阿伏加德羅定律
阿伏加德羅定律
阿伏加德羅定律（阿伏伽德羅定律及推論）（英文名：Avogadro's Hypothesis）主要說明：同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同的分子數，稱為阿伏加德羅定律。
氣體的體積是指所含分子佔據的空間，通常條件下，氣體分子間的平均距離約為分子直徑的10倍，因此，當氣體所含分子數確定后，氣體的體積主要決定於分子間的平均距離而不是分子本身的大小。
阿伏加德羅定律(Avogadro's law)在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。所以又叫四同定律，也叫五同定律或克拉貝隆方程（五同指同溫、同壓、同體積、同分子個數、同物質的量）。
理想氣體（即氣體分子無體積，各分子間無作用力。P.S：在高溫高壓下，許多氣體都接近於理想氣體），可以是單一氣體，也可以是混合氣體。可以是單質氣體，也可以是化合物氣體。
我們可以利用阿伏加德羅定律以及物質的量與分子數目、摩爾質量之間的關係得到以下有用的推論：
(1)同溫同壓時:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 ②ρ1:ρ2=M1:M2 ③ 同質量時:V1:V2=M2:M1
(2)同溫同體積時:④ P1:P2=n1:n2=N1:N2 ⑤ 同質量時: P1:P2=M2:M1
(3)同溫同壓同體積時: ⑥ ρ1:ρ2=M1:M2=m1:m2
具體的推導過程請大家自己推導一下，以幫助記憶。推理過程簡述如下：
(1)、同溫同壓下，體積相同的氣體就含有相同數目的分子，因此可知：在同溫同壓下，氣體體積與分子數目成正比，也就是與它們的物質的量成正比，即對任意氣體都有V=kn；因此有V1:V2=n1:n2=N1:N2，再根據n=m/M就有式②；若這時氣體質量再相同就有式③了。
(2)、從阿伏加德羅定律可知：溫度、體積、氣體分子數目都相同時，壓強也相同，亦即同溫同體積下氣體壓強與分子數目成正比。其餘推導同(1)。
(3)、同溫同壓同體積下，氣體的物質的量必同，根據n=m/M和ρ=m/V就有式⑥。當然這些結論不僅僅只適用於兩種氣體，還適用於多種氣體。
克拉佩龍方程又稱“理想氣體方程式”。中學化學中，阿伏加德羅定律佔有很重要的地位。它使用廣泛，特別是在求算氣態物質分子式、分子量時，如果使用得法，解決問題很方便。下面簡介幾個根據克拉伯倫方程式導出的關係式，以便更好地理解和使用阿伏加德羅定律。
克拉佩龍方程通常用下式表示：PV=nRT……①
P表示壓強、V表示氣體體積、n表示物質的量、T表示絕對溫度、R表示氣體常數。所有氣體R值均相同。如果壓強、溫度和體積都採用國際單位（SI），R=8.31帕·米3/摩爾·開。如果壓強為大氣壓，體積為升，則R=0.082大氣壓·升/摩爾·度。
因為n=m/M、ρ=m/v（n—物質的量，m—物質的質量，M—物質的摩爾質量，數值上等於物質的分子量，ρ—氣態物質的密度），所以克拉佩龍方程式也可寫成以下兩種形式：
Pv=mRT/M……②和PM=ρRT……③
以A、B兩種氣體來進行討論。
（1）在相同T、P、V時：
根據①式：nA=nB（即阿伏加德羅定律）
分子量一定
摩爾質量之比=密度之比=相對密度。若mA=mB則MA=MB。
（2）在相同T、P、m時：
體積之比=摩爾質量的反比；兩氣體的物質的量之比=摩爾質量的反比。
物質的量之比=氣體密度的反比；兩氣體的體積之比=氣體密度的反比。
（3）在相同T·V時：
兩氣體的壓強之比=氣體分子量的正比=摩爾質量的反比。
我們可以利用阿伏加德羅定律以及物質的量與分子數目、摩爾質量之間的關係得到以下有用的推論：
(1)同溫同壓時:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 ②ρ1:ρ2=M1:M2 ③ 同質量時:V1:V2=M2:M1
(2)同溫同體積時:④ P1:P2=n1:n2=N1:N2 ⑤ 同質量時: P1:P2=M2:M1
(3)同溫同壓同體積時: ⑥ ρ1:ρ2=M1:M2=m1:m2
具體的推導過程請大家自己推導一下，以幫助記憶。推理過程簡述如下：
(1)、同溫同壓下，體積相同的氣體就含有相同數目的分子，因此可知：在同溫同壓下，氣體體積與分子數目成正比，也就是與它們的物質的量成正比，即對任意氣體都有V=kn；因此有V1:V2=n1:n2=N1:N2，再根據n=m/M就有式②；若這時氣體質量再相同就有式③了。
(2)、從阿伏加德羅定律可知：溫度、體積、氣體分子數目都相同時，壓強也相同，亦即同溫同體積下氣體壓強與分子數目成正比。其餘推導同(1)。
(3)、同溫同壓同體積下，氣體的物質的量必同，根據n=m/M和ρ=m/V就有式⑥。當然這些結論不僅僅只適用於兩種氣體，還適用於多種氣體。
在同溫同壓下，像在上面結論式②和式⑥中出現的密度比值稱為氣體的相對密度D=ρ1:ρ2=M1:M2。
注意：①.D稱為氣體1相對於氣體2的相對密度，沒有單位。如氧氣對氫氣的密度為16。
②.若同時體積也相同，則還等於質量之比，即D=m1:m2。
阿伏加德羅定律推論
阿伏加德羅定律及推論都可由理想氣體狀態方程及其變形推出（壓強、體積、絕對溫度、物質的量、氣體常數、密度）。由定律可導出：“一連比、三正比、三反比”的規律。
1．“一連比”：指在同溫同壓下，同體積的任何氣體的質量比等於摩爾質量（相對分子質量）之比，等於密度比。
2．“三正比”
（1）同溫同壓下，兩氣體的體積之比等於其物質的量之比，等於其分子數之比。
（2）同溫同體積下，兩氣體的壓強之比等於其物質的量之比，等於其分子數之比。
（3）同溫同壓下，兩氣體的密度之比等於其摩爾質量（又稱相對分子質量）之比。
3．“三反比”
（1）同溫同壓同質量下，兩氣體的體積與其摩爾質量（相對分子質量）成反比。
（2）同溫同分子數（或等物質的量）時，兩氣體的壓強與其體積成反比。
（3）同溫同體積同質量下（同密度時），兩氣體的壓強與其摩爾質量（相對分子質量）成反比。
