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。 目录
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: P表示压强、V表示气体体积、
PV=nRT……①
n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体
(SI) , R=8.314
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 帕米3/摩尔K。如果压强为大气压, 常数
理想气体状态方程:
pV=nRT
22.4L 代进去
体积为升,则R=0.0814 大气压 升偉尔K°R为
已知标准状况下, 1mol理想气体的体积约为 把 p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L 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, 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)
p—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下
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 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 TV时:
摩尔质量的反比;两气体的压强之比
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=摩尔质量的反比) =气体密度的反比)。
=气体分子量的反比)。
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、 到以下有用的推论:
(1) 同温同压时:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 时:V1:V2=M2:M1
(2) 同温同体积时 :④ p1:p2=n1:n2=N1:N2 (3) 同温同压同体积时
⑤ 同质量时:p1:p2=M2:M1 ②p 1: p生M1:M2 ③ 同质量
摩尔质量之间的关系得
: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 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, 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
压强也相同,
,再根据 n=m/M 就有式②;若这时气体质
(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
故答案为 B 。
则 44/28= ( 124.4 - 120 ) /x , x=2.8 g , 与瓶共重 120+2.8=122.8 g ,
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. C4H10 解析:根据阿伏加德罗定律推论,
2 ,该气体是( )
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
例题 4、同温同压下, 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,
:D 。
500 mL R 气体的质量是 1.2 g ,1.5 L O2 的质量是 2.4 g ,
T、 P 相同: p1/p2=M1/M2 设 R 的相对分子
/? M=48即R的相对分子质量为
48 ,答案
质量为 M,则:(1.2/0.5)/(2.4/1.5)=M/32 , 应为: C 。
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