第一章物质及其变化.ppt
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1、第一章 物质及其变化,第一节 物质的聚集状态 1-1 气体 1-2 液体 1-3 固体 1-4 等离子体,第二节 化学反应中的质量关系和能量关系 1-1 质量守恒定律 1-2 反应热效应 焓变 1-3 热化学方程式 1-4 热化学定律,1-5 生成热(生成焓),1-1 气体 1. 理想气体状态方程式 2. 混合气体分压定律 3. 混合气体分体积定律,1. 理想气体状态方程式,理想气体的假设: 分子没有质量、没有体积、没有作用力 理想气体状态方程式 P V = n R T (T为热力学温度),1-1 气体,注: 8.314 Pa m3 mol-1 K-1 8.314 kPa L mol-1 K-
2、1 8314 Pa L mol-1 K-1,= 8.314 Pa m3 mol-1 K-1,在标准状态下(SI):P=101.3256103Pa, Vm=22.41410-3m3, n=1.000mol, T=273.15K,理想气体状态方程式的运用,(2) 理想气体状态方程式几种特殊情况的应用: P V = n R T P, n 恒定,则为盖吕萨克(ay-Lussac)定律 :V1/V2= T1/T2,(1) 求P、V、 n、 T四个物理量之一。适用于温度不太低、压强不太高的真实气体。, V, n 恒定:则为查理 (Chuurle) 定律:P1/P2 = T1/T2 T, n 恒定,则为波意
3、耳 (Boyle) 定律:P1V 1= P2V 2 T, P 恒定:则为阿佛加德罗(Avogadro) 定律:V1/ V2 = n1/ n2,(3) 理想气体状态方程式的其它运用, 求分子量(摩尔质量)Mr PV =nRT =(m/M) RT M=mRT/PV 求密度() = m/V P(m/) = nRT = P(m/n)/(RT) M= m/n = (PM)/(RT),2. 混合气体分压定律,组分气体:混合气体中的每一种气体就称为组分气体。 分压力:混合气体中每一组分气体在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力,叫做组分气体的分压力。,nA,nB,nB,nA,PA,PB,P总,T、
4、V相同,nA,nB,P总 = PA + PB + (T,V恒定),同理,或,混合气体分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。,V,RT,),n,n,(,B,A,+,=,=,V,RT,n,P,总,总,例1 (P3):在0.0100 m3容器中含有2.5010-3 mol H2, 1.0010-3 mol He 和 3.0010-4 mol Ne,在35时总压为多少?,解: p(H2) =,解题思路一:,V,RT,+nc ),n,n,(,B,A,+,=,=,V,RT,n,P,总,总,解题思路二:,P总=PA+PB+PC,p(He) =,= 256 Pa,p(Ne) =,= 76.
5、8 Pa,= 640 Pa,解法二: P总 =,n(总)RT,V,=,n(H2) + n(He) + n(Ne)RT,V,P总 = P(H2)+P(H2O) +P(H2O)= (640+256+76.8) Pa = 973 Pa,例2 :(P3)用锌与盐酸反应制备氢气: Zn(s) + 2H+ Zn2+ + H2(g), 如果在25时用排水法收集氢气, 总压为98.6 kPa (已知25时水的饱和蒸气压为3.17kPa), 体积为2.5010-3 m3. 求: (1)试样中氢的分压是多少? (2)收集到的氢的质量是多少?,解题思路:,P总 = PA + PB,PAV =nART =(m/M)
6、RT,解: (1) 用排水法在水面上收集的气体为被水蒸气饱和了的 氢气, 试样中水蒸气的分压为3.17 kPa, 根据分压定律:,P(H2) = P总 - P(H2O) = (98.6-3.17) kPa = 95.4 kPa,(2) P(H2)V= n(H2)RT =,m(H2) =,=0.194g,P总 = P(H2) + P(H2O),分体积的概念:,某气体的分体积是指和混合气体具有相同温度(T)和相同压力(P总)时该气体所占的体积。,(T,P恒定),3. 混合气体分体积定律,混合气体分体积定律:,例:在27,101.3 kPa下,取1.00L混合气体进行分析,各气体的体积分数为:CO
7、60.0%,H2 10.0%, 其他气体为30.0%.求混合气中:(1) CO和H2的分压;(2) CO和H2的物质的量.,解题思路:,P总 VA = nA R T,(1),(2),PAV总 = nA R T,解:(1),P(CO)= P(总),=101.3 kPa0.600=60.8 kPa,P(H2)=P(总),=101.3 kPa0.100=10.1 kPa,(2)n(H2)=,=4.0010-3 mol,n(CO)=,=2.4010-2 mol,或n(H2),n(CO)=,=4.0010-3 mol,=2.4010-2 mol,气、液之间的转化与平衡,1-2 液体,气体的液化 问题:1
8、)是否所有气体都可以液化? 2) 什么样的条件下可以液化? 例: 冬天带眼镜进屋时,镜片会变得模糊。 家庭用液化气,主要成分是丙烷、丁烷,加压后变成液体储于高压钢瓶里,打开时减压即气化。 但有时钢瓶还很重却不能点燃。是因为C5H12 或C6H14等高级烷烃室温时不能气化。,温度,压力,气体性质,Tc 以下,均可,临界常数:,临界温度 Tc: 每种气体液化时,各有一个特定温度叫临界温度。 在Tc 以上,无论怎样加大压力,都不能使气体液化。 临界压力 Pc: 临界温度时,使气体液化所需的最低压力叫临界压力。 临界体积 Vc: 在Tc 和 Pc 条件下,1 mol 气体所占的体积叫临界体积。 均与分
9、子间作用力及分子质量有关。,临界现象,Tb (沸点) 室温 Tc 室温, 室温下加压不能液化,Tb 室温, 室温下加压可液化,Tb 室温 Tc 室温, 在常温常压下为液体,2. 液体的气化,(1)蒸发: 液体表面的气化现象叫蒸发,吸热过程,蒸发 冷凝 “动态平衡”,饱和蒸气压:与液相处于动态平衡的这种气体叫饱和蒸气,它的压力叫饱和蒸气压,简称蒸气压。,饱和蒸气压的特点: 温度恒定时,为定值; 2. 气液共存时,不受量的变化; 3. 不同的物质有不同的数值。,蒸气压曲线:,曲线为气液共存平衡线; 曲线左侧为液相区; 右侧为气相区。,蒸气压,温度,正常沸点,(2)沸腾:,带活塞容器, 活塞压力为
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