阿伏加德罗定律

阿伏加德罗定律及其推论

阿伏加德罗定律及其推论

概述：

阿伏加德罗定律（Avogadro's Law），是一个力学与物理学上的重要定律，由意大

利化学家坎波尔博士阿伏加德罗在1811年提出的。该定律指出，在相同温度和压

力下，一个物质的摩尔质量的体积，不管是什么物质，都是一样的。也就是说，在

相同的压力下，相同的量的同种物质的分子，体积都是相同的。

1. 阿伏加德罗定律的形式化定义：

阿伏加德罗定律的形式定义是“在相同的温度和压力下，体积相等的两个物质，其

分子数是相等的”。表述更简单一点，就是在等温和等压条件下，不论物质分子是

什么，其体积都相等。

2. 阿伏加德罗定律的证明：

阿伏加德罗定律的证明，有两个。一个是通过物理学中关于体积变化的热力学方

程来证明，另一个是通过化学学中关于组成物质的理论判断来证明。

3. 阿伏加德罗定律的推论：

（1）它的推论就是“泊松定律”，它指出：在一定的温度和压力下，给定容积内的

质量是相等的。因此，我们可以用这个定律来计算物质体积，并以此为依据进行化

学实验；

（2）它的推论之二是“摩尔质量定律”，它指出：物质的摩尔质量可以由它的物质

的量的体积来计算。它的意思是：一定的体积的物质的摩尔质量是相等的，不管它

是哪种物质；

（3）它的推论之三是“动能定律”，它指出某物质的体积的变化，是伴随着这物质

的温度的变化而变化的，且这两者之间存在着一定的关系，即温度一定程度上可以

用来说明它的体积的变化； （4）它的推论之四是“分子量定理”，它认为某物质的摩尔重量按体积分子数重量

之商，且这个商不受温度和压力的影响。

4. 阿伏加德罗定律的现实意义：

它给物理学、化学学等这五门科学学科带来了新的启发。首先，它使我们可以用相

同的条件来计算物质的体积，建立温度和压力的等式，从而为分子的力学定义和

化学概念的发展提供依据；其次，它所推论出来的各种体积关系，为化学实验的准

确性提供了依据，使我们可以对质量的改变进行更精确的分析；最后，它也为热力

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阿伏力口德罗定律及其应用　

■谢世伟　

普通高中课程标准实验教科书《化学必修１》第　

一章Ｐ１４，用两行文字叙述了阿伏加德罗定律。许多　学生对这一定律感到陌生，而阿伏加德罗定律在解题　

方面有很重要的应用，本文就阿伏加德罗定律及其应　

用作一些简单的介绍。　

一、阿伏加德罗假说的提出　阿伏加德罗是意大利物理学家和化学家，１７７６　

年８月９日出生于都灵市的一个律师家庭，他２０岁　时获法学博士，以后致力于数学、物理学的研究，１８２０　

年被聘为都灵大学物理教授。他提出了分子的概念及　

分子和原子区别的概念。１８１　１年在《物理杂志》上发表　了阿伏加德罗假说。这个假说是如何提出的呢？　１８０５年，法国化学家盖·吕萨克用定量的方法研　究气体反应里体积间的关系时，发现了气体反应定　

律：当压强不变时，参加反应的气体跟反应后生成的　

气体体积间互成简单整数比。这一定律的发现，引起　

了许多科学家的注意。瑞典化学家贝齐利乌斯首先提　出一个假定：在同温同压下，同体积的任何气体都含　

有相同数目的原子。由此可知，如果在同温同压时，把　某气体的质量和同体积的氢的质量相比较，便可求出　

该气体的原子量。但这种假说不能解决一系列的矛　盾，例如：在研究氢气反应时，假设同体积的气体含有　

相同数目的原子，那么，１体积的氢气和１体积的氯　

气不可能生成多于１体积的氯化氢，但实验中却得到　

层次学生的水平。　

３．课堂提问更应该分层次。　层次的学生由于基　础和智力问题，往往对学过的知识掌握得不太好，对Ｃ　层次学生的提问应是一些课本的ｊ　础知识，难度不宜　

太大；对Ｂ、Ａ层次的学生，尤其是Ａ层次的学生，由于　

基础较好，接受能力强，课堂提问肴重引导他们去猜想　和类比，在质疑解惑中发展思维，培养能力。　

四、分层设计作业练习　很多教师在教学过程中都遇到过学生缺交作业　的棘手问题。调查显示，大多数学生不能完成作业的　主要原因是作业偏多和偏难。我们知道，学生的认知　

精心整理 阿伏加德罗定律和阿伏加德罗常数专题训练 ○1定义：表示物质所含微粒多少的物理量。

1.阿伏加德罗定律： 在同温同压下，同体积的气体含有相的分子数。即： T1=T2；P1=P2 ；V1=V2 n1 = n2 2.阿伏加德罗定律的推论：

精心整理 (1)三正比： 同温同压下，气体的体积比等于它们物质的量之比.即V1/V2=n1/n2 同温同体积下，气体的压强比等于它的物质的量之比. 即p1/p2=n1/n2 同温同压下，气体的密度比等于它们相对分子质量之比. 即M1/M2=ρ1/ρ(2)二反比： 同温同压下，相同质量的任何气体的积与它们的相对分子质量成反比.V1/V2=M2/M1同温同体积时，相同质的任何气体的压强与它们的摩尔质量反比. 即p1/p2=M2/M1。 (3)一连比： 同温同压下，同体积的任何气体的质比等于它们的相对分子质量之比，也于它们的密度之比。即m1/m2=M1/M2=ρρ2 注：以上用到的符号：ρ为密度，p为强，n为物质的量，M为摩尔质量，为质量，V为体积，T为温度；上述律及其推论仅适用于气体，不适用于体或液体。) 阿佛加德罗常数考点命题陷阱归类分析： 阿佛加德罗常数（用NA表示）涉的知识面广，灵活性强，是高考的热之一，主要以选择题的形式（选择正的或错误的）进行考查。分析解答这题目时，要特别注意一些细微的知识点容易引起学生错误的有以下几点：1、物质的状态和摩尔体积的应用22.4L/mol是在标准状况（0 ℃，.01×105Pa）下的气体摩尔体积。命者有意在题目中设置非标准状况下的体体积，让考生与22.4L/mol进行转换或者把一些标准状况下容易忽视的液或固态物质作为气体来命题，让考生入陷阱。如标准状况下，无机物中常的SO3、H2O、Br2等为非气态物质；有物中，碳原子数4以内的烃为气态，

精心整理 烷、辛烷等是液态，烃的衍生物中只甲醛、一氯甲烷为气体。因此考生答时务必注意物质是否为气体以及是否于标准状况。 2、较复杂的化学反应中，转移电数的计算：如Na2O2与H2O、Cl2和Na反应，电解AgNO3溶液等。一些物质间变化具有一定的隐蔽性，考生若不注挖掘隐含变化往往会误入陷阱。如N中存在NO2与N2O4的平衡。 3、单质的组成和粒子数目的计算气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子（如稀有气体）、原子分子（如O3）、四原子分子（如P等。粒子种类一般有分子、原子、离子质子、中子、电子等，命题者往往通NA与粒子数目的转换，巧设陷阱，考如不注意这点，极容易误入陷阱。4、物质中的化学键数目的计算：SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。 5．溶液中离子数目的计算：盐中些离子或原子团会发生水解，如Na2C溶液中的CO32+、AlCl3溶液中的Al3+；弱电解质在溶液中是不完全电离的，氨水、醋酸、氢氟酸等，在计算溶液离子数目时，必须考虑离子的水解或离的特殊情况，否则会计算错误。关求解溶液中离子的数目，还应注意浓与体积数据是否齐全。 6．特殊物质的摩尔质量或电子数计算：如D2O、T2O、18O2的摩尔质量，CH3、Ne、He、OH—、NH4—等粒子的电子的计算。比如“18 g重水D2O含有10个电子”，其错误在于认为其相对分质量为18。有些物质中阴阳离子个数比值易混淆，BaO2中Ba2＋与O22－之比为︰1，Na2O2中Na＋与O22－为2︰1。 习题训练 一．选择题．

阿伏加德罗定律推论的应用举例

推论一：同温同压下，气体的密度比等于气体的式量比。

1. 在相同温度压强下，实验室制得的下列体积的气体密度由大到小的顺序正确的是（ ）

①10mL O2 ②20mL H2 ③30mL Cl2 ④40mL CO2

A. ③④①② B. ④③②①

C. ①②③④ D. 无法确定

解析：MClMCOMOMH()()()()2222，气体的密度与气体的体积无关。所以选A。

推论二：同温同压下，气体的体积比等于气体的物质的量比、等于气体的分子数比。

2. 化合物A是一种不稳定的物质，它的分子组成可用OxFy表示，10mLA气体能分解生成15mL O2和10mL F2（同温同压）。

（1）A的化学式是________，推断的依据是_________。

（2）已知A分子中x个氧原子呈…O－O－O…链状排列，则A分子的结构式是__________。

解析： OxFy→O2 ＋ F2

10mL 15mL 10mL

分子数比 2 3 2

再由质量守恒定律得x＝3，y＝2。A的化学式为O3F2，结构式为F－O－O－O－F。

推论三：同温同体积时，容器中气体的压强比等于气体的物质的量比、等于气体的分子数比。

3. 往4个相同温度且体积相同的密闭容器中通入相同条件下的下列气体后，压强最小的是（ ）

A. 200mL O2 B. 150mL H2

C. 100mL H2和100mL F2 D. 150mL NH3和150mL HCl

解析：因为气体的体积比＝气体的物质的量比，所以很多学生会错选AC，而D中两种气体不能共存，气体变为0。应选D。

推论四：同温同压下，同体积的任何气体的质量比，等于气体的式量比、等于其密度比。