2.2 气体化合体积定律和Avogadro假说
（Gas Law of Combining Volume and Avogadro’s Hypothesis）
2.2.1 气体化合体积定律
Gay－Lussac不只是研究气体体积随温度变化的规律，他还大量研究化学反应中各气体体积的相互关系，从而发现了气体化合体积定律：在恒温恒压下，气体反应中各气体的体积互成简单整数比。例如氢气和氯气化合生成氯化氢气体时，三者体积比为1∶1∶2，而氢气和氧气化合生成水汽时，它们的体积比为2∶1∶2。现在我们对原子、分子、分子式、相对原子质量等都已有明确认识，对这个定律是很容易理解的。但在19世纪初，Dalton原子论问世不久，它对定比定律、倍比定律的圆满解释，曾博得科学界一片赞誉，但却不能解释气体化合体积定律。按原子论的观点，化学反应中各种元素的原子数是互成简单整数比的，若气体体积比也成简单整数比，那么就容易设想同体积气体中所含原子数目相同。按此，可有以下推论：
1体积氢气+1体积氯气=2体积氯化氢气
1原子氢气+1原子氯气=2原子氯化氢气
0.5原子氢+0.5原子氯=1原子氯化氢气
即生成1个氯化氢需要半个原子氢气和半个原子氯气。这个说法和Dalton原子论是抵触的，后者认为原子是化学反应中不可分割的最小微粒，“半个原子”是不可思议的。Gay－Lussac总结出来的气体化合体积定律揭示了原子论的美中不足。解决这个矛盾的是意大利科学家Avogadro，他在1811年明确提出了“分子”的概念，并指出气体分子可由几个原子组成，如氢气、氯气可能都是双原子分子。他还认为，“同温同压下，同体积气体所含分子数目相等”。这个说法当时并无直接的实验根据，只是一种假说。按Avogadro的观点，上述推论可修改为：
1体积氢气+1体积氯气=2体积氯化氢气
1分子氢气+1分子氯气=2分子氯化氢气
0.5分子氢气+0.5分子氯气=1分子氯化氢气
1原子氢+1原子氯=1分子氯化氢气
2.2.2 Avogadro定律
Avogadro假说使气体化合体积定律得到了圆满的解释，它在原子分子学说形成过程中有特殊的历史作用。到19世纪末这个假说由气体分子运动论给予理论证明（见第2.5节），所以现在叫做Avogadro定律。这个定律现代的表述是：在相同的温度与相同的压力下，相同体积的气体的物质的量相同。其实这也是气体状态方程的一个例证。若有A、B两种气体，它们的气态方程分别是
pAVA=nARTA
pBVB=nBRTB
当pA=pB，TA=TB，VA=VB时，nA必然等于nB。这个定律对于处理气体反应问题是很有用的，化学方程式表明了反应中各气体物质的量的关系，但实际测量的往往是体积关系，我们就借助于Avogadro定律把它们联系在一起。
【例2.3】在100kPa、24.0℃时，100g乙醇完全燃烧，需消耗纯氧多少立方分米？产生多少立方分米的二氧化碳？
