例析高考命题热点—阿伏加德罗定律

张晓云

一、阿伏加德罗定律的概念及理解

1.（1）概念：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子数.

（2）理解：可用“三同一同一不同”这七个字来概括：前面的“三同”是同温、同压、同体积的不同容器中的气体，是条件；中间的“一同”是相同的分子数，是结论；后面的“一不同”是不同容器中的气体，是比较的对象.由理想气体状态方程PV=nRT可推出阿伏加德罗定律及推论：即为“一连比、三正比、三反比”的规律.

①“一连比”：同温同压下，同体积的任何气体的质量之比等于式量（分子量）之比，等于密度之比，即m₁/m2=M₁/M2=ρ₁/ρ2.

②“三正比”

a.同温同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比，即V₁/V2=n₁/n2.

b.同温同容下气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即P₁/P2=n₁/n2.

c.同温同压下气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比，即ρ₁/ρ2=M₁/M2.

③“三反比”

a.同温同压下同质量的任何气体的体积与其摩尔质量成反比，即V₁/V2=M2/M₁.

b.同温同容下同质量的任何气体的压强与其摩尔质量成反比，即P₁/P2=M2/M₁.

c.相同温度下同密度的任何气体的压强与其摩尔质量成反比，即P₁/P2=M2/M₁.

二、阿伏加德罗定律与化学方程式计算的综合应用

例1 在一定体积的密闭容器中放入3升气体R和5升气体Q，在一定条件下发生反应：2R（气）+5Q（气）=4（气）+nY（气）反应完全后，容器温度不变，混和气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是（ ）

(A) 2 (B) 3

(C) 4(D) 5

点拨1：常规法:充入3升气体R和5升气体Q可认为充入3 mol气体R和5 mol气体Q,R与Q完全反应后,R过量余1 mol，同时生成4 molX气体和nmolY气体，根据题意：p2/p₁＝n2/n₁有(4+n+1)/(3+5)＝87.5/100，n＝2.

2.差量法.由有关物质的反应量及其反应前后的相关差量结合方程式求解.反应后气体的物质的量为(3+5)mol×87.5％＝7mol

2R（气）+5Q（气）=4X（气）+nY（气） △n

5mol(7-4-n) mol

5mol(8-7) mol

所以n＝2.

3.巧解法.反应完成后压强变小，故该反应是气体分子数减小的反应，即：2+5>4+n，n<3，在选项中只有n＝2满足不等式.

三、阿伏加德罗定律与质量守恒定律的综合应用

例2 在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质，此时压强增加了75%.则A单质的一个分子中有个A原子，AH3分解反应的化学方程式为.

点拨：由阿伏加德罗定律的推论p₁/p2=n₁/n2=N₁/N2得反应前后气体的分子数之比为1∶1.75=4∶7，可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和的比为4∶7，再按氢原子守恒先将反应式写为4AH3=A(x)+6H2，再由原子守恒得(x)为4.即4AH3=A4+6H2.

四、阿伏加德罗定律与化学平衡的综合应用

例3 1体积SO2和3体积空气混合后，在450℃以上通过V2O5催化剂发生如下反应：2SO2(气)+O2(气)=2SO3(气)，若在同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9∶1.则反应掉的SO2是原有SO2的%.

点拨：由阿伏加德罗定律的推论可知：V2=0.9×(3+1)=3.6体积.

设参加反应的SO2为x体积，由差量法

2SO2+O2=2SO3

ΔV

23-2=1

x4-3.6=0.4

2∶1=x∶0.4，解得x=0.8体积,即反应掉的体积是原SO2的80%.

五、阿伏加德罗定律与热化学方程式的综合应用

例4 将4g甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中，点燃使之恰好完全反应，待恢复到原温度后，测得反应前后压强分别为3.03×105Pa和1.01×105Pa，同时又测得反应共放出222.5kJ热量.试根据上述实验数据，写出该反应的热化学方程式.

点拨：解决两个问题：一是水的状态，二是反应过程中对应的热效应.由阿伏加德罗定律的推论可知：水在该状态下是液体(想一想，如为气体则反应前后的压强比应为多少？)即CH4(气)+2O2(气)=CO2(气)+2H2O(液)；△H=890kJ/mol

六、阿伏加德罗定律与其他化学量的综合应用

例5 同温同压下两个容积相等的贮气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的（ ）

（A） 质量

（B） 原子总数

（C） 碳原子数（D） 密度

点拨：相同条件下,气体体积相同，则物质的量相同,其中混合气体的平均分子组成中碳原子数为2,平均氢原子数在2和6之间，即混合气中C2H2和C2H6的相对量是变化的,不能确定,故只有选项C正确.

变式1：两个体积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的（A、C）

（A） 原子总数（B） 质子总数

（C） 分子总数（D） 质量

变式2：将“变式1”中的NO改为NO2后，答案是什么呢？（答案为C）

例6 (2007年全国理综卷I，第9题)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强（p）从大到小的顺序是（

）

（A） P(Ne)＞P(H2)＞P(O2)

（B） P(O2)＞P(Ne)＞P(H2)

（C） P(H2)＞P(O2)＞P(Ne)

（D） P(H2)＞P(Ne)＞P(O2)

点拨：由上述“三反比”结论③推知答案为D.

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