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1、北京交通大学北京交通大学化学期末复习化学期末复习光科光科 13032013/12/21化学期末复习2.1 气体气体1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式理想气体的微观特征有两个：理想气体的微观特征有两个： 一是分子可以看成几何上的点，本身并没有体积。一是分子可以看成几何上的点，本身并没有体积。 二是分子间没有相互作用力，分子间的相互碰撞是完全弹性碰撞。二是分子间没有相互作用力，分子间的相互碰撞是完全弹性碰撞。PV = nRTP、V、T、n 均采用均采用 SI 单位：单位： PPa、TK、Vm3、nmol、R=8.314 J mol-1 K-1理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用: (
2、1)、计算、计算 p、V、T、n 中的任意物理量中的任意物理量 PVnRT应用于温度不太低，压力不太高的真实气体应用于温度不太低，压力不太高的真实气体 (2)、气体摩尔质量的计算、气体摩尔质量的计算:(3)、气体密度的计算（密度与摩尔质量的换算）、气体密度的计算（密度与摩尔质量的换算）2.理想气体的分压定律和分体积定律理想气体的分压定律和分体积定律分压分压 混合气体中，组分混合气体中，组分 B 单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和体积时，所产生的压力单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和体积时，所产生的压力 称组分称组分 B 的分压。的分压。 分压定律分压定律混合气体的总压是各组分分压力
3、之和。混合气体的总压是各组分分压力之和。P总总 = PB 分压的计算分压的计算x B 为为 B 组分的物质量的分数，又称摩尔分数组分的物质量的分数，又称摩尔分数 分体积分体积 混合气体中，组分混合气体中，组分 B 单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和压力时，所产生的体积单独存在，并且处于与混合气体相同的温度和压力时，所产生的体积 称组分称组分 B 的分体积。的分体积。 分体积定律分体积定律: 混合气体的总体积是各组分分体积之和。混合气体的总体积是各组分分体积之和。 V = VB 分体积的计算分体积的计算pVmRT nmMRTpM VmVRTnpBBpxpnnpB BBB Bn RTVp化学
4、期末复习3. 真实气体真实气体真实气体与理想气体产生偏差的主要原因是真实气体与理想气体产生偏差的主要原因是: 气体分子本身的体积的影响气体分子本身的体积的影响 分子间力的影响分子间力的影响 真实气体状态方程式：真实气体状态方程式：例例 1:在在 99.7KPa 和和 18.0情况下，取情况下，取 100cm3煤气进行分析，发现一氧化碳、氢气和其余煤气进行分析，发现一氧化碳、氢气和其余 气体体积百分数分别为气体体积百分数分别为 59.4%、10.2%和和 30.4 %，求煤气中一氧化碳和氢气的分压分别是多，求煤气中一氧化碳和氢气的分压分别是多 少？少？解解: 已知：已知： Xi= Pi/P总总，
5、Xi=Vi/V 总总故有：故有： Pi/P总总=Vi/V总总= Xi 所以一氧化碳的分压：所以一氧化碳的分压：PCO= P总总XCO=99.97KPa 59.4%=59.38KPa所以氢气的分压：所以氢气的分压：PH2= P总总XH2=99.97KPa 10.2%=10.20KPa例例 2. 在在 20 C、 99 kPa 下，用排水取气法收集下，用排水取气法收集 1.5 dm3 的的 O2, 问：需多少克问：需多少克 KClO3 分解？分解？ 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2(查水（查水（20 C）的蒸气压为）的蒸气压为 2.34 kPa )2. 解解 2 KClO3 = 2 K
6、Cl + 3 O22/3 1= RT = 99 2.34 = 96.7 (kPa)= = 0.060 (mol)= 2/3 需需 KClO3 = 2/3 =2/3 0.06 122.5 = 4.9 (克）克）22()()npaVnbnRTVpVnRT2OP总V2On2OP2OnRTVPO总2)20273(31.85.17.96 3KClOn2On2On 3KClOM化学期末复习2.2 液体液体1、液体的、液体的(饱和饱和)蒸气压蒸气压在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等时，液相和气相达到平衡，在一定温度下，当液相蒸发的速率与气相凝结的速率相等时，液相和气相达到平衡， 此时，气体所
7、具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。此时，气体所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。 液体的蒸气压与液体分子间作用力有关。一般地，分子量越大或分子的极性越大，液体的蒸气压与液体分子间作用力有关。一般地，分子量越大或分子的极性越大， 分子间作用力越大，液体的蒸气压越小。分子间作用力越大，液体的蒸气压越小。符号：符号：p 单位：单位： Pa （帕斯卡）或（帕斯卡）或 kPa 蒸气压与温度的关系：蒸气压与温度的关系：沸点沸点 当蒸气压增加到与外界压力相等时，液体内部就会有大量气泡产生并上升至液体表面并随当蒸气压增加到与外界压力相等时，液体内部就会有大量气泡产生并上升至液体表面
8、并随 之破碎，这种现象称之为沸腾，此时的温度称为沸点。之破碎，这种现象称之为沸腾，此时的温度称为沸点。 液体的沸点随外界压力而变，压力增加，沸点升高液体的沸点随外界压力而变，压力增加，沸点升高2 溶液及溶液的浓度表示方法溶液及溶液的浓度表示方法质量百分比浓度质量百分比浓度物质的量分数物质的量分数质量摩尔浓度质量摩尔浓度物质的量浓度物质的量浓度3 溶解度溶解度 气体在液体中的溶解度：气体在液体中的溶解度：亨利定律亨利定律 气体在一种液体中的溶解度随气体压力的增大而增大。气体在一种液体中的溶解度随气体压力的增大而增大。 C=khp v va ap pH H1 1l ln nP P= =- -+ +
9、C CR RT T%100(g) (g)(%)的质量溶液溶质的质量百分比浓度BAB Bnnnx(mol)(Kg)m 溶质的物质的量质量摩尔浓度溶剂的质量(mol)(L)c 溶质的物质的量物质的量浓度溶液的体积化学期末复习C 气体在液体中的浓度（气体在液体中的浓度（molL-1） ，p 是液面上气是液面上气 体的分压（体的分压（Pa ） ，kh是亨利系数是亨利系数(molL-1 Pa-1)亨利定律的适用条件亨利定律的适用条件 溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。 气体溶解度与温度的关系气体溶解度与温度的关系 气体溶解度随温度升高而降低。气体溶解度随温度
10、升高而降低。固体在液体中的溶解度固体在液体中的溶解度固体溶解度受温度、溶剂种类的影响。固体溶解度受温度、溶剂种类的影响。 1，一般情况下，温度越高，溶解度越大。，一般情况下，温度越高，溶解度越大。 2，相似相溶（物质的极性相近，化学结构相似），相似相溶（物质的极性相近，化学结构相似） 。液体在液体中的溶解度液体在液体中的溶解度与温度、压力无关；化学结构相似相溶。与温度、压力无关；化学结构相似相溶。4 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 依数性质依数性质 指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数量，而与溶质的本性指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数量，而与溶质的本性
11、 无关。依数性只适用于难挥发的非电解质溶液，当电解质浓度很低时，以阴阳离子的总浓无关。依数性只适用于难挥发的非电解质溶液，当电解质浓度很低时，以阴阳离子的总浓 度代入也可以近似适用。度代入也可以近似适用。 稀溶液的依数性的种类稀溶液的依数性的种类蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降p1 = p*1 x1 X1：溶剂的物质的量的分数：溶剂的物质的量的分数p = p*1 x2 X2：溶质的物质的量的分数：溶质的物质的量的分数溶液的沸点升高和凝固点下降溶液的沸点升高和凝固点下降Tb=Tb Tb0 = Kbm kb沸点升高系数
12、沸点升高系数.单位单位kf凝固点降低系数凝固点降低系数.单位单位 Tf = Tf0- Tf =Kfm m 是溶液的质量摩尔浓度是溶液的质量摩尔浓度化学期末复习溶液的渗透压溶液的渗透压C 是物质的量的浓度，是物质的量的浓度， m 是溶液的质量摩尔浓度是溶液的质量摩尔浓度例例 3. 计算质量分数为计算质量分数为 5%的蔗糖的蔗糖(C12H22O11)溶液的凝固点，已知水的溶液的凝固点，已知水的 Kf=1.86K mol-1 kg例例 4.与人体血液具有相等渗透压的葡萄糖溶液，其凝固点降低值为与人体血液具有相等渗透压的葡萄糖溶液，其凝固点降低值为 0.543K，求此葡萄糖溶，求此葡萄糖溶 液的质量分
13、数和血液的渗透压？（葡萄糖的分子量为液的质量分数和血液的渗透压？（葡萄糖的分子量为 180,已知水的已知水的 Kf=1.86K mol-1 kg ）cRTmRT 化学期末复习第三章第三章 化学与能源化学与能源1 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 基本概念基本概念 体系与环境：人为地将一部分物质与其它物质划分开来，作为研究的对象，这种被划定的体系与环境：人为地将一部分物质与其它物质划分开来，作为研究的对象，这种被划定的 对象称为体系对象称为体系 体系之外，与体系有关的相邻部分称为环境。体系之外，与体系有关的相邻部分称为环境。 状态和状态函数：状态是指体系一切性质的总和状态和状态函数：状态是指
14、体系一切性质的总和 状态函数是指用来描述体系状态的物理量，例如温度、压力、体积、内能、焓、熵等。状状态函数是指用来描述体系状态的物理量，例如温度、压力、体积、内能、焓、熵等。状 态函数的基本特征为：他们是单值函数，即状态一定，状态函数的值也一定，若状态发生态函数的基本特征为：他们是单值函数，即状态一定，状态函数的值也一定，若状态发生 变化，则变化值只与体系的始态与终态无关，而与途径无关。变化，则变化值只与体系的始态与终态无关，而与途径无关。 热和功：由于体系和环境之间的温度差而造成的能量传递称为热，用符号热和功：由于体系和环境之间的温度差而造成的能量传递称为热，用符号 Q 表示表示 除了热以外
15、，在体系与环境之间其他形式的能量传递称为功，用符号除了热以外，在体系与环境之间其他形式的能量传递称为功，用符号 W 表示。表示。 分为体积功和非体积功两类，由于体积膨胀或压缩所做的功称为体积功，其他的功称为非分为体积功和非体积功两类，由于体积膨胀或压缩所做的功称为体积功，其他的功称为非 体积功，两者之和为总功。体积功，两者之和为总功。 反应过程中，系统外压力反应过程中，系统外压力 pC 恒持定，系统体积恒持定，系统体积 V1膨胀到膨胀到 V2时按照对功符号的规定，体积时按照对功符号的规定，体积 功的计算公式为功的计算公式为W 体体 = - -P ( V1 - - V2 ) = -PV-PV热和功不是状态函数热和功不是状态函数 内能：热力学能也叫内能，用符号内能：热力学能也叫内能，用符号 U 来表示。来表示。 是状态函数是状态函数U = U始始 + U终终标准态：对于气相系统，每种气态物质处于标准压力（标准态：对于气相系统，每种气态物质处于标准压力（100kPa 为标准压力，准确值为为标准压力，准确值为 101.325 kPa ）的情况称为标准状态。）的情况
