高中化学阿伏加德罗定律及其应用

1、 决定物质体积大小的主决定物质体积大小的主 要因素（一定条件下）要因素（一定条件下） 粒子数粒子数 粒子本身大小粒子本身大小 粒子间距粒子间距 固体、液体固体、液体 气体气体 任何气体任何气体相同条件相同条件分子间平均距离分子间平均距离 若气体分子数相同若气体分子数相同气体所占体积气体所占体积近似相等近似相等 近似相等近似相等 条件相同：条件相同： 同温、同压下，相同体积的任何气体含有同温、同压下，相同体积的任何气体含有 相同数目的分子。相同数目的分子。 2、数学表达式、数学表达式 1、含义、含义 相同条件下：相同条件下： V1/V2=N1/N2 注意：注意： （1）“三同三同”定定“一一 同

2、同”。 （2）适用于气态物质。既适用于单一气体，）适用于气态物质。既适用于单一气体， 又适用于混合气体。又适用于混合气体。 一、阿伏加德罗定律一、阿伏加德罗定律 气体状态方程：气体状态方程：PV= n R T (1) PV=(m/M)RT(2)公式变形：公式变形： PM=m R T /V= RT 即：即：M= RT/ P(3) 推论：推论： 1、同温、同压：、同温、同压： 2、同温、同体积：、同温、同体积： 3、同温、同压、等质量：、同温、同压、等质量： 4、同温、同压、同体积：、同温、同压、同体积： V1/V2=n1/n2， ， 1 / 2 =M1 / M2 P1 / P2 =n1 /n2

3、V1/V2= M2 / M1 m1/ m2 =M1 / M2= 1 / 2 二、阿伏加德罗定律的几个推论二、阿伏加德罗定律的几个推论 三、阿佛加德罗定律及推论三、阿佛加德罗定律及推论 (一一)阿伏加德罗定律：阿伏加德罗定律： 同温同压下相同体积的任何气体都同温同压下相同体积的任何气体都 具有相同的分子数具有相同的分子数 注意注意: 阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大 小小 阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的应用更为广泛：阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的应用更为广泛： A.主要是应用于不同气体之间的比较，也可以同一主要是应用于不同气体之间的比较，也可以

4、同一 种气体的比较种气体的比较 B.被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气 体体 （二）克拉珀珑方程（二）克拉珀珑方程 克拉珀珑方程又称为理想气体的状态方克拉珀珑方程又称为理想气体的状态方 程，它同样忽略了气体分子本身的大小程，它同样忽略了气体分子本身的大小 克拉珀珑方程：克拉珀珑方程： RT M m nRTPV 克拉珀珑方程的变形：克拉珀珑方程的变形： M RT VM mRT VN NRT P A 克拉珀珑方程比阿伏加得罗定律更准确的克拉珀珑方程比阿伏加得罗定律更准确的 描述了气体的压强、体积、物质的量和温度描述了气体的压强、体积、物质的量和温度

5、 之间的关系，其应用范围更广：之间的关系，其应用范围更广： A.A.可以做单一气体的计算可以做单一气体的计算 B.B.可以做不同气体的比较计算可以做不同气体的比较计算 C.C.计算以及比较计算的条件还可以不同计算以及比较计算的条件还可以不同 （三）阿伏加德罗定律的重要的推论（三）阿伏加德罗定律的重要的推论 同温同体积时，任何气体的压强之比都同温同体积时，任何气体的压强之比都 等于其物质的量之比，也等于其分子数之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比 2 1 2 1 2 1 N N n n P P 2 1 2 1 2 1 N N n n V V 同温同压时，任何气体的体积之比都等同温同压时，任

6、何气体的体积之比都等 于其物质的量之比，也等于其分子数之比于其物质的量之比，也等于其分子数之比 同温同压时，气体的密度之比都等于其同温同压时，气体的密度之比都等于其 相对分子量之比，也等于其摩尔质量之比相对分子量之比，也等于其摩尔质量之比 - 1 2 = = 1 2 压强比压强比 体积比体积比 密度比密度比 2 1 2 1 2 1 M M m m A. A.同体积的任何气体的密度之比都等于其质量同体积的任何气体的密度之比都等于其质量 之比之比 B.B.同温同压同体积时，任何气体的密度之比都同温同压同体积时，任何气体的密度之比都 等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比等于其摩尔质量之比，也就是其式

7、量之比 密度之比密度之比 1 2 1 2 2 1 n n V V A.相同质量的任何气体的密度之比都等于其相同质量的任何气体的密度之比都等于其 体积的反比体积的反比 B.同温同压下等质量的任何气体的密度之比同温同压下等质量的任何气体的密度之比 都等于其物质的量的反比，也就是其分子个都等于其物质的量的反比，也就是其分子个 数之比数之比 1、已知气体反应物的体积比，求生成物的分、已知气体反应物的体积比，求生成物的分 子式。子式。 2、式量的确定。、式量的确定。 3、判断混合气体的组成。、判断混合气体的组成。 4、结合化学方程式的计算。、结合化学方程式的计算。 三、阿伏加德罗定律的应用三、阿伏加德罗

8、定律的应用 例题例题1、在一定温度和压强下，、在一定温度和压强下，1体积体积X2（气）跟（气）跟3 体积体积Y2（气）化合生成（气）化合生成2体积气态化合物体积气态化合物A，则化合，则化合 物物A的化学式是（的化学式是（ ） A、XY3 B、XY C、X3Y D、X2Y3 分析：分析： （1）由阿伏加德罗定律的推论：同温、同压下，由阿伏加德罗定律的推论：同温、同压下， V1/V2=n1/n2， ，得： 得： n(X2): n（Y2）: n(A) = 1: 3 :2 （2）由物质的量之比）由物质的量之比=化学方程式各物质前的系数比，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：反应的化

9、学方程式可表示为：X2+3Y2=2A。 （3）根据质量守恒定律，可知）根据质量守恒定律，可知A的分子式为的分子式为XY3。 A 练习练习1 1、化合物、化合物A A是一种不稳定的物质，它的是一种不稳定的物质，它的 分子组成可用分子组成可用OxFyOxFy表示。表示。10mLA10mLA气体能分解生成气体能分解生成 15mLO15mLO2 2和和10mLF10mLF2 2（同温、同压）。（同温、同压）。 （1 1）A A的化学式是的化学式是 推断理由是推断理由是 。 小结：小结： 一般思路：一般思路： （1）微粒个数比）微粒个数比=物质的量之比物质的量之比=化学化学 方程式中各物质的系数比；方程

10、式中各物质的系数比； （2）写出化学反应方程式；）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。）由质量守恒定律确定生成物的分子式。 例题例题2、有一真空瓶的质量为、有一真空瓶的质量为m1g,该瓶充入氧气后总该瓶充入氧气后总 质量为质量为m2g；在相同状况下，若改充某气体；在相同状况下，若改充某气体A后，总后，总 质量为质量为m3g。则。则A的分子量为的分子量为 。 分析：（分析：（1）m(O2)=m2m1(g) 则：则：n(O2)= (m2m1)g/32gmol-1= (m2m1)/32 mol （2）m(A)= m3m1(g)， 设气体设气体A的摩尔质量为的摩尔质量为M，

11、则：则：n(A)= (m3m1)/M mol （3）因气体）因气体A与氧气的体积相等，由推论：与氧气的体积相等，由推论：V1/V2=n1/n2得：得： (m2m1)/32 mol = (m3m1)/M mol 则：则：M= 32(m3m1)/ (m2m1) (g/mol) 32(m3m1)/ (m2m1) 练习练习2 2、同温同压下，某容器充满、同温同压下，某容器充满O O2 2重重116g116g， 若充满若充满COCO2 2重重122g122g，现充满某气体重，现充满某气体重114g114g，则某气，则某气 体的分子量为（体的分子量为（ ） A A、28 B28 B、60 C60 C、32

12、 D32 D、4444 （1）应用阿伏加德罗定律求解。（如，例题）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（）已知标准状况下气体的密度（）求解：求解： M= 22 .4 （3）已知非标准状况下气体的压强（）已知非标准状况下气体的压强（P）、温度（）、温度（T）、）、 密度密度 （） 求解：求解：M= R T / P （4）由摩尔质量公式求解：）由摩尔质量公式求解：M=m/n （5）混合气体的平均式量：）混合气体的平均式量： M（混）（混）= m（总）（总）/ n（总）（总） （6）由气体的相对密度求解（略）由气体的相对密度求解（略） 四四. . 混合气体的平均分子

13、量的有关计算混合气体的平均分子量的有关计算 （1 1）计算依据：）计算依据： n m （3 3）变换计算关系：）变换计算关系： ii Mn % M M = =ii MV % ： (2)(2)的计算式适用于任何状态混合物的计算的计算式适用于任何状态混合物的计算 (3)(3)中的计算式只适用与混合气体的有关计算中的计算式只适用与混合气体的有关计算 (3)(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律 1mol任何物质的质量（以任何物质的质量（以g 为单位）在数值上与其式量相等为单位）在数值上与其式量相等 1mol任何气体的体积（以任何气体的体积（以L为为 单位）

14、在数值上与气体摩尔体积单位）在数值上与气体摩尔体积 （以（以Lmol-1为单位）相等为单位）相等 M（2）基本计算关系：）基本计算关系： M = （4）使用说明）使用说明 例题例题3、常温下，在密闭容器里分别充入两种气体各、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 始时的始时的1/4。则原混合气体可能是（。则原混合气体可能是（ ）。）。 A、H2和和O2 B、HC l和和NH3 C、H2和和C l2 D、CO和和O2 分析：由题意，反应前后温度相同、体积相同，由推论：分析：由题

15、意，反应前后温度相同、体积相同，由推论： 同温、同体积时：同温、同体积时： P2 / P1 =n2 /n1，逐一分析。，逐一分析。 A项：项： 2H2 + O2= 2H2O（液）（液） 2mol 1mol 0.1mol 0.05mol 由计算知：余由计算知：余0.05molO2,因此因此 P反应后 反应后 / P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前=0.05mol/(0.1+0.1)mol=1/4。 。 符合题意。符合题意。 B项：项： HC l + NH3= NH4C l（固体）（固体） 1mol 1mol 0.1mol 0.1mol 无气体剩余，反应后体系压强降为无气体剩余，反

16、应后体系压强降为0，不合题意，不合题意 C项：项： H2 + C l2 = 2HCl 1mol 1mol 2mol 0.1mol 0.1mol 0.2mol 反应前后气体的物质的量不变，则体系压强不变。不合题意。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：项： 2CO + O2 = 2CO2 2mol 1mol 2mol 0.1mol 0.05mol 0.1mol 据反应方程式知：据反应方程式知：O2过量，余过量，余0.05mol；生成；生成CO2 0.1mol,故故 P反应后 反应后/ P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前 =（0.1+0.05)mol /（0

17、.1+0.1)mol = 3 / 4（不合题意）（不合题意） A （1）若反应前后气体的总物质的量不变，则反应前）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：后体系压强不变。如： H2+C l2 =2HCl（点燃），（点燃）， 则则n1=n2,有有P1=P2 （2）若为气体物质的量减少的化学反应，则反应后）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：体系压强减小。如： 2CO+O2=2CO2（点燃）（点燃） 则则n2n1,有有P2n1,有有P2P1 例题例题4、在一定体积的密闭容器中放入、在一定体积的密闭容器中放入3L气体气体R和气和气 5L气体气体Q，在一定

18、条件下发生反应：，在一定条件下发生反应：2R(g)+5Q(g)= 4X（g）+n y（g）。反应完全后，容器温度不变，混）。反应完全后，容器温度不变，混 合气体的压强是原来的合气体的压强是原来的87.5%,则则n值是（值是（ ）。）。 A、2 B、3 C、4 D、5 解法一：可假设充入解法一：可假设充入3mol气体气体R和和5mol气体气体Q，由反应方程式：，由反应方程式： 2R（g）+5Q（g）=4X（g）+n y（g） 2mol 5mol 4mol n mol 3mol 5mol R过量，余过量，余1mol R，生成，生成4mo l X气体和气体和n mo l Y气体，则：气体，则： 反应

19、后气体物质的量为：反应后气体物质的量为： n反应后 反应后=（ （4+n+1）mol 由由P反应后 反应后 / P反应前反应前 =n反应后反应后 /n反应前反应前 ，而 ，而P反应后 反应后 / P反应前反应前=87.5% ，有： ，有： （4+n+1)/(3+5) = 87.5%，所以：，所以：n=2. 巧解：巧解： 因反应完成后，压强变小，故该反应是气体分子数减因反应完成后，压强变小，故该反应是气体分子数减 小的反应，即：小的反应，即：2+54+n，得：，得：n3，只能选，只能选A。 A 分析：由题意：反应前后体积不变、温度不变，则可由推论分析：由题意：反应前后体积不变、温度不变，则可由推

20、论 P2 / P1 =n2 /n1来解答。来解答。 两种气体的密度之比称为相对密度。如A气 体对B气体的相对密度用DB表示为： 由某气体对H2的相对密度， 可知 。 由某气体对空气的相对密度 ， 可以知道 。 D M M B A B A B D M M H HH 22 2 某某 M2D H2某 D 空 M29D 某空 密度与相对密度密度与相对密度 （1 1）密度）密度 计算表达式：计算表达式： V m A. A.适用于所有的物质，适用于所有的物质， 不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物 m VM ，标准状况下气体，标准状况下气体 4 .22M （2

21、2）相对密度）相对密度 计算表达式：计算表达式： 2 1 2 1 M M D A.A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比 B.B.既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用 于混合气体之间于混合气体之间 使用说明使用说明 使用说明：使用说明： B.所有物质：所有物质： 实验指出，无水氯化铝在常压条件下不同温实验指出，无水氯化铝在常压条件下不同温 度时的密度为：度时的密度为： t（ （ ） 200600800 （g/L） 6.8812.6501.517 气体摩尔体积气体摩尔体积 （L/mol） 38.871.688.

22、0 可见，可见，600时无水氯化铝存在形式的化学式为时无水氯化铝存在形式的化学式为 A. .AlCl3 BAl2Cl6 CAlCl3和和Al2Cl6 DAl3Cl9 常见计算题型常见计算题型: 已知混合物质的总质量已知混合物质的总质量m和总物质的量和总物质的量n： 标准状况下混合气体的密度：标准状况下混合气体的密度： 相对密度相对密度D： 混合物各成分的摩尔质量和在混合体系混合物各成分的摩尔质量和在混合体系 中的体积分数：中的体积分数： -适用于任何状态混合物适用于任何状态混合物 -适用于气态混合物适用于气态混合物 1、在、在100C时，碳酸氢铵分解：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？求所得混合气体的平均式量为多少？ 1、分析：取、分析：取1molNH4HCO3考虑。由化学反应方程式：考虑。由化学反应方程式： NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)， 79g 1mol 1mol 1mol 则则