大学化学 第2章 物质状态.pptVIP

第二章 物质的状态 1 气体 2 液体 3 固体 4 等离子体 5 超高密度态 6 超临界状态 §2-1 气体 1-1 理想气体 (重点讲解） 分子体积与气体体积相比可以忽略不计 分子之间没有相互吸引力 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成 动能损失 在高温、低压条件下，许多实际气体接近理想气体，可将其作为理想气体对待。 R：摩尔气体常数，其值 为8.314J·mol-1·K-1 一、理想气体的状态方程式 波义耳定律： n和T一定时， V ∝1/p （1） 查理-盖吕萨克定律： n和p一定时， V ∝T （2） 阿佛加德罗定律： p与T一定时， V ∝n （3） 以上三个经验定律的表达式合并得 V ∝ nT/p （4） 实验测得（4）的比例系数是R，于是得到 pV = nRT 理想气体状态方程式 注意：①R的取值，P、V、n、T单位要一致 ②只有理想气体及近似理想气体才可用上式计算 例2－1 在容积为10.0dm3的真空钢瓶内充入氯气，当温 度为288K时，测得瓶内气体压强1.01×107Pa， 试计算瓶内氯气的质量。 解：由 pV = nRT 代入数据得m＝2.99Kg 引申：由 pV = nRT 例2－2 根据 理想气体在恒温下的 值应该是一个常数，但实际气体的情况不是这样。图2－1 是273K时CH3F蒸汽的 图。试求CH3F的摩尔质量。 解：将直线内推至p=0时，从图中 知 ，而p→0 时，CH3F已十分接近理想气体，所 以将 值代入理想气体状态方 程式即可求CH3F的摩尔质量，这种 方法叫极限密度法。 二、道尔顿（Dalton)气体分压定律 分压：在相同的温度下，某种气体单独存在并且占有 与混合气体相同体积时该气体的压强，则 pi V总=niRT 分压定律：混合气体的总压等于组成混合气体的各气 体的分压之和，即 p总＝∑pi= p1+ p2+ p3+ …… 对混合气体则有： p总 V总=n总RT 两式相除得： 某气体的摩尔分数 例2－3 25℃时，将0.5L，101KPa氢气和0.3L，50KPa的氮气 移入1.0L的真空容器内，求混合气体的总压和各气体 的分压。 解：混合前 p氢＝ 101KPa，v氢＝ 0.5L，T＝25℃； p氮＝ 50KPa ，v氮＝ 0.3L，T＝25℃， 混合后 v总＝ 1.0L，T＝25℃ 根据分压的定义及理想气体方程式，有 同理可得: 代入数据得：p氢分＝50.5KPa, p氮分＝15.0KPa 所以p总＝50.5＋15.0＝65.5KPa 分体积：在相同的温度下，某种气体单独存在并且 与混合气体总压相同时该气体的体积，则 p总 Vi=niRT 分体积定律：混合气体的总体积等于组成混合气体的各 气体的分体积之和，即 V总＝∑Vi= V1+ V2+ V3+ …… 对混合气体则有： p总 V总=n总RT 两式相除得： 某气体的摩尔分数 三、阿马格（Amagat)分体积定律 四、气体扩散定律 同温同压下，某种气态物质的扩散速度与其密度的平方根成反比，这就是气体扩散定律 例2－4 若O2从玻璃管的一端扩散到另一端需要200s，同样条件下，H2的扩散通过此管需要的时间为（ ）。 1-2 实际气体状态方程式 在恒温条件下，一定量理想气