第13讲 理想气体状态方程和阿伏加德罗定律-【暑假起跑线】2021年初升高化学教材知识衔接讲义

【暑假起跑线】2021年初升高化学教材知识衔接讲义 第13讲　理想气体状态方程和阿伏加德罗定律 教材分析 初中教材要求 高中教材要求 在初习中，对气体体积与温度、压强、物质质量间的相互关系有了基本的了解。 在高中化学中，明确气体压强、温度、物质的量与气体体积间的函数关系，能运用阿伏加德罗定律及其推论定量处理和气体有关的计算。 理想气体状态方程(ideal gas，equation of state)，也称理想气体定律或克拉伯龙方程，描述理想气体状态变化规律的方程。质量为m，摩尔质量为M的理想气体，其状态参数压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系为 pV＝nRT＝ 式中M和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量，单位分别是g·mol－1和mol；p为气体压强，单位Pa；V为气体体积，单位m3；T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·mol－1·K－1，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(SI)，R＝8.314 41±0.000 26 J·mol－1·K－1；如果压强为大气压，体积为升，则R＝0.082大气压·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pV＝nRT这一简单线性关系式中。 理想气体状态方程是由研究低压下气体的行为导出的。但各气体在适用理想气体状态方程时多少有些偏差；压力越低，偏差越小，在极低压力下理想气体状态方程可较准确地描述气体的行为。极低的压力意味着分子之间的距离非常大，此时分子之间的相互作用非常小；又意味着分子本身所占的体积与此时气体所具有的非常大的体积相比可忽略不计，因而分子可近似被看作是没有体积的质点。 虽然完全理想的气体并不可能存在，但许多实际气体，特别是那些不容易液化、凝华的气体(如氦、氢气、氧气、氮气等，由于氦气不但体积小、互相之间作用力小、也是所有气体中最难液化的，因此它是所有气体中最接近理想气体的气体。)在常温常压下的性质已经十分接近于理想气体