阿伏加德罗定律及推论

气体摩尔体积21．标准状况下有关气体的重要计算公式(1)n(mol)＝(2)M(g·mol－1)＝22.4(L·mol－1)×ρ(g·L－1)使用范围：①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体。②当气体摩尔体积用22.4L·mol－1时必须是标准状况下。3．对气体摩尔体积的理解(1)在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4L·mol－1，因此我们认为22.4L·mol－1是在特定条件下(即标准状况下)的气体摩尔体积。(2)并不一定只有在标准状况下1mol气体的体积才是22.4L。因为一定量气体体积的大小取决于温度和压强，且体积与压强成反比，与温度成正比，故1mol气体在标准状况下的体积是22.4L，在非标准状况下也有可能是22.4L。1L22.4LmolV3物质的质量、粒子数、物质的量等均为客观因素，不会因外界条件的改变而改变；而气体体积、气体密度等会受外界条件的影响。“22.4L/mol”必须在标准状况和气态物质两个条件同时具备才能使用，缺一不可。高考干扰选项一直设在“标准状况”上，用“常温常压”、“相同状况”、“通常状况”、“25℃，1.01×105Pa”等说法来代替“标准状况”，干扰一直都有效。4一、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。51.四同:①同温②同压③同体积④同分子数2、数学表达式相同条件下：V1/V2=N1/N2﹦n1／n2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。6三、阿伏加德定律的推论由理想气体状态方程：PV=nRT，因为R是常数，所以在任何状态下，都有：PV/nT=定值状态1状态2P1、V1、n1、T1P2、V2、n2、T2则有：=P1V1P2V2n1T1n2T2适用范围：单一气体、混合气体、化学反应前后气体。适用条件：密闭容器7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=升4.221001.1273314.81PnRT5==8气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例温度压强气体的量气体的体积阿伏加德罗定律同温同压同分子数同体积气体摩尔体积0℃1大气压1mol22.4L9.根据克拉泊龙方程导出阿伏加德罗定律的推论：10思考：升4.221001.1273314.81PnRTV5===1mol任何气体只有在标准状况下其体积才约是22.4升吗？11例：1mol任何气体在常温下（25℃），1.106×105Pa压强时的体积是多少升？升4.2210106.1298314.81PnRTV5===12气体状态方程：PV=nRT·······(1)PV=(m/M)RT·······(2)公式变形：PM=mRT/V=ρRT即：M=ρRT/P········(3)二、阿伏加德罗定律的几个推论13依据：PV=nRT或PV=RTMmP2V2P1V1=所以n1RT1n2RT21.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)2121nnVV=阿伏加德罗定律的推论一语言叙说：在温度、压强相同时，气体的体积与物质的量成正比。14[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）2：3B152.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=RTMmP2V2P1V1=n1RT1n2RT2所以2121nnPP=阿伏加德罗定律的推论二语言叙说：在温度、体积相同时，气体的压强与物质的量成正比。16[练习2]1.在某温度下，将0.1摩Cl2和0.4摩H2充入容积为2升的密闭容器中，测得其压强为1大气压，点火充分反应后再恢复到原来温度时，容器内的压强是()（A）0.2大气压（B）0.6大气压（C）1个大气压（D）无法确定C练习：某温度下，在体积一定的密闭容器中，适量的氨气和氯气恰好完全反应：8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl（固）则反应前后容器中的压强比应接近于（）（A）11：1（B）1：11（C）7：11（D）11：7A17依据：PV=nRT或PV=3.同温同压下，同体积任何气体的质量比等于摩尔质量（式量）之比（已知T1=T2,P1=P2,V1=V2)RTMm所以P2V2P1V1=m1M2RT1m2M1RT22121mmMM=阿伏加德罗定律的推论三语言叙说：在温度、压强、体积相同时，气体的质量与摩尔质量成反比。18[练习3]1.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2.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）44CD19练习3.同温同压下，相同体积的下列气体中，质量最大的是（）（A）氦气（B）氢气（C）氧气（D）氮气C练习4.同温同压下，同体积的甲乙两种气体的质量比为7：4，如果乙的相对分子质量为16，则甲气体的化学式为（）（A）CO（B）HCl（C）SO2（D）O2A204.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=RTMmP2V2P1V1=m1M2RT1m2M1RT2所以=1221MMVV阿伏加德罗定律的推论四语言叙说：在温度、压强相同时，等质量的气体，气体的体积与气体的摩尔质量(相对分子质量)成反比。211.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：MAMB：MAMA：MB练习:同温同压下，等质量的二氧化硫和三氧化硫气体的体积比是。[练习4]5：4225.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ρ=m/V则：2121MM=rr依据：PV=nRT或PV=RTMm2121nnVV=(推论一已得）m1r1m2r2=m1M1m2M2所以阿伏加德罗定律的推论五语言叙说：在温度、压强相同时，气体的密度与气体的摩尔质量(相对分子质量)成正比。23例、求标准状况下氢气和氧气的密度比。（同温同压下）D---相对密度D=任何气体D=r1M1r2M2=r(O2)=32g/mol22.4L/mol2g/mol22.4L/molr(H2)=解：标准状况下,1mol的气体r（H2）r（O2）M（H2）M（O2）=241.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）H2S2.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、Cl2DA[练习5]25依据：PV=nRT或PV=RTMm6.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）P2V2P1V1m1M2RT1m2M1RT2=1221PP=MM所以阿伏加德罗定律的推论六语言叙说：在温度、体积，质量相同时，气体的压强与气体的摩尔质量(相对分子质量)成正比。26例：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）COA[练习6]27依据：PV=nRTP2V2P1V1=n1RT1n2RT2P2P1V1V2=所以7.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）阿伏加德罗定律的推论七语言叙说：在温度、物质的量相同时，气体的压强与气体的体积成正比。288．气体的密度和相对密度(1)任意状态下气体密度：ρ(气体)＝g·L－1。(2)标准状况下气体密度：ρ(气体)＝＝g·L－1。(3)A气体对B气体的相对密度D(B)＝＝mV122.4LmolM22.4MrABrrABMM299．求混合气体平均式量的几种方法：(1)已知混合气体的总质量和总物质的量,则＝。(2)已知标准状况下的气体密度，则＝22.4_L·mol－1×ρ。(3)已知相同条件下两种气体的相对密度为d，则＝d×Mr。(4)已知各组分气体的体积分数，则＝MA×a%＋MB×b%＋MC×c%＋…。Mmn总总MM30随堂检测1.800mL的某气体，在标准状况下，质量是1克，求这种气体的式量。2.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。3.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。31[练习2]1.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）B32[练习4]2.同温同压下，将1体积的NO2和2体积的NO进行比较，则NO2与NO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。1：23：41：233第二课时应用341、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。3、判断混合气体的组成。4、结合化学方程式的计算。三、阿伏加德罗定律的应用351、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。362、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)37小结：求式量的几种方法：（1）应用阿伏加德罗定律求解。（如，例题2）（2）已知标准状况下气体的密度（ρ）求解：M=22.4ρ（3）已知非标准状况下气体的压强（P）、温度（T）、密度（ρ）求解：M=ρRT/P（4）由摩尔质量公式求解：M=m/n（5）混合气体的平均式量：M（混）=m（总）/n（总）（6）由气体的相对密度求解（略）383、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