阿佛加德罗定律及几个导出关系式

阿佛加德罗定律认为:在同温同压下,相同体积的气体含有相同数目的分子。1811 年由意大利化学家阿佛加德罗提出假说,后来被科学界所承认。这一定律揭示了气体反应的体积关系,用以说明气体分子的组成,为气体密度法测定气态物质的分子量提供了依据。对于原子分子说的建立,也起了一定的积极作用。

中学化学中,阿佛加德罗定律占有很重要的地位。它使用广泛,特别是在求算气态物质分子式、分子量时,如果使用得法,解决问题很方便。下面简介几个根据克拉伯龙方程式导出的关系式,以便更好地理解和使用阿佛加德罗定律。

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=8.31 帕·米 3/摩尔·度。如果压强为大气压,体积为升,则R

=0.082 大气压·升/摩尔·度。

因为 n=M/M、 ρ=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,ρ—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= m RT M

②和 Pm=ρRT 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=n B(即阿佛加德罗定律)

根据②式: MA = mA (即两气态物质的摩尔质量之比=分子量之比

MB m B

=质量之比)。

根据③式: MA = ρA =D(D表示相对密度,此说明:两气态物质的

MB ρB

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。

  1. 在相同 T· P 时:

根据①式: VA = nA (即两气体的体积之比=物质的量之比)。

VB nB

V M n M

根据②式:若m =m ,则 ABAB (即:两气体的体

A B

B A B A

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)

n ρ V ρ

根据③式:若m =m 则 ABAB (即:两气体的物质

A B

B B

VB ρB

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)。

  1. 在相同 T·V 时:

根据①式: nA = PA (即:两气体的物质的量之比=压强之比)。

nB PB

根据②式:若m

=m ,则 PA = MB (即:两气体的压强之比=摩尔

A B

B A

质量的反比;两气体的压强之比=气体分子量的反比)。

上述导出的关系式,应多练,常用,才能达到活用之目的。