驾驭阿伏加德罗定律 突破化学平衡计算瓶颈

黑龙江 卢国锋

驾驭阿伏加德罗定律 突破化学平衡计算瓶颈

黑龙江 卢国锋

阿伏加德罗定律是以气体为研究对象，揭示温度、压强、体积、粒子数四者关系的定律。唯有对阿伏加德罗定律全方位、深层次的理解，才能有效解决气体参与化学平衡的相关计算。

一、深入解读阿伏加德罗定律

1．研究对象“气体”的理解：①所处温度、压强下，物质状态为气体；②被比较气体既可以是纯净气体又可以是混合气体；③通常应用在不同气体之间的比较，当然也可以是同一种气体的比较。

2．表述内容的理解：决定气体体积只有两个因素，气体分子数和气体分子间距离，气体分子间距离只与温度和压强有关，同温同压时任何气体分子间距离都相等，此时气体体积只与气体分子数有关，体积相同则气体分子数一定相同。

阿伏加德罗定律的可以表述为气体“四同”规律—同温、同压、同体积必定同分子数。拓展为三同定一同，①若两种气体温度、压强、分子数三者相同，则两种气体体积一定相同；②若两种气体温度、体积、分子数三者相同，则两种气体压强一定相同；③若两种气体压强、体积、分子数三者相同，则两种气体温度一定相同。

3．阿伏加德罗定律推论理解

“四同”中有两同，即同温同压或同温同体积时，体积和压强与气体分子数成正比关系。

结论1：若反应在恒温恒压体系中进行，气体的体积分数就等于气体的物质的量分数。

结论2：同T、p任何气体的气体摩尔体积都是定值，只要求掌握标准状况下（温度为0℃压强为101kPa）气体摩尔体积22．4L/mol。使用22．4L/mol，一定看条件和状态。

结论3：同T、p气体的密度之比等于摩尔质量之比。

结论4：同温同压同质量的气体，体积与摩尔质量成反比。

结论5：混合气体的总压强等于各组分气体分压之和。

二、化学平衡计算应用举隅

例1 （2014新课标）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系［其中n（H2O）∶n（C2H4）＝1∶1］。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K＝_______________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

【解析】写出相关反应方程式C2H4（g）＋H2O（g）C2H5OH（g），结合信息写出平衡常数表达式Kp＝。设C2H4、H2O的起始物质的量分别为1mol，利用三段法计算平衡各组分物质的量，进而计算分压带入表达式计算。设C2H4、H2O的起始物质的量分别为1mol，A点乙烯转化率为20%，参加反应的乙烯为0．2mol，则：

开始（mol）1 1 0

转化（mol）0．2 0 ．2 0．2

平衡（mol） 0．8 0 ．8 0．2

例2 （2015四川）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C（s）＋CO2（g）幑幐2CO（g）。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：气体分压（p分）＝气体总压（p总）×体积分数。下列说法正确的是（ ）

A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动

B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25．0%

C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24．0p总

【解析】A项，可变的恒压密闭容器中反应，若充入惰性气体，相当于减小压强，则v正、v逆均减小，正反应是气体体积增大的反应，则平衡正向移动，A错误；B项，由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，气体体积分数即为物质的量分数不包括碳，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了xmol，

（作者单位：黑龙江省大庆第五十六中学）