阿伏加德罗定律及其推论

主编:黄冈中学化学集体备课组

  (复习提问)气体体积大小是由哪些因素共同决定的?

  当温度和压强都固定时,分子间距固定;此时比较不同气体的体积,只需要比较气体分子数目多少,气体分子数目多,气体体积大,气体分子数目少,气体体积小;当两种气体分子数目相等时,气体体积相等;反过来,同温同压下,如果两种气体占有相同的体积,则它们含有相同数目的分子。即:

  [板书] 阿伏加德罗定律:相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

  (引)相同的温度和压强下,如果两种气体的体积V1、V2不同,那么气体的体积V1、V2与气体的分子数目N1、N2有怎样的关系呢?

  (板书)推论①:同温同压:

例1、同温同压下,1体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应,生成2体积气体A,则A的化学式为___________。

解:

  判断依据为阿伏加德罗定律与质量守恒定律。

  X2+3Y2=2A

  A的化学式为XY3

  (引)前面讲过M=ρ·Vm,同温同压下,Vm为定值,则M与P成正比。

  ②同温同压下:

  (板书)其中

  (口答)①O2相对于H2的密度为16;

  ②某气体相对于O2的密度为2,则该气体的摩尔质量为64g·mol-1。(相对分子质量为64)

  ③同温同压同体积:

  ④同温同压同质量:

例2、同温同压下,质量相等的O2与CO2,密度比为_______,体积比为_______;同温同压下,体积相等的O2与CO2,密度之比为_______,质量之比为_________。

答案:

  8:11 ;11:8 ;8:11 ;8:11。

提示:

  温度、压强一定,密度就为定值,抓住这一点。

  (讲)科学家通过大量事实发现,影响气体体积的三要素:气体的物质的量,温度和压强可以通过。PV=nRT这个关系式联系起来。

  (板书)PV=nRT(R为常数),理想气体状态方程。

  当压强以Pa为单位时,体积以m3为单位时,R=8.314Pa·m3/mol·K

  当压强以atm为单位时,体积以L为单位时,R=0.082atm·L/mol·K。

  利用此公式,计算出1mol气体在标准状况下的体积。

  

  (讲) ,所以PV=nRT可变换成不同形式。

  

  ⑤同T同V时:,加入的气越多,内部压强越大。

例3、同温同压下,某瓶充满O2,质量为116g,充满CO2质量为122g,充满气体X,质量为114g,则X的相对分子质量为( )

A.28            B.60

C.32            D.44

  方法一:同温同压同体积,则O2、CO2、X的气体的物质的量相等。

  即:n(O2)=n(CO2)=n(X)

  

  方法二:1mol O2与1mol CO2的质量差为12g。

      2mol O2与2mol CO2的质量差为24g。

      3mol O2与3mol CO2的质量差为36g。

      0.5 mol O2与0.5 mol CO2的质量差为6g

      所以n(气体)=0.5mol,

      0.5 mol X与0.5 mol O2的质量差为116-114=2g

      1 mol X与1mol O2的质量差为4g

      M(X)=32-4=28g/mol。

  混合气体平均相对分子质量的计算

  [问题探究]在平时的学习中,我们经常提到空气的平均相对分子质量为29,而空气的体积组成为:N2:78%,O2:21%,Ar:0.94%,CO2:0.03%,H2:0.03%等。请大家讨论如何根据各成分的体积分数求得空气的平均相对分子质量。

  

  空气中:V(N2) :V(O2)=4:1

  = M(N2)·V(N2)%+M(O2)·V(O2)%

  =28×4/5 +32×1/5=28.8≈29 g/mol

例1、已知空气主要由N2和O2组成,其平均相对分子质量为28.8,则V(N2)∶V(O2)=_________。

解:

  ①28.8=M(N2)·V(N2)%+M(O2)·[1-V(N2)%]

  V(N2)∶V(H2)=4∶1

  ②n(N2)=x mol,n(O2)=y mol

  

  ③十字交叉法

  

  强调求出来的为体积比或物质的量之比,而非质量分数。

例2、某混合气体由CO2、N2、CO组成,质量分数分别为44%、28%、28%,则该混合气体的平均相对分子质量为_________

解:

  假设混合气体为100g,则m(CO2)=44g,m(CO)=28g,m(N2)=28gn(CO2)=n(CO2)=n(CO)=n(N2)=1mol

  

例3、在一定条件下,(NH42CO32NH3↑+CO2↑+H2O↑,所得混合气体相对于H2的密度为_________。

  所得混合气体相对于H2的密度为24/2=12 。

例4、1mol O2在放电时有30%转化为O3,求放电后所得混合气体相对于H2的密度为_________ 。

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