一气体的最基本特征.ppt
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1、一、气体的最基本特征:,第一章 气体与热化学方程式 1.1气体,1、扩散性 2、可压缩性,气体存在状态的四个物理量:P、T、V、n,波义尔定律:当n和T一定时,气体的V与p成反比 V 1/p (1) 查理-盖吕萨克定律: n和p一定时,V与T成正比 V T (2) 阿佛加德罗定律:p与T一定时,V和n成正比 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 (5) 这就是理想气体状态方程式,注意:R的取值,P、V、n、T单位之间关系,二、理想气体状态方程表达式,理想气体:为研究气体性质的方便,可以设想一种气体,能严格遵守p
2、V =nRT(恒量) (1)理想气体的宏观描述:能够严格遵守气体三个实验定律(或严格遵守)的气体叫做理想气体 (2)理想气体的微规模型:我们把分子间不存在相互作用力(除碰撞外),并且分子是没有大小的质点的气体叫做理想气体 (3)理想气体是从实际气体抽象出来的物理模型 理想气体是不存在的,但在温度不太低,压强不太大的情况下,可将实际气体看做是理想气体,在标准状况下,1mol气体的体积 , 代入式(11)得,R的数值与气体的种类无关,所以也称通用气体常数。,物质的量n与质量m、摩尔质量M的关系为,则式(11)可变换成,(12),结合密度的定义,则式(11)可以变换为,(13),它反映了理想气体密度
3、随T、p变化的规律。,例1-1:一个体积为40.0dm3的氮气钢瓶,在25时,使用前压力为12.5Mpa。求钢瓶压力降为10.0 Mpa时所用去的氮气质量。,解:作用前钢瓶中N2的物质的量为,作用后钢瓶中的N2的物质的量为,则所用氮气的质量为,小结: 理想气体状态方程式的应用,(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。 pV = nRT,(2) 气体摩尔质量的计算,M = Mr gmol-1,(3) 气体密度的计算, =, = m / V,三. 道尔顿分压定律,实际遇到的气体,大多数是由几种气体组成的气体混合物。如果混合气体的各组分之间不发生反应,
4、则在高温低压下,可将其看作理想气体混合物。混合后的气体作不一个整体,仍符合理想气体定律。,分压:在相同温度下,各组分气体占有与混合气体相同体积时,所产生的压力叫做该气体的分压。1801年,英国科学家道尔顿(J.Dalton)从大量实验中总结出组分气体的分压与混合气体总压之间的关系,这就是著名的道尔顿分压定律。分压定律有如下两种表示形式:,第一种表示形式:混合气体中各组分气体的分压之和等于该气体的总压力。例如,混合气体由C和D两组分组成,则分压定律可表示为:,(14),式中, 分别为C、D两种气体的分压。,第二种表示形式为:混合气体中组分 的分压P 等于总压 乘以气体 的摩尔分数 。,(15),
5、摩尔分数xi是指某气体的物质的量(ni)与混合气体的物质的量(n总)之比。,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。,答案: p(NH3)= 35.47kPa p(O2) = 19.95kPa p(N2) = 77.58kPa,分体积定律,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。,称为B的体积分数,V = V1 + V2 + ,例1-2:25时,装有0
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