第二章_-_水、气.pptVIP

2. 2 固体;2. 3 液体和液晶 ; 液体远程无序，近程有序。液体没有固定的形状，具有流动性。;一、水的性质和应用;◆氢键 电负性很大的原子X（F、O、N）与H原子成键时，由于X吸引电子的能力很强，使氢原子带有较多正电荷，它与另一个电负性大且半径又小的原子（ F、O、N ）形成氢键： X—H‥‥‥Y ◆氢键使水分子发生缔合 ◆氢键键能：断开H和Y两个原子间结合所需的能量，比化学键弱，与分子间作用力数量级相近;图2-17 水团簇的稳定结构; 水分子的结构和水分子间的氢键作用决定了水具有许多特殊性质。 ; 水在4℃时密度最大。冰具有稳定六方晶型结构，氧原子相距0. 276 nm，中心的水分子以氢键和其4个相邻水分子相联构成四面体，三维伸展形成空间网状结构。随着温度升高，冰熔化，这种“冰山”结构塌陷，水分子排列变得更紧密，在4℃时达到极值，此时密度最大，出现所谓的“冷胀热缩”现象。 ;水会发生解离：; 纯水中的 H+ 浓度很小，在 10–7 mol·dm–3 左右。当水溶液中 c(H+) 1. 0 mol·dm–3 时，;例2. 1 求纯水在 50℃ 时的 pH 。 ;表2. 7 不同水样的电导率;升华热 51 kJ·mol–1; 水缔合程度大，活性丧失严重，因而变成了“死水”。但水分子间的氢键在加热、磁场等条件下将被破坏，从而降低了缔合度。;（1）汽车发动机的外部都装有水套。利用水冷却发动机； （2）“水力发电”就是利用水的落差产生的巨大的量推动水轮机来进行发电。现在世界上最大的水力发电站是长江三峡的“葛洲坝水力发电站”。 （3）在开采石油的时候，由于石油被过分地开采，造成油井枯竭。这时，用水灌入油井中，因为油比水轻，这样就可以使石油浮在水的上面，从而将枯竭的油井从新打出油来。 （4）水在不同环境和状态下，比如在缝隙、纳米管或聚合物中，高温高压条件下会呈现独特的结构和性能——当前科学研究的热点。;地表水汽化，带去大量汽化热； 水（Mr=18）比空气（Mr=28）轻，易升至高空； 在高空，水汽凝结成云、雾、雨、雪 放出凝结热。;二、溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压;二、溶液的蒸气压、凝固点、沸点和渗透压;表2. 8 不同温度时水和冰的饱和蒸气压; 在难挥发非电解质稀溶液中，溶液的蒸气压实际就是溶剂的蒸气压。溶液表面的溶剂分子数目由于溶质质点的存在而减少，使相同温度下溶液蒸发出的溶剂分子数目比纯溶剂要少，即溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。 ;图2-19 水、冰和水溶液的蒸气压随温度的变化 ;上式也称拉乌尔定律(法国物理学家)。;→干燥剂工作原理：CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固态物质，常被用作干燥剂。因其易吸收空气中的水分在其表面形成溶液，该溶液蒸气压较空气中水蒸气的分压小，使空气中的水蒸气不断凝结进入溶液而达到消除空气中水蒸气的目的。 ;凝固点（熔点）：液相和固体蒸气压相等时的温度（固相与液相共存时的温度）;表2. 9 一些溶剂的凝固点下降常数和沸点升高常数;凝固点降低的应用;实验证明：难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，沸点升高(ΔTb )为; 当一种难挥发的溶质溶解于溶剂后，由于溶液的蒸气压下降，需要在更高的温度下才能使它的蒸气压达到外压而沸腾——出现沸点升高的现象。;4. 溶液的渗透压;4. 溶液的渗透压; 实验发现，难挥发的非电解质稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度及热力学温度成正比。; 298. 15 K、 0. 1 mol·dm–3 溶液的渗透压为 248 kPa，数值相当可观；一般植物细胞汁的渗透压可达 2000 kPa（相当于200 m水柱）——植物根部吸水;等渗液; 如果在溶液的一侧施加一个大于渗透压的外压力，则溶剂由溶液一侧通过半透膜向纯溶剂或低浓度方向渗透，这种现象称为反渗透。反渗透法为海水淡化和废水处理提供了一个重要方法。 ;1、冬季，为何可以用食盐来帮助融化人行道旁的冰雪？将NaCl、NH4NO3和(NH4)2SO4各0.1mol溶于1kg水中，问哪一种冰点下降最多？ 2、稀溶液的依数性的核心是什么？ ; 凡能用来燃烧而取得能量，具有一定经济价值的物质都称燃料。 ;液体燃料一般由石油经过蒸馏分离并精制得到：;; 液体燃料与固体燃料和气体燃料相比，具有热值高，灰分少，有流动性，储运方便，使用安全便利等特点。;液体燃料的使用性能;; 从能源危机和环境问题出发，世界各国积极开发替代汽油、柴油等的新型燃料。 （1）甲醇汽油、乙醇