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1、第五章第五章 物物质的聚集状的聚集状态5.2 液体和溶液液体和溶液5.1 气体气体5.3 纯物物质系系统的相平衡和相的相平衡和相图5.4 等离子体等离子体一、理想气体一、理想气体5.1 气气 体体（1）理想气体分子）理想气体分子间无相互作用无相互作用（2）理想气体分子本身不占有体）理想气体分子本身不占有体积，可，可视为质点。点。 1、理想气体模型的两个假、理想气体模型的两个假设 实际气体若温度不太低（室温左右）、气体若温度不太低（室温左右）、压强不太不太大（大（1atm左右），可近似左右），可近似为理想气体。理想气体。5.1.1 理想气体理想气体 2、理想气体状、理想气体状态方程方程 （1）波
2、）波义耳定律耳定律: 在恒定的温度下，一定量气体的在恒定的温度下，一定量气体的体体积与所受与所受压强成反比。成反比。若若T 恒定，恒定，则5.1.1 理想气体理想气体 2、理想气体状、理想气体状态方程方程 （2）查理定律理定律: 在恒定的在恒定的压强下，一定量气体的下，一定量气体的体体积与与绝对温度温度成正比。成正比。若若 p 恒定，恒定，则（3）阿伏加德）阿伏加德罗定律定律: 在恒定的温度和在恒定的温度和压强下，如下，如果气体的分子数相同，果气体的分子数相同，则气体的体气体的体积也相同。也相同。若若 T ，p 恒定，恒定，则5.1.1 理想气体理想气体 2、理想气体状、理想气体状态方程方程
3、pV = nRT方程方程变形，可求一定状形，可求一定状态下下给定气体的密度：定气体的密度：5.1.1 理想气体理想气体 3、摩、摩尔气体常数气体常数 R 当当压力的力的单位位为Pa，体，体积的的单位位为m3，在，在标准状况准状况下（下（101325 Pa ，273.15 K），），实验测得得1mol10-3 m3。据此，根据理想气体状据此，根据理想气体状态方程可求出方程可求出R R 。5.1.1 理想气体理想气体 3、摩、摩尔气体常数气体常数 R 对应不同的不同的单位，位，R R 有不同的数有不同的数值：若若压强单位位为kPa，体，体积单位位为L，则R =？ 1、分、分压定律定律 道道尔顿（1
4、766 1844）出生）出生于英国的一个手工于英国的一个手工业家庭。他本家庭。他本人的人的职业一直是一直是乡村小学教村小学教师。从从21岁开始开始业余研究气象学。通余研究气象学。通过大量大量实验的的观察和察和测定，分定，分别于于1801年提出了混合气体分年提出了混合气体分压定定律、律、1803年的原子年的原子论，并自行，并自行设计了一套原子符号。了一套原子符号。5.1.2 分分压定律和分容定律定律和分容定律道道尔顿设计的原子符号的原子符号 1、分、分压定律定律 (1) 混合气体中各混合气体中各组分气体的分分气体的分压等于同温度下等于同温度下该气气体体单独占有独占有总体体积时的的压强。5.1.2
5、 分分压定律和分容定律定律和分容定律（2）混合气体的）混合气体的总压等于各等于各组分气体的分分气体的分压之和。之和。nA, nB, nCp, V, TpApCpB对任一任一组分分 i ,有有pi /p = ni /n = xixi 为组分分 i 的摩的摩尔分数分数 2、分容定律（分体、分容定律（分体积定律）定律） (1) 混合气体中各混合气体中各组分气体的分体分气体的分体积等于同温同等于同温同压下下该气体气体单独占有的体独占有的体积。5.1.2 分分压定律和分容定律定律和分容定律（2）混合气体的）混合气体的总体体积等于各等于各组分气体的分体分气体的分体积之和。之和。nA, nB, nCp, V
6、, TVAVCVB对任一任一组分分 i ,有有Vi /V = ni /n = xi = pi /p 例例：加：加热KClO3制制备O2，生成的，生成的O2用排水法收集。在用排水法收集。在25，100kPa下，得到的气体体下，得到的气体体积为250mL。计算算（1）O2的物的物质的量；（的量；（2）干燥）干燥O2的体的体积。5.1.2 分分压定律和分容定律定律和分容定律解：解：（1）O2的物的物质的量：的量：（2）干燥）干燥O2的体的体积：气体分子运气体分子运动论的基本要点：的基本要点：5.1.3 气体分子运气体分子运动论（1）气体由不停地作无）气体由不停地作无规则运运动的分子的分子组成。分子本
7、成。分子本身占有的体身占有的体积与气体与气体总体体积相比可以忽略。相比可以忽略。 1、气体分子运、气体分子运动论（2）气体分子）气体分子间相互作用力很小，可以忽略。分子可相互作用力很小，可以忽略。分子可视为独立运独立运动。（3）气体分子）气体分子间彼此碰撞是完全彼此碰撞是完全弹性的，只有碰撞器性的，只有碰撞器壁才壁才产生生压强。（4）气体分子的平均平）气体分子的平均平动能与气体的能与气体的热力学温度成正力学温度成正比。比。 同温同同温同压下，气体的下，气体的扩散速率与散速率与该气体的密度（或气体的密度（或分子量）的平方根成反比。分子量）的平方根成反比。5.1.3 气体分子运气体分子运动论 2、
8、气体、气体扩散定律散定律气体气体扩散模散模拟实验浓氨氨水水浓盐酸酸5.1.4 实际气体气体 1、实际气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差 CO2的的 p V 图动画画1动画画5动画画4动画画3动画画25.1.4 实际气体气体 2、理想气体状、理想气体状态方程的修正方程的修正 （1）压缩因子因子定定义压缩因子因子 Z：压压缩缩因因因因子子子子p /p /MPaMPa5.1.4 实际气体气体 2、理想气体状、理想气体状态方程的修正方程的修正 （2）范德）范德华方程方程当当n = 1mol，与理想气体状与理想气体状态方程比方程比较：的存在的存在导致致 p实 V理想理想 例例： 40时，1mol
9、CO2气体在气体在dm3的容器中，的容器中，实验测定其定其压强为MPa，试分分别用理想气体状用理想气体状态方程和范方程和范德德华方程方程计算算CO2的的压强。解：解：（1）用理想气体状）用理想气体状态方程方程计算：算：5.1.4 实际气体气体（2）用范德）用范德华方程方程计算：算： 查表，得表，得CO2的的a , b 参参数分数分别为：5.2 液体和溶液液体和溶液一、液体的蒸一、液体的蒸发和蒸气和蒸气压 液体的液体的饱和蒸气和蒸气压与与液体的量液体的量无关！无关！液体蒸液体蒸发模模拟实验5.2 液体和溶液液体和溶液几种液体的几种液体的饱和蒸气和蒸气压曲曲线t /p/kPa 液体的液体的饱和蒸气
10、和蒸气压仅与与温度温度和和液体的种液体的种类有关，而与有关，而与液体的液体的量量无关！无关！5.2.2 溶液的溶液的浓度度1 1，质质量分数量分数量分数量分数 ( (w wB B) ) ：溶液中溶：溶液中溶：溶液中溶：溶液中溶质质的的的的质质量与全部溶液的量与全部溶液的量与全部溶液的量与全部溶液的质质量之比，无量量之比，无量量之比，无量量之比，无量纲纲。2 2，物物物物质质的量分数的量分数的量分数的量分数 ( (x xB B) ) ：溶液中溶：溶液中溶：溶液中溶：溶液中溶质质的摩的摩的摩的摩尔尔数与全部数与全部数与全部数与全部溶液的摩溶液的摩溶液的摩溶液的摩尔尔数之比，无量数之比，无量数之比，
11、无量数之比，无量纲纲。3 3，物物物物质质的量的量的量的量浓浓度度度度 ( (c cB B) ) ：单单位体位体位体位体积积 ( (通常通常通常通常为为1 1升升升升) ) 溶液溶液溶液溶液中含有溶中含有溶中含有溶中含有溶质质的摩的摩的摩的摩尔尔数。数。数。数。单单位：位：位：位：molmolLL-1-14 4，质质量摩量摩量摩量摩尔浓尔浓度度度度 ( (mmB B) )：每：每：每：每10001000克溶克溶克溶克溶剂剂中含有溶中含有溶中含有溶中含有溶质质的的的的摩摩摩摩尔尔数。数。数。数。单单位：位：位：位：molmolkgkg-1-15.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性一，非一，非电
12、解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：1，蒸气，蒸气压下降下降 pi : 稀溶液的蒸气稀溶液的蒸气压。 pi *: 纯溶溶剂的蒸气的蒸气压。 x1 : 溶溶剂的摩的摩尔分数。分数。 x2 : 溶溶质的摩的摩尔分数。分数。稀溶液蒸气稀溶液蒸气压下降下降实验5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 例例： 将克蔗糖（将克蔗糖（C12H22O11）溶于）溶于100克水中，求克水中，求20 时所得溶液的蒸气所得溶液的蒸气压。解：解：蔗糖的摩蔗糖的摩尔质量量为342克克/摩摩尔, 查表得表得20 时纯水的水的饱和蒸气和蒸气压为2.34 kPa根据根据5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性一，非一，非电
13、解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：2，稀溶液的沸点上升和凝固点下降，稀溶液的沸点上升和凝固点下降稀溶液的沸点上稀溶液的沸点上升：升：稀溶液的凝固点稀溶液的凝固点下降：下降：5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性一，非一，非电解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：3，稀溶液的渗透，稀溶液的渗透压或者：或者： 利用渗透利用渗透利用渗透利用渗透压压数据可求数据可求数据可求数据可求物物物物质质的摩的摩的摩的摩尔质尔质量。量。量。量。渗透渗透压演示演示实验5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 例例g某蛋白某蛋白质样品溶于品溶于100gkPa，试求蛋白求蛋白质的摩的摩尔质量。量。解：解：设蛋白蛋
14、白质的摩的摩尔质量量为M，则摩摩尔浓度可表示度可表示为：根据：根据：根据：根据：反渗透与海水淡化反渗透与海水淡化海海海海水水水水淡淡淡淡化化化化 工工工工厂厂厂厂5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性二，二，电解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：获获首届首届首届首届诺贝尔诺贝尔化学化学化学化学奖奖的的的的范特霍夫范特霍夫范特霍夫范特霍夫 授予化学的授予化学的授予化学的授予化学的诺贝尔诺贝尔奖奖章反面章反面章反面章反面图图案案案案5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性二，二，电解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：阿阿阿阿仑仑尼尼尼尼乌乌斯斯斯斯 1887年瑞典化学家年瑞典化学家阿阿仑尼尼
15、乌斯斯提出了提出了电离理离理论，解，解释了了电解解质溶液溶液的的“反常反常”依数性依数性5.2.3 稀溶液的依数性稀溶液的依数性二，二，电解解质稀溶液的依数性：稀溶液的依数性：5.3 纯物物质系系统的的相平衡和相相平衡和相图C CB BD DA AE EF Ft tb bt tf f温温温温度度度度时间时间C CB BD DA AE EF Ft tb bt tf f温温温温度度度度时间时间冷却曲冷却曲线示意示意图1图2图ABAB为为气体降温，气体降温，气体降温，气体降温，BCBC为为气体冷凝，气体冷凝，气体冷凝，气体冷凝，CDCD为为液体降温，液体降温，液体降温，液体降温，DEDE为为液体凝固
16、，液体凝固，液体凝固，液体凝固，EFEF为为固体降温。固体降温。固体降温。固体降温。过冷液体冷液体5.3 纯物物质系系统的的相平衡和相相平衡和相图COCO2 2相相相相图图HH2 2OO相相相相图图三相点三相点: tt=-56.6; pt=5170kPa临界点界点: tc=31.01; pc=7383kPatt=0.01; pttc=373.93; pc=22100kPa5.4 等离子体等离子体1、组成成是一种是一种导电流体，其中含有大量流体，其中含有大量带电粒子粒子( (包括包括正、正、负离子和离子和电子子) )及中性粒子及中性粒子( (分子、原子分子、原子) )2、特征：、特征：正正正正电
17、电荷荷荷荷总总数数数数负电负电荷荷荷荷总总数，整体呈数，整体呈数，整体呈数，整体呈电电中性。中性。中性。中性。3、产生方法生方法等离子体与普通气体有何区等离子体与普通气体有何区别？（1 1）气体放）气体放）气体放）气体放电电法法法法 （2 2 2 2）射）射）射）射线辐线辐射法射法射法射法（3 3 3 3）光）光）光）光电电离法离法离法离法4、等离子体的、等离子体的应用用 等离子体具有很高的化学活性，在化学合成、表面等离子体具有很高的化学活性，在化学合成、表面等离子体具有很高的化学活性，在化学合成、表面等离子体具有很高的化学活性，在化学合成、表面处处理、理、理、理、薄膜制薄膜制薄膜制薄膜制备备、精、精、精、精细细化学品加工等化学品加工等化学品加工等化学品加工等领领域取得重要的域取得重要的域取得重要的域取得重要的应应用成果。用成果。用成果。用成果。
