第一章 物 質(zhì) 的 聚 集 狀 態(tài).ppt

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1、§1-1氣體第一章物質(zhì)的聚集狀態(tài)§1-3溶液§1-2液體§1-4固體(1)理想氣體狀態(tài)方程式(2)氣體分壓定律§1－1氣體1-1理想氣體(3)氣體擴(kuò)散定律氣體的最基本特征：具有可壓縮性和擴(kuò)散性。人們將符合理想氣體狀態(tài)方程式的氣體，稱為理想氣體。理想氣體分子之間沒(méi)有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對(duì)于氣體所占有體積完全可以忽略。1.1.1理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體分子體積與氣體體積相比可以忽略不計(jì)分子之間沒(méi)有相互吸引力分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動(dòng)能損失pV=nRTR----摩爾氣體常量在STP下，p=101.325kP

2、a,T=273.15Kn=1.0mol時(shí),Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPa?L?K-1?mol-1(1)理想氣體狀態(tài)方程式：a.計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理量之一。b.氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算M=Mrg?mol-1(2)理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用用于溫度不太低，壓力不太高的真實(shí)氣體。pV=nRT氣體密度的計(jì)算組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。（2）氣體分壓定律1.1.2混合理想氣體的分壓定律和分體積定律

3、分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p=p1+p2+???或p=?pBn=n1+n2+????分壓的求解：xB?B的摩爾分?jǐn)?shù)例題：某容器中含有NH3、O2、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol,n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計(jì)算各組分氣體的分壓。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)k

4、Pa=77.5kPa分壓定律的應(yīng)用例題:用亞硝酸銨受熱分解的方法制取純氮?dú)?。反?yīng)如下：NH4NO2(s)→2H2O(g)+N2(g)，如果在19℃、97.8kPa下，以排水集氣法在水面上收集到的氮?dú)怏w積為4.16L，計(jì)算消耗掉的亞硝酸銨的質(zhì)量。解：T=(273+19)K=292Kp=97.8kPaV=4.16L292K時(shí)，p(H2O)=2.20kPaMr(NH4NO2)=64.04NH4NO2(s)→2H2O(g)+N2(g)64.04g1molm(NH4NO2)=?0.164mol分體積：某一組分B的分體積VB是該組份單獨(dú)混合氣

5、體中存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時(shí)所占有的體積。分體積定律V=V1+V2+???pnRT=—稱為B的體積分?jǐn)?shù)ppBBj=VVxppBBBBj===,例題：某潛水員潛至海水30m處作業(yè)，海水的密度為1.03g?cm-3，溫度為20℃。在這種條件下，若維持O2、He混合氣中p(O2)=21kPa，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為多少？以1.000L混合氣體為基準(zhǔn)，計(jì)算氧氣的分體積和氮的質(zhì)量。(重力加速度取9.807m/s2)解：T=(273+20)K=293K海水深30m處的壓力是由30m高的海水和海面的大氣共同產(chǎn)生。海面上的空氣壓力為760m

6、mHg，則：p=g?hw+=9.807m/s2?1.03?103kg?cm-3?30m+101kPa=3.03?103kg?cm-1?s-2+101kPa=303kPa+101kPa=404kPa若混合氣體體積為1.000L時(shí)，（3）氣體擴(kuò)散定律同溫同壓下某種氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散速度與其密度的平方根成反比，這就是氣體擴(kuò)散定律1.真實(shí)氣體與理想氣體的偏差1.1.3實(shí)際氣體狀態(tài)方程2.VanderWaals方程理想氣體狀態(tài)方程式僅在足夠低的壓力下適合于真實(shí)氣體。產(chǎn)生偏差的主要原因是：①氣體分子本身的體積的影響；②分子間力的影響。1真實(shí)氣體與

7、理想氣體的偏差(V-nb)=Videal（b：氣體分子自身體積）p(V-nb)=nRT2VanderWaals方程(p內(nèi)：由于分子間引力所造成的修正值)(p+p內(nèi))(V-nb)=nRTa,b分別稱為vanderwaals常量。(V-nb)=Videal等于氣體分子運(yùn)動(dòng)的自由空間，b為1mol氣體分子自身體積的影響。2VanderWalls方程對(duì)于1mol實(shí)際氣體：表1-1某些氣體的VanderWaals常量例題：分別按理想氣體狀態(tài)方程式和vanderwaals方程式計(jì)算1.50molSO2在30攝氏度占有20.0L體積時(shí)的壓力，并

8、比較兩者的相對(duì)誤差。如果體積減少為2.00L，其相對(duì)誤差又如何？解：已知：T=303K，V=20.0Ln=1.50mol，a=0.6803Pa·m6·mol-2，b=0.5636?10-4m3·mol-1相對(duì)誤差：相對(duì)誤差：氣體的液化臨界溫度：臨界