3C H2和Cl2D CO和O2 分析 由題意 反應前后溫度相同 體積相同 由推論 同溫 同體積時 P2 P1 n2 n1 逐一分析 A項 2H2 O2 2H2O 液 2mol1mol0 1mol0 05mol由計算知 余0 05molO2 因此P反應后 P反應前 n反應后 n反應前 0 05mol 0 1 0 1 mol 1 4 符合題意 B項 HCl NH3 NH4Cl 固體 1mol1mol0 1mol0 1mol無氣體剩余 反應后體系壓強降為0 不合題意 C項 H2 Cl2 2HCl1mol1mol2mol0 1mol0 1mol0 2mol反應前后氣體的物質的量不變 則體系壓強不變 不合題意 D項 2CO O2 2CO22mol1mol2mol0 1mol0 05mol0 1mol據反應方程式知 O2過量 余0 05mol 生成CO20 1mol 故P反應后 P反應前 n反應后 n反應前 0 1 0 05 mol 0 1 0 1 mol 3 4 不合題意 A 小結 T V不變時 有氣體參加的化學反應 反應前后體系壓強的變化關系 1 若反應前后氣體的總物質的量不變 則反應前后體系壓強不變 如 H2 Cl2 2HCl 點燃 則n1 n2 有P1 P2 對于有氣體參加的化學反應而言 在溫度 容積不變時 2 若為氣體物質的量減少的化學反應 則反應后體系壓強減小 如 2CO O2 2CO2 點燃 則n2 n1 有P2 P1 3 若為氣體物質的量增加的化學反應 則反應后體系壓強增加 如 2C S O2 g 2CO2 g 點燃 則n2 n1 有P2 P1 補充應用4 結合化學方程式的計算 例題4 在一定體積的密閉容器中放入3L氣體R和氣5L氣體Q 在一定條件下發(fā)生反應 2R g 5Q g 4X g ny g 反應完全后 容器溫度不變 混合氣體的壓強是原來的87 5 則化學方程式中的n值是 A 2B 3C 4D 5 解法一 可假設充入3mol氣體R和5mol氣體Q 由反應方程式 2R g 5Q g 4X g ny g 2mol5mol4molnmol3mol5molR過量 余1molR 生成4molX氣體和nmolY氣體 則 反應后氣體物質的量為 n反應后 4 n 1 mol由P反應后 P反應前 n反應后 n反應前 而P反應后 P反應前 87 5 有 4 n 1 3 5 87 5 所以 n 2 巧解 因反應完成后 壓強變小 故該反應是氣體分子數(shù)減小的反應 即 2 5 4 n 得 n 3 只能選A A 分析 由題意 反應前后體積不變 溫度不變 則可由推論P2 P1 n2 n1來解答 阿伏加德羅定律的推論五 同溫同壓下 相同質量的任何氣體的體積與其摩爾質量 式量 成反比 已知T1 T2 P1 P2 m1 m2 依據 PV nRT或PV 所以 阿伏加德羅定律的推論六 依據 PV nRT或PV 6 同溫同體積下 相同質量的任何氣體的摩爾質量 式量 與壓強成反比 已知T1 T2 V1 V2 m1 m2 所以 依據 PV nRT 阿伏加德羅定律的推論七 7 同物質的量同壓下 任何氣體體積與熱力學溫度成正比 已知n1 n2 P1 P2 2 1 2 1 依據 PV nRT 所以 阿伏加德羅定律的推論八 8 同物質的量同溫度下 任何氣體體積與壓強成反比 已知n1 n2 T1 T2