第1章物质的聚集状态祥解.pptVIP

第一章 物质的聚集状态 第一章 物质的聚集状态 第一章 物质的聚集状态 第一章 物质的聚集状态 1.1 气 体 气体的基本特性 1.1.1 低压气体的经验定律 1.1.1 低压气体的经验定律 1.1.1 低压气体的经验定律 1.1.1 低压气体的经验定律 物质的量 摩尔质量 1.1.2 理想气体的状态方程式 理想气体方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程 气体常数的确定 计算r /p，得到下表 1.1.3分压定律和分体积定律 道尔顿分压定律 道尔顿分压定律 分压定律 2. 阿马格分体积定律 2. 阿马格分体积定律 1.1.4 气体分子运动论 1.1.5 实际气体 用范德华方程计算:由表1.1查出CO2气体范德华常数 1.1.6 气体的液化 1.1.6 气体的液化 范德华常数与临界常数的关系 1.2 液 体 1.2.1 液体的蒸气压 1.2.1 液体的蒸气压 1.2.1 液体的蒸气压 1.2.2 液体的沸腾 不同压力时水的沸腾温度 减 压 蒸 馏 1.3 溶 液 §1.3 溶液 1.3.1 溶液浓度表示法 1.3.1 溶液浓度表示法 1.3.1 溶液浓度表示法 1.3.1 溶液浓度表示法 1.3.2 拉乌尔定律与亨利定律 1.3.2 拉乌尔定律与亨利定律 又解： 1.3.3 非电解质稀溶液的依数性 （1）蒸气压降低 （2）沸点升高 （2）沸点升高 （3）凝固点降低 （3）凝固点降低 (4) 渗透压 (4) 渗透压 Tf*、Tf分别为纯溶剂和溶液的凝固点， kf为凝固点降低常数，仅与溶剂的性质有关，与溶质的种类无关。 实验和理论都已证明稀溶液的凝固点降低与溶液的浓度成正比，即 例 将2.76g甘油（丙三醇C3H8O3）溶于200g水中，测得凝固点为-0.279℃，求甘油的摩尔质量。 200g水中含甘油为： 甘油的摩尔质量： 解：溶液的质量摩尔浓度为： 溶剂分子通过半透膜的扩散现象称为渗透。 渗透作用达到平衡时，半透膜两边的静压力之差称为渗透压。 渗透压也是阻止渗透作用所施加于溶液的最小外压。 范特霍夫（J.H.Vant Hoff）根据实验，提出形式与理想气体状态方程相似的稀溶液渗透压公式 渗透压是溶液依数性中最灵敏的一个性质，因此常用渗透压法确定大分子的相对分子质量。 或 例：有一蛋白质，摩尔质量在12000左右，试比较沸点上升法及渗透压法测定它的分子量之误差。 解：沸点上升法： 水的沸点升高常数 温度测量的精度一般不小于0.01K，所以用沸点升高法无法准确测量。 设取1.00g蛋白质溶于100g水中，20oC 时沸点升高值： 渗透压法：取1.00g蛋白质溶于100g水中，在20oC时的渗透压。 渗透压可以准确测定，所以用渗透压法可准确测定蛋白质的分子量。 1kg血液中含溶质的物质的量 1kg血液的体积近似为 解 (1) 设血液的质量摩尔浓度为bB，则 求：(1) 血液在37℃时的渗透压； 人的血液（可视为水溶液）在101.325kPa下于-0.56℃凝固。已知水的 所以 ldm3蔗糖水溶液中需含103.07g蔗糖时才能与血液有相同的渗透压。 解：因为 (2) 在同温度下，ldm3蔗糖(C12H22Oll)水溶液中需含有多少克蔗糖时才能与血液有相同的渗透压。 例 空气主要由N2及O2组成，它们的体积分数分别为79%和21%，试求空气的平均摩尔质量。 气体的体积分数等于摩尔分数，所以 解：设空气的总质量为m，总物质的量为n，则平均摩尔质量 分子运动论的基本论点是： （1）气体是由不停顿地作无规则运动的分子所组成。分子本身的体积与气体所占有的体积相比可以忽略。 （2）分子间的相互作用力很小，可以忽略。 （3）分子彼此间以及分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。碰撞只改变分子运动的方向，而不改变分子运动的速度。分子与器壁间的碰撞产生压力。 （4）气体分子的平均平动动能与气体的绝对温度成正比。一摩尔气体分子的平均平动动能为： 式中a和b都是与物质有关的经验常数。 a与分子间的吸引力大小有关，越容易液化的气体，气体分子间的引力越大，a越大； b与分子本身的体积有关，分子体积越大，b越大。 或 范德华方程 范德华，荷兰 例 40℃时，1.00mol CO2气体，存储于1.20dm3的容器中，实验测得压力为1.97MPa，试分别用理想气体状态方程和范德华方程计算CO2气体的压力，并和实验值比较。 解：用理想气体状态方程计算 计算值与实验值误差 计算值与实验值误差 降低温度或同时增加压力，气体液化。 在液化过程等温线分三段，在水平线段上气液两相平衡，所对应的压力就是该温度下液态CO2的饱和蒸气压。 270K i k p / MPa 0.2 0.4 0.6 0