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1、 1-1 气体第一章 物 质 的 聚 集 状 态1-3 溶液1-2 液体 1-4 固体(1) 理想气体状态方程式(2) 气体分压定律11 气体1-1 理想气体(3) 气体扩散定律气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性。人们将符合理想气体状态方程式的气体， 称为理想气体。理想气体分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全 可以忽略。1.1.1 理想气体状态方程式v 理想气体 分子体积与气体体积相比可以忽略不计 分子之间没有相互吸引力 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失 pV = nRT R- 摩尔气体常量在STP下，p =101.325kPa, T=273.
2、15Kn=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.41410-3m3R=8.314 kPaLK-1mol-1(1) 理想气体状态方程式：a. 计算p，V，T，n四个物理量之一。b.气体摩尔质量的计算M = Mr gmol-1(2) 理想气体状态方程式的应用用于温度不太低，压力不太高的真实气体。pV = nRT气体密度的计算 组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分 气体。分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体 相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。（2） 气体分压定律1.1.2 混合理想气体的分压定律和分体积定律分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分 气体分压之和
3、。p = p1 + p2 + 或 p = pB n =n1+ n2+ 分压的求解：x B B的摩尔分数例题：某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。 取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol, n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的 总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。 解： n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa 分压定律的应用例题: 用亚硝酸铵受热分解的方法制取纯氮气。 反
4、应如下：NH4NO2(s)2H2O(g) +N2(g)，如果在19、 97.8kPa下，以排水集气法在水面上收集到的氮气体积为 4.16L，计算消耗掉的亚硝酸铵的质量。 解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L 292K 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04 NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol 分体积： 某一组分B的分体积VB是该组份单独混合 气体中存在并具有与混合气体相同温度 和压力时所占有的体积。分体积定律V = V1 + V2 + pn
5、RT=称为B的体积分数ppBBj=VVxpp BB BBj=,例题：某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密 度为1.03gcm-3，温度为20。在这种条件下，若 维持O2、He混合气中p(O2)=21kPa，氧气的体积 分数为多少？以1.000L混合气体为基准，计算氧 气的分体积和氮的质量。(重力加速度取9.807m/s2)解：T=(273+20)K=293K 海水深30m处的压力是由30m高的海水和海 面的大气共同产生。海面上的空气压力为 760mmHg，则：p=g hw+ =9.807 m/s2 1.03103kgcm-330m+101kPa=3.03103 kgcm-1 s-2 +101
6、kPa=303kPa+101kPa=404kPa若混合气体体积为1.000L时，（3）气体扩散定律同温同压下某种气态物质的扩散速度与其密度的平方根成反比，这就是气体扩散定律1. 真实气体与理想气体的偏差1.1.3 实际气体状态方程2. Van der Waals 方程理想气体状态方程式仅在足够低的压 力下适合于真实气体。产生偏差的主要原因是：气体分子本身的体积的影响；分子间力的影响。1 真实气体与理想气体的偏差(V-nb)=Videal （b：气体分子自身体积）p(V-nb)=nRT2 Van der Waals 方程(p内：由于分子间引力所造成的修正值)(p+p内)(V-nb)=nRTa,b
7、分别称为van der waals常量。(V-nb)=Videal等于气体分子运动的自由空间 ，b为1mol气体分子自身体积的影响。2 Van der Walls 方程对于1mol实际气体：表1-1 某些气体的Van der Waals 常量例题：分别按理想气体状态方程式和van der waals方 程式计算1.50mol SO2在30摄氏度占有20.0L体积时的 压力，并比较两者的相对误差。如果体积减少为 2.00L，其相对误差又如何？解：已知：T =303K，V=20.0Ln=1.50mol，a=0.6803Pa m6 mol-2，b=0.563610-4m3 mol-1相对误差：相对误
8、差：气体的液化临界温度： 临界压强： 临界体积：提问：2-1 液体的蒸发（1）蒸发过程 2-4 液 体（2）饱和蒸气压：饱和蒸气所产生的压强。具备蒸发条件的分子数为：(Eo与液体性质有关)注：饱和蒸气压只与液体的本质和温度有关，与液体的量和液面上方空间的体积无关。对于温度T1和T2 下有:克劳修斯克拉贝龙方程（3）蒸发热液体的沸点1.3 溶 液 1.3.1 溶液浓度的表示法一种物质以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而稳定的体系叫做溶液。非水溶液、气态溶液、固体溶液。溶剂，溶质。溶剂和溶质形成溶液的过程表现出化学反应的某些特征：放热、吸热、体积、缩小、体积增加。溶解过程是一个物
9、理化学过程溶液浓度的表示方法（1）质量摩尔浓度：mB = 溶质的物质量 / 溶剂的质量 （molkg-1） （2）物质的量浓度：CB= nB/V = 溶质的物质量 / 溶液体积（moldm-3） （3）质量分数：w = m溶质 / m溶液 （4）摩尔分数：XB= nB / n总，混合物中各物质的摩尔分数之和等于1 （5）体积分数：1.3.2 拉乌尔定律拉乌尔定律（Raoults Law)：一定温度下，稀 溶液中溶剂的蒸汽压pA等于同温度下纯溶剂的 蒸汽压pA*与溶剂摩尔分数xA的乘积。 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降值和溶质的摩尔分数成正比 。1.3.3 亨利定律亨利定律（He
10、nrys Law): 在一定温度下，气体在液体里的溶解度 xB与该气体的平衡分压pB 成正比。pB=kx,BxB式中kx,B为比例常数，称为亨利常数，单位为Pa。 2-3 固体3-1 晶体与非晶体（1）概念（2）晶体与非晶体的不同点（a）可压性和扩散性均不同（b）完整晶体有固定的外形，非晶体没有（c）晶体有固定的熔点，非晶体没有（d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的3-2 3-2 晶体的外形晶体的外形 七大晶系七大晶系3-3 晶体的内部结构（1）十四种晶格三斜P单斜P单斜C正交P正交C正交I正交F四方P四方F三方P六方P立方P立方F立方I（2）晶胞NaCl的晶胞CsCl的晶胞ZnS的晶胞晶胞是晶体的代表，是晶体中的最小单位。晶胞并置起来，则得到晶体。晶胞的代表性体现在以下两个方面： 一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性，即与晶 体具有相同的对称元素 对称轴，对称面和对称中心 ) 。晶胞是具有上述代表性的体积最小、直角最多的平行六面体。NaCl的晶胞 CsCl的晶胞ZnS的晶胞
