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上述宏观世界和微观世界分子动能方程通过“阿伏伽德罗常数 N A ”联系起来，可以推导出每摩尔气体的平均动能为：
由上式可得，气体分子运动的平均速度 v rms （m/s）：
由于M= mN A ，R=k N A ，可推出下式：
进一步可以得出格锐目定律（Graham's Law）：在同一温度下，不同物质的分子平均动能相同，气体的运动（扩散）速率与其分子质量的平方根成反比：
例如H 2 （相对分子质量为2）的平均运动扩散（diffusion）速度是O 2 （相对分子质量为32）的四倍。
理想气体（ideal gas）是指分子之间没有相互吸引作用，分子本身体积可以忽略不计，气体分子与容器的器壁间发生完全弹性碰撞的气体。但这种气体实际上并不存在，只是一种理想模型。
真实气体在低压和高温下，由于气体分子间的间距较大，分子间作用力很小，而与气体的体积相比，气体分子本身所占据的体积可忽略不计，这种状态下的气体最接近理想气体，可以按理想气体近似处理。
理想气体状态方程是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程，公式如下：
方程中压强和体积的单位不同，气体常数R有不同取值（详见第五章），此方程在AP化学中压强单位通常为atm，体积单位为L。
实际上，理想气体状态方程是建立在下面几个经验定律基础上的。这些定律均可通过理想气体状态方程反推出来，并不需要单独记忆。
（1）阿伏伽德罗定律（Avogadro's Law）
同温同压（P，T为定值）下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。
Standard Temperature and Pressure简写为STP是指：
Pressure=1atmosphere（atm）=760millimeters of mercury（mmHg）=760torr
Temperature=0℃=273K
在STP状态下（1atm，273K），1mol任何气体的分子的体积都为22.4L。
（2）波义耳定律（Boyle's Law）
一定量的某种气体（n为定值），在温度不变（T为定值）的情况下，压强与体积成反比。
P 1 V 1 =P 2 V 2
（3）盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's Law）：保持一定量的某种气体的体积不变，其压力与温度成正比。
（4）查理定律（Charles's Law）
一定量的某种气体（n为定值），在压力不变（P定值）的情况下，温度与体积成正比。
（5）道尔顿分压定律（Dalton's Law of Partial Pressure）
在温度与体积恒定时，混合气体的总压力 P 总 等于各组分气体的分压P b 之和。
组分b气体的分压P b 大小与它在气体混合物中的摩尔分数（mole fraction）成正比。某组分的分压力是指在相同温度下，该组分单独存在且占有与混合气体相同体积时所具有的压力。摩尔分数 X b 为组分气体的物质的量在混合气体的中的物质的量中所占的比例。
真实气体（real gas），也叫非理想气体（non-ideal gas），它们的分子之间有相互吸引力（范德华力），分子本身也具有一定的体积，所以非理想气体实际上占据的体积要比理想的情况大，分子之间存在着吸引力使得其压强比理想的情况小。
理想气体状态方程的计算结果在真实气体中会出现偏差，需要进行修正。范德华方程就是对理想气体状态方程的修正，是实际气体的状态方程，如下：
a，b是Van der Waals常数，每种气体的a，b都有各自的特定值，可从表中查出如下：
