2017版新步步高初高中化学（通用）衔接教材 第13讲 理想气体状态方程和阿伏加德罗定律

2017版新步步高初高中化学（通用）衔接教材 第13讲 理想气体状态方程和阿伏加德罗定律内容摘要：

2、，单位 为体系绝对温度(它可由摄氏温度换算而成，即等于 t 273)，单位 K。 R 为比例系数，单位是J K1 ，对任意理想气体而言，R 是一定的，如果压强、温度和体积都采用国际单位(R 16 J1 K1 ；如果压强为大气压，体积为升，则 R气压 升/ 摩尔度。 我们知道压强的产生是由于气体分子的运动对容器壁的碰撞所产生的力的效果，而分子的运动速度快慢与气体的温度有关，温度越高分子运动越剧烈，就像我们夏天特别烦躁一样。 所以压强越大，体积越小，单位体积的分子就越多，所谓人多力量大，所以压强也越大；分子数越多显然压强也就越大。 温度、体积和分子数对压强的这种影响关系，被科学家浓缩在 一简单线性关系式中 4、)在常温常压下的性质已经十分接近于理想气体。 在通常状况下，实际气体均可近似看成是理想气体。 利用理想气体状态方程可轻易推导部分经验定律，更好的理解气体的一些基本性质。 英国化学家波义耳(1662 年根据实验结果提出：“在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压强和体积成反比关系，其数学模型可表达为 (C 为常数，即 世称波义耳定律(s 称 s 它是第一个描述气体运动的数量公式，为气体的量化研究和化学分析奠定了基础；是人类历史上第一个通过实验发现的“定律”。 罗伯特波义耳用于研究气体性质的仪器是一个简单的“U”形大玻璃管，这个“U”形玻璃管是不匀称的，一支又细又长，高 3 英尺多，另一支又短又粗，短 5、的这支顶端密封，长的那只顶端开口。 波义耳把水银倒进玻璃管中，水银盖住了“U”形玻璃管的底部，两边稍有上升，在封闭的短管中，水银堵住一小股空气。 通过实验，发现了很多值得注意的事情。 当他向堵住的空气施加双倍的压力时，空气的体积就会减半；施加 3 倍的压力时，体积就会变成原来的 1/3。 当受到挤压时，空气体积的变化与压强的变化总是成比例。 他用 (C 为常数，即 一简单数学等式来表示这一比例关系，并于 1660 年发表这一研究成果，世称“波义耳定律”。 法国物理学家马略特在 1667 年也发表了同样的研究成果。 于是在英语国家，这一定律被称为波义耳定律，而在欧洲大陆则被称为马略特定律。 现在我们称之为“波 6、马定律”。 就认识大气、利用大气为人类服务而言，这一定律是极为重要的。 波义耳具有实验天赋，在牛津和伦敦，他都建立过自己的家庭实验室，主要进行化学方面的实验，他努力把严谨的实验方法引入化学。 除发现波义耳定律外，1673 年波义耳和其助手胡克对物质的燃烧进行了研究，发现在真空情况下，物质无法燃烧。 波义耳根据燃烧实验的结果，写成了论文关于火焰与空气关系的新实验 ，最先揭示了空气是燃烧的必要条件。 波义耳还发现了某些植物的色素可以在酸性和碱性条件下出现不同的颜色，从而引入指示剂的概念。 借助于理想气体状态方程，我们可以快速获得这一结论。 即当 n、T 一定时，pV 然是一常数，或者说，V 与 p 成反比，即 8、。 也就是说，对于一定量的气体，压强和温度一定时，其体积是相同的，决定体积的分子间距离是一样的，间接说明了气体分子间距离和气体本身成分无关，只与气体的压强和温度相关。 在不同的温度和压强下，气体的摩尔体积是不一样的：如在 0 、202 ，12730)202 1 )；而在 、202 ，1273202 1 )。 以上计算还说明，1 不只是标准状况时的气体摩尔体积，在其它合适的温度和压强下，气体摩尔体积也可能近似为。 试一试 2. 利用理想气体状态方程推导阿伏加德罗定律(s ，即在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。 该定律在有气体参加的化学反应、推断未知气体的分子式中等方面有广泛的 10、的密度之比等其相对分子质量之比，这是阿伏加德罗定律的重要推论之一。 一般情况下，空气的平均相对分子质量是 29，根据这一推论，只要知道气体的相对分子质量，就可以推断该气体密度与空气密度的轻重，不再需要用死记硬背的方式去记忆气体的密度大小。 相对分子质量大于 29 的气体的密度通常比空气的密度大，如氧气、二氧化碳、氯气、二氧化氮、二氧化硫、一氧化氮、光气()等，而相对分子质量小于 29 的气体的密度比空气的密度小，如氢气、氨气、氮气等。 通常，我们还把 值称为气体 A 对气体 B 的相对密度，一般用 B 来表示，对分子质量一样，这是一个无单位的数据。 根据这一推论，我们可以利用其相对分子质量推算出不同气 11、体的相对密度，如氧气对氢气的相对密度为 16；也可以通过测定样品气体对已知气体的相对密度来计算相对分子质量，某气体对氧气的相对密度为 2，则该气体的摩尔质量为 64 g ，其相对分子质量为 64。 在理想气体状态方程式中，在假设理想气体状态方程中两个物理量相同的前提下，可获得另外两个物理量之间的比例关系，形成各种实用的函数关系。 请用相同方法获得阿伏加德罗定律的另外两个重要推论。 试一试 3. 利用理想气体状态方程推导阿伏加德罗定律的另外两个推论，在相同温度和压强下，任何气体的体积之比等于其物质的量之比；在相同温度和体积下，任何气体的压强之比等于其物质的量之比。 (满分 50 分限时 30 、选择题( 13、同分子数D具有相同的原子数目4对于等质量的 有关说法错误的是( )A它们的分子个数比为 1716B它们的体积比为 1716C它们的氢原子个数比为 1712D它们所含的氢的质量比为 17125同温同压下，气体 A 与 质量之比为 12，体积之比为 14，A 的相对分子质量是()A16 B17 C44 D646在同温同压下，A 容器中 B 容器中 含原子数相等，则 A 和 B 体积之比为()A21 B12 C 23 D117在标准状况下，13 g 某气体的分子数与 14 g 分子数相等，此气体的密度为( )AgL 1 BgL 1CgL1 DgL 18在下列条件下，两种气体的分子数一定相等的是()A。