第2章气体技巧.pptx

第二章气体（gas）; 2.1 气体的性质 2.2 理想气体状态方程式 2.3 气体混合物及分压定律 2.4 气体分子运动论 *2.5 真实气体 *2.6 气体临界现象 ;物质的状态; 实际上，等离子体是宇宙间最广泛存在的一种物质状态，占整个宇宙的99％。地球就象一方小绿洲，存在于等离子体的海洋中。这些等离子体象大海的波浪拍打海岸一样永无休止地冲击地球。地球依靠自己的磁场抗击等离子体的攻击，从而保护自己。 ;? 可压缩性 扩散性 可产生压力，且压力与容器中气体的量成正比 ? 压力随温度升高而增加; 2.2　理想气体状态方程式;理想气体假说;摩尔气体常量; 2.2.3　理想气体状态方程式的应用;;;例1 在标准状况下, 多少摩尔的AsH3气体占有0.0040升的体积? 此时, 该气体的密度是多少?;2.3　气体混合物及分压定律;2.3.2 道尔顿（J.Dalton)分压定律 (Dalton’s law of partial pressures) ;设一气体由A、B两种气体组成，则气体B的摩尔分数为： ;理想气体混合物：在同一容器中，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力可略不计的几种不同气体形成的混合物 组分气体：理想气体混合物中的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。;温度和体积恒定时，混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。 p总 = p1 + p2 + ???? 或 p = ? pB ;x B ? B的摩尔分数;例2 0℃时，一体积为15.0L的钢瓶中装有6.00g的氧气和9.00g的甲烷，计算钢瓶中两种气体的摩尔分数和分压各为多少？钢瓶的总压力为多少？;x (CH4) = 1 – x（O2）= 1 – 0.25 = 0.75;分压定律的应用;;分体积: 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。;称为B的体积分数。;例2-4 氧是人类维持生命的必需气体，缺氧生命就会死亡，过剩的氧会使人致病，只有在氧气的分压维持21kPa才能使人体维持正常代谢过程。在潜水员自身携带的水下呼吸器中充有氧气和氦气。某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密度为1.03g?cm-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氦的质量。 （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 ;若混合气体体积为1.000L，则; 2.4　气体分子运动论 (The molecular movement theory) ; 2.4.1 气体分子运动论的基本要点;（3）气体分子间的吸引力和排斥力可以忽略不计。 （4）气体分子的能量在碰撞过程中相互传递，只要气体 体系的温度不改变，气体分子的平均 动能不随时间 改变。或者说，气体分子间的碰撞完全是弹性碰撞。;最概然速率vmp（most probable speed） － 概率最大的速率;由统计物理学可知 ;与理想气体方程 pV = nRT 合并整理，得 ;可求出在同一温度下，两种不同气体分子的均方根速率之比：;一个质量为m，运动速率为v的物体，其动能为;;2.5.1 真实气体与理想气体的偏差 2.5.2 Van der Waals 方程;2.5.1 真实气体与理想气体的偏差 ;2.5.2 Van der Waals 方程 ( van der Waals equation) ;某些气体的Van der Waals 常量;例5. 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℃占有20.0L体积时的压力，并比较两者的相对误差。??果体积减少为2.00L，其相对误差又如何？;临界温度Tc（critical temperature） 对于每一种气体都存在一个特定的温度，当温度升高到这个温度以上后，无论给气体施加多大的压力都不能使其液化。这个温度就是该气体的临界温度。;临界压力pc（critical pressure）： 在临界温度时使气体液化所需要的最低压力。;气体;物质;作业：