例析高考命題熱點(diǎn)—阿伏加德羅定律

張曉云

一、阿伏加德羅定律的概念及理解

1.（1）概念：同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子數(shù).

（2）理解：可用“三同一同一不同”這七個(gè)字來(lái)概括：前面的“三同”是同溫、同壓、同體積的不同容器中的氣體，是條件；中間的“一同”是相同的分子數(shù)，是結(jié)論；后面的“一不同”是不同容器中的氣體，是比較的對(duì)象.由理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT可推出阿伏加德羅定律及推論：即為“一連比、三正比、三反比”的規(guī)律.

①“一連比”：同溫同壓下，同體積的任何氣體的質(zhì)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.同溫同壓下氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，即V₁/V2=n₁/n2.

b.同溫同容下氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，即P₁/P2=n₁/n2.

c.同溫同壓下氣體的密度之比等于氣體的摩爾質(zhì)量之比，即ρ₁/ρ2=M₁/M2.

③“三反比”

a.同溫同壓下同質(zhì)量的任何氣體的體積與其摩爾質(zhì)量成反比，即V₁/V2=M2/M₁.

b.同溫同容下同質(zhì)量的任何氣體的壓強(qiáng)與其摩爾質(zhì)量成反比，即P₁/P2=M2/M₁.

c.相同溫度下同密度的任何氣體的壓強(qiáng)與其摩爾質(zhì)量成反比，即P₁/P2=M2/M₁.

二、阿伏加德羅定律與化學(xué)方程式計(jì)算的綜合應(yīng)用

例1 在一定體積的密閉容器中放入3升氣體R和5升氣體Q，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2R（氣）+5Q（氣）=4（氣）+nY（氣）反應(yīng)完全后，容器溫度不變，混和氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)的87.5%，則化學(xué)方程式中的n值是（ ）

(A) 2 (B) 3

(C) 4(D) 5

點(diǎn)撥1：常規(guī)法:充入3升氣體R和5升氣體Q可認(rèn)為充入3 mol氣體R和5 mol氣體Q,R與Q完全反應(yīng)后,R過(guò)量余1 mol，同時(shí)生成4 molX氣體和nmolY氣體，根據(jù)題意：p2/p₁＝n2/n₁有(4+n+1)/(3+5)＝87.5/100，n＝2.

2.差量法.由有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)量及其反應(yīng)前后的相關(guān)差量結(jié)合方程式求解.反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量為(3+5)mol×87.5％＝7mol

2R（氣）+5Q（氣）=4X（氣）+nY（氣） △n

5mol(7-4-n) mol

5mol(8-7) mol

所以n＝2.

3.巧解法.反應(yīng)完成后壓強(qiáng)變小，故該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，即：2+5>4+n，n<3，在選項(xiàng)中只有n＝2滿足不等式.

三、阿伏加德羅定律與質(zhì)量守恒定律的綜合應(yīng)用

例2 在某溫度時(shí)，一定量的元素A的氫化物AH3在一定體積密閉容器中可完全分解成兩種氣態(tài)單質(zhì)，此時(shí)壓強(qiáng)增加了75%.則A單質(zhì)的一個(gè)分子中有個(gè)A原子，AH3分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

點(diǎn)撥：由阿伏加德羅定律的推論p₁/p2=n₁/n2=N₁/N2得反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)之比為1∶1.75=4∶7，可理解為反應(yīng)式左邊氣體和反應(yīng)式右邊氣體系數(shù)之和的比為4∶7，再按氫原子守恒先將反應(yīng)式寫(xiě)為4AH3=A(x)+6H2，再由原子守恒得(x)為4.即4AH3=A4+6H2.

四、阿伏加德羅定律與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

例3 1體積SO2和3體積空氣混合后，在450℃以上通過(guò)V2O5催化劑發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(氣)+O2(氣)=2SO3(氣)，若在同溫同壓下測(cè)得反應(yīng)前后混合氣體的密度比為0.9∶1.則反應(yīng)掉的SO2是原有SO2的%.

點(diǎn)撥：由阿伏加德羅定律的推論可知：V2=0.9×(3+1)=3.6體積.

設(shè)參加反應(yīng)的SO2為x體積，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體積,即反應(yīng)掉的體積是原SO2的80%.

五、阿伏加德羅定律與熱化學(xué)方程式的綜合應(yīng)用

例4 將4g甲烷和適量氧氣混合后通入一密閉容器中，點(diǎn)燃使之恰好完全反應(yīng)，待恢復(fù)到原溫度后，測(cè)得反應(yīng)前后壓強(qiáng)分別為3.03×105Pa和1.01×105Pa，同時(shí)又測(cè)得反應(yīng)共放出222.5kJ熱量.試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式.

點(diǎn)撥：解決兩個(gè)問(wèn)題：一是水的狀態(tài)，二是反應(yīng)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng).由阿伏加德羅定律的推論可知：水在該狀態(tài)下是液體(想一想，如為氣體則反應(yīng)前后的壓強(qiáng)比應(yīng)為多少？)即CH4(氣)+2O2(氣)=CO2(氣)+2H2O(液)；△H=890kJ/mol

六、阿伏加德羅定律與其他化學(xué)量的綜合應(yīng)用

例5 同溫同壓下兩個(gè)容積相等的貯氣瓶，一個(gè)裝有C2H4，另一個(gè)裝有C2H2和C2H6的混合氣體，兩瓶?jī)?nèi)的氣體一定具有相同的（ ）

（A） 質(zhì)量

（B） 原子總數(shù)

（C） 碳原子數(shù)（D） 密度

點(diǎn)撥：相同條件下,氣體體積相同，則物質(zhì)的量相同,其中混合氣體的平均分子組成中碳原子數(shù)為2,平均氫原子數(shù)在2和6之間，即混合氣中C2H2和C2H6的相對(duì)量是變化的,不能確定,故只有選項(xiàng)C正確.

變式1：兩個(gè)體積相同的容器，一個(gè)盛有NO，另一個(gè)盛有N2和O2，在同溫同壓下兩容器內(nèi)的氣體一定具有相同的（A、C）

（A） 原子總數(shù)（B） 質(zhì)子總數(shù)

（C） 分子總數(shù)（D） 質(zhì)量

變式2：將“變式1”中的NO改為NO2后，答案是什么呢？（答案為C）

例6 (2007年全國(guó)理綜卷I，第9題)在三個(gè)密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí)，這三種氣體的壓強(qiáng)（p）從大到小的順序是（

）

（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)

點(diǎn)撥：由上述“三反比”結(jié)論③推知答案為D.

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