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文档简介
1、理想气体状态方程 pv=nrtpv=nrt,理想气体状态方程(也称理想气体定律、克拉佩龙方程)的最常见表达方式,其 中 p 代表状态参量压强,v 是体积,n 指气体物质的量,t 为绝对温度,r 为一约等于 8.314 的常数。该方程是描述理想气体在处于平衡态时,压强、体积、物质的量、温度间关系的状 态方程。它建立在波义耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。目录1 克拉伯龙方程式2 阿佛加德罗定律推论展开编辑本段1 克拉伯龙方程式克拉伯龙方程式 通常用下式表示: pv=nrt p 表示 压强 、 v 表示气体体积、 n 表示 物质的量 、t 表示 绝对温度 、r 表示 气体 常数 。所有
2、气体 r 值均相同。 如果压强、 温度和体积都采用国际单位 ( si ),r=8.314 帕 米 3/ 摩尔 k 。如果压强为大气压, 体积为升,则 r=0.0814 大气压 升 / 摩尔 k 。r 为 常数理想气体状态方程: pv=nrt已知标准状况下, 1mol 理想气体的体积约为 22.4l把 p=101325pa,t=273.15k,n=1mol,v=22.4l代进去得到 r 约为 8314 帕 升 / 摩尔 k玻尔兹曼常数 的定义就是 k=r/na因为 n=m/m 、=m/v (n 物质的量, m 物质的质量, m 物质的 摩尔质量 ,数 值上等于物质的分子量, 气态物质的 密度 )
3、,所以克拉伯龙方程式也可写成以下 两种形式:pv=mrt/m 和 pm=rt 以 a 、b 两种气体来进行讨论。( 1 )在相同 t 、p 、 v 时:根据式: na=nb (即阿佛加德罗定律)摩尔质量之比 = 分子量之比 = 密度之比 = 相对密度)。若 ma=mb 则 ma=mb 。 ( 2 )在相同 t p 时:体积之比 = 摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比 物质的量之比 = 气体密度的反比;两气体的体积之比 ( 3 )在相同 t v 时:= 摩尔质量的反比) = 气体密度的反比)。摩尔质量的反比;两气体的压强之比 编辑本段2 阿佛加德罗定律推论阿佛加德罗定律 推论一、阿佛加德罗定律
4、推论= 气体分子量的反比)。我们可以利用阿佛加德罗定律以及物质的量与分子数目、 到以下有用的推论:摩尔质量之间的关系得(1) 同温同压时 : v1:v2=n1:n2=n1:n2 时 :v1:v2=m2:m1 1:2 m1:m2 同质量(2) 同温同体积时 : p1:p2=n1:n2=n1:n2 同质量时 : p1:p2=m2:m1(3) 同温同压同体积时 : 1:2=m1:m2 m1:m2具体的推导过程请大家自己推导一下,以帮助记忆。推理过程简述如下:(1) 、同温同压下,体积相同的气体就含有相同数目的分子,因此可知:在同温同压下,气体体积与分子数目成正比,也就是与它们的物质的量成正比,即对任
5、意气体 都有 v=kn ;因此有 v1:v2=n1:n2=n1:n2 ,再根据 n=m/m 就有式;若这时气体质 量再相同就有式了。(2) 、从阿佛加德罗定律可知: 温度、体积、气体分子数目都相同时, 压强也相同,亦即同温同体积下气体压强与分子数目成正比。其余推导同(1) 。(3) 、同温同压同体积下, 气体的物质的量必同, 根据 n=m/m 和 =m/v 就有式。 当然这些结论不仅仅只适用于两种气体,还适用于多种气体。二、相对密度在同温同压下, 像在上面结论式和式中出现的密度比值称为气体的相对密度 d=1:2=m1:m2 。注意: .d 称为气体 1 相对于气体 2 的相对密度,没有单位。如
6、氧气对氢气的 密度为 16 。 . 若同时体积也相同,则还等于质量之比,即 三、应用实例d=m1:m2 。根据阿伏加德罗定律及气态方程(pv=nrt )限定不同的条件,便可得到阿伏加德罗定律的多种形式,熟练并掌握它们,那么解答有关问题,便可达到事半功倍的效 果。 t 、p 相同:n1/n2=v1/v2 即同温同压下, 气体的物质的量与其体积成正比。 t 、 v 相同 : n1/n2=p1/p2即同温同体积的气体,其物质的量与压强成正比。3 n 、 p 相同: v1/v2=t1/t2 即等物质的量的气体,在压强相同的条件下,体 积与温度成正比。4 n 、t 相同: p1/p2= v2/v1 即等
7、物质的量的气体,在温度相同的条件下,压 强与体积成反比。5 t 、p 相同: p1/p2=m1/m2 即同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比。 t 、 p 、 v 相同: m1/m2=m1/m2 即同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比。 t 、p 、 m 相同: m1/m2= v2/v1 即同温同压下,等质量的气体,其摩尔质量 与体积成反比。下面就结合有关习题,来看看阿伏加德罗定律及其推论的运用。例题 1 :( mce98.16 )依照阿伏加德罗定律,下列叙述正确的是:( ) a. 同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比b. 同温同压下两种气体的物质的量之比等于密度之比
8、c. 同温同压下两种气体的摩尔质量之比等于密度之比d. 同温同体积下两种气体的物质的量之比等于压强之比解析:很明显本题是对阿伏加德罗定律推论的考查,根据阿伏加德罗定律,根据题目选项中的已知条件分别确定 c 、 d 。pv=nrt 中不同的量一定, 便可得到结果。 答案应为 :例题 2 、一真空烧瓶,其质量为120 g ,充满 co2 后称其质量为 124.4 g ,如改充满 co ,在相同条件下,气体与烧瓶质量共多少克。( )a. 121.2 b. 122.8 c. 124 d. 122.2解析:设 co 重 x g ,依据阿伏加德罗定律推论, p 、v 、t 相同,m1/m2=m1/m2则 44/28= ( 124.4 120 )/x , x=2.8 g , 与瓶共重 120+2.8=122.8 g ,故答案为 b 。例题 3 、同温、同压下,某一种气体对空气的密度为 a. ch4 b. c2h4 c. c2h2 d. c4h102 ,该气体是( )解析:根据阿伏加德罗定律推论,t 、 p 相同: p1/p2=m1/m2 或者 m1=m2 d(d为相对密度 )=29 2=58 根据其摩尔质量就能得出答案应为: d 。例题 4 、同温同压下, 500 ml r 气体的质量是 1.2 g ,1.5 l o2 的质量是 2.4 g , 则 r 的相对分子质量为
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