第1个回答 2019-12-11
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·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),所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式:
Pv=m/MRT……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:
摩尔质量的反比;两气体的压强之比=气体分子量的反比)。
阿佛加德罗定律推论
一、阿伏加德罗定律推论
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。
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=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(相同分子质量)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。