第一章 气体（无机化学）.pptVIP

第一章 气 体 §1.1 理想气体状态方程式 §1.2 气体混合物 §1.4 真实气体 §1.1 理想气体状态方程式 1.1.1 理想气体状态方程式 1.1.2 理想气体状态方程式的应用 1.1.1 理想气体状态方程式 理想气体 1.1.2 理想气体状态方程式的应用 2. 气体摩尔质量的计算 3. 气体密度的计算 有关气体体积的化学计算 §1.2 气体混合物 分压定律： 分压的求解： 1.2.2 分压定律的应用 *1.2.3 分体积定律 * * pV=nRT R---- 摩尔气体常量 在STP下，p=101.325kPa, T=273.15K n=1.0mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3 R=8.314 kPa?L?K-1?mol-1 物理模型 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. 计算p，V，T，n四个物理量之一。 应用范围： 温度不太低，压力不太高的真实气体。 M = Mr g?mol-1 ? = ? = m / V 例:为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来 的，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是： 6NaN3+Fe2O3(s) ?? 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g) 在25℃, 748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。 解： 根据化学反应方程式所显示出的n（NaN3）与n（N2）的数量关系，可以进一步确定在给定条件下，m（NaN3）与V（N2）的关系。 6NaN3+Fe2O3(s) ?? 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g) 6mol 9mol Mr(NaN3)=65.01 P=748mmHg=99.73kPa T=298K m(NaN3)=390.06g V(N2)=223.6L m(NaN3)=？ V(N2)=75.0L m(NaN3)= =131g 1.2.1 分压定律 1.2.2 分压定律的应用 *1.2.3 分体积定律 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。 1.2.1 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。 p = p1 + p2 + ???? 或 p = ? pB n =n1+ n2+???? 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） =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa 分体积: 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份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。 V = V1 + V2 + ??? 称为B的体积分数 例题 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 （He在血液中溶解度很小，N2的溶解度大，可使人得气栓病） 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氮的质量。（重力加速度取9.807m/s2） 解：T=（273+20）K=293K 海水深