各个状态下PV=nRT(气体体积、密度公式)

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理想气体状态方程PV=nRT

PV=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。

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1克拉伯龙方程式

2阿佛加德罗定律推论

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1克拉伯龙方程式

克拉伯龙方程式通常用下式表示:PV=nRT……①

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 大气压升偉尔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、p =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,p—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下

两种形式:

pv=mRT/M …… ②和pM=p RT …… ③

以A、B两种气体来进行讨论。

(1 )在相同T、P、V时:

根据①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TP时:

体积之比=摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比)

物质的量之比=气体密度的反比;两气体的体积之比=气体密度的反比)。

(3 )在相同TV时:

摩尔质量的反比;两气体的压强之比=气体分子量的反比)。

编辑本段

2阿佛加德罗定律推论

阿佛加德罗定律推论

一、阿佛加德罗定律推论

我们可以利用阿佛加德罗定律以及物质的量与分子数目、摩尔质量之间的关系得

到以下有用的推论:

(1) 同温同压时:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 ②p 1: p生M1:M2 ③ 同质量

时:V1:V2=M2:M1

(2) 同温同体积时:④ p1:p2=n1:n2=N1:N2 ⑤ 同质量时:p1:p2=M2:M1

(3) 同温同压同体积时:⑥ p 1: p 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②;若这时气体质

量再相同就有式③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p =m/V就有式⑥。

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②和式⑥中出现的密度比值称为气体的相对密度

D=p 1: p 2=M1:M2。

注意:①.D称为气体1相对于气体2的相对密度,没有单位。如氧气对氢气的密度为16。

②•若同时体积也相同,则还等于质量之比,即D=m1:m2。

三、应用实例

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。

⑴ 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。⑵ 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。

⑶ 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。

⑷ n、T 相同:P1/P2= V2/V1 即等物质的量的气体,在温度相同的条件下,压强与体积成反比。

⑸ 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。

⑹ 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。

⑺ 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

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PV=nRT 中不同的量一定,便可得到结果。答案应为

C、D 。

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 2 ,该气体是()

A. CH4

B. C2H4

C. C2H2

D. C4H10

解析:根据阿伏加德罗定律推论,T、P相同:p1/p2=M1/M2 或者M仁M2 D(D

为相对密度)=29 X 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()

A. 24

B. 36

C. 48

D. 60

解析:根据阿伏加德罗定律推论,T、P 相同:p1/p2=M1/M2 设R 的相对分子

质量为M,则:(1.2/0.5)/(2.4/1.5)=M/32 , /• M=48即R的相对分子质量为48 ,答案

应为: C 。