浅谈理想气体状态方程在化学中的应用1

《浅谈理想气体状态方程在化学中的应用1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈理想气体状态方程在化学中的应用刘海红（云阳中学,412400）摘要：在处理一些涉及到温度不太低、压强不太高的气体的实际问题时，我们可以应用到有关理想气体状态方程做出的一些有用的推论。关键词：理想气体状态方程物质的量化学平衡应用随着近年来国家不断的推动素质教育的发展，因此在教材上就体现了教育改革的方向，从而有些内容比较深的就淡出了高中教材，但在一年多的教学实践中发现，在普通高中物理淡出的理想气体状态方程在化学教学上如若应用的话，则会有意想不到的效果。现将有关这部分的内容和在教学中所采用的相关推论整理如下，愿与各位同行共勉。一

2、.理想气体状态方程气体有实验气体与理想气体之分。理想气体被假设为气体分子之间没有相互作用力;气体分子自身没有体积，当实际气体的压强不大,分子间平均距离很大，气体分子的体积可以忽略不计；温度又不低，导致分子的平均动能较大，分子间的吸引力相比之下可以忽略不计。实际气体的行为就接近于理想气体，可以按理想气体来讨论，因此，只要讨论的气体得于压力不大、温度不低的情况下，就可以使用理想气体状态方程。当然，在高中阶段我们不可能要求学生能使用理想气体状态方程去解答问题，我们只是利用一些用理想气体状态方程推导出来的推论来解答高中化学试题。理想气

3、体状态方程公式：pV二nRT其中：p—气体的压力V—气体的休积n—气体的物质的量R—气体常量(一般取R=8・314m3.Pa.mol-1.k_1)T—气体的温度(其中T=273.15+摄氏温度/K)二.理想气体状态方程在物质的量中的应用根据公式pV=nRT,我们可以知道，对于气体状态方程来说，它有四个变量，从数学中的解方程可以知道，一般来说，一个方程中只能有一个未知量，因此在此公式中四个变量必须有三个是已知的才能求解笫四个未知量。所以根据这样一些问题我们都是先对气体作理想状态的假设，而使之能应用理想气体状态方程。推论：①同温同

4、压下，两种气体体积之比等于它们的物质的量之比。②同温同压下，两种气体的摩尔质量比等于密度之比。③同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比。此处只对第②个推论进行推导，其它推论由读者自行推导。由已知条件有如下等式成立:PiV]=ri]RTiP?V2=口2只丁2P1=P?L=T2Vi=mi/MiV2=m2/M2所以得Mi/M?=(nil/Vi)/(m2/V2)—Pi/P2例题I关于同温同压下等体积的C02和co说法正确的是：①质量相等；②密度相等；③分了数相等地；④所含碳原了个数相等。其中正确的是()oA.①②③④B.②③

5、④C.③④D.③解析：由上述推论有，同温同压下，有vyv,=ni/n2,在体积相等的条件下，知C02和CO必含相同的分子数，相同的物质的量，所以①两者质量不相等(McO2HMco)；②两者密度不相等(MC02/Meo=PC02/PC0)；③分子数相等；④两者物质的量相等地；⑤由％和CO的性质可知,所含碳原子个数也相等。所以③④正确。答案：Co三•理想气体状态方程在化学平衡中的应用由于在化学平衡的学习中，我们主要是讨论有气体参加的反应,因此为了减小计算，我们也可以应用由理想气体状态方程得来的下述推论。①当V、T恒定时，气体压强之

6、比等于气体的物质的量之比，即P平/P始=n平/n始。②当T、P恒定时，气体体积之比等于气体的物质的量之比，即V平/V始=n平/n始。③当T、P恒定时，气体的密度之比(即相对密度)等于气体物质的量之比，即P平/P始二M平/M始。例题2在固定容积的密闭容器中，通入2体积SO?与1体积在一定条件下发生反应2S02(g)+02(g)=2S03(g),并达平衡，此时容器内压强降低了1/4,则平衡时S02的转化率为()oA.25%B.75%C.50%D.90%解析：itl上述结论有等T、V下，P平/P始=n平/n始。2S02(g)+02(

7、g)=2S03(g)△n起始2100转化2xX2xX则有x/3=1/4所以x=0.75so?的转化率=(0.75X2)/2X100%=75%答案：Bo例题3(1999,广东)在5L的密闭容器中充入2molA和lmolB气体,在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)=2C(g),达到平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体压强是反应前的5/6,则A的转化率为()oA.60%B.50%C.25%D.5%解析：同温同体积下，有P平/P始=n平/n始,故反应后的物质的量为(2+1)molX(5/6)=2.5mol,再由差量法可知反应掉

8、的A为lmol,即A的转化率为lmol/2molX100%=50%o答案:B参考文献：[1]・大学无机化学(第四版)•高等教育出版社，2002[2]•傅献彩，沈文霞等主编•物理化学(笫四版)•高等教育出版社[3]•高中化学解题题典(第四版)•东北师范大学出版社