阿伏加德罗定律

编辑:知识号互动百科 时间:2018-10-18 18:29:03
编辑 锁定
阿伏加德罗定律(阿伏伽德罗定律及推论)(英文名:Avogadro's Hypothesis)主要说明:同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,称为阿伏加德罗定律。气体的体积是指所含分子占据的空间,通常条件下,气体分子间的平均距离约为分子直径的10倍,因此,当气体所含分子数确定后,气体的体积主要决定于分子间的平均距离而不是分子本身的大小。[1] 
中文名
阿伏伽德罗定律
外文名
Avogadro's Hypothesis
别    称
四同定律
提出者
阿伏伽德罗
应用学科
物理学化学
适用领域范围
热学
适用领域范围
分子理论

阿伏加德罗定律定义

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。所以又叫四同定律,也叫五同定律或克拉贝隆方程(五同指同温、同压、同体积、同分子个数、同物质的量)。

阿伏加德罗定律适用范围

理想气体(即气体分子无体积,各分子间无作用力。P.S:在高温高压下,许多气体都接近于理想气体),可以是单一气体,也可以是混合气体。可以是单质气体,也可以是化合物气体

阿伏加德罗定律推论

阿伏加德罗定律定律

(1)同温同压下,
气体体积比等于物质的量之比)
(2)同温同体积时,
压强比等于物质的量之比等于分子数之比)
(3)同温同压等质量时,
(4)同温同压时,M1/M2=P1/P2
(气体摩尔质量之比等于密度之比)
分子间的平均距离又决定于外界的温度压强,当温度、压强相同时,任何气体分子间的平均距离几乎相等(气体分子间的作用微弱,可忽略),故定律成立。该定律在有气体参加的化学反应、推断未知气体的分子式等方面有广泛的应用。
阿伏加德罗定律认为: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伏加德罗提出假说,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。

阿伏加德罗定律方程

克拉佩龙方程又称“理想气体方程式”。中学化学中,阿伏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伦方程式导出的关系式,以便更好地理解和使用阿伏加德罗定律。
克拉佩龙方程通常用下式表示: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·开。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),所以克拉佩龙方程式也可写成以下两种形式:
Pv=mRT/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=nB(即阿伏加德罗定律)
分子量一定
摩尔质量之比=密度之比=相对密度。若mA=mB则MA=MB。
(2)在相同T、P、m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T·V时:
两气体的压强之比=气体分子量的正比=摩尔质量的反比。

阿伏加德罗定律定律推论

我们可以利用阿伏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 ②ρ1:ρ2=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 ρ1:ρ2=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)、从阿伏加德罗定律可知: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ρ=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

阿伏加德罗定律相对密度

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=ρ1:ρ2=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。
阿伏加德罗定律推论
阿伏加德罗定律及推论都可由理想气体状态方程及其变形推出( 压强、 体积、绝对温度物质的量气体常数、 密度)。由定律可导出:“一连比、三正比、三反比”的规律。
1.“一连比”:指在同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量(相对分子质量)之比,等于密度比。
2.“三正比
(1)同温同压下,两气体的体积之比等于其物质的量之比,等于其分子数之比。
(2)同温同体积下,两气体的压强之比等于其物质的量之比,等于其分子数之比。
(3)同温同压下,两气体的密度之比等于其摩尔质量(又称相对分子质量)之比。
3.“三反比
(1)同温同压同质量下,两气体的体积与其摩尔质量相对分子质量)成反比
(2)同温同分子数(或等物质的量)时,两气体的压强与其体积成反比。
(3)同温同体积同质量下(同密度时),两气体的压强与其摩尔质量相对分子质量)成反比。
参考资料
  • 1.    鄂加强.21世纪高等学校精品规划教材:工程热力学:中国水利水电出版社,2010:1-5
词条标签:
中国力学学会 自然学科 理学 化工产品