一章节气体液体溶液.ppt
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1、第一章 气体 液体 溶液,一、气体 1 理想气体状态方程 2 混合气体分压定律 3 实际气体和 Van der Waals 方程 二、液体 1 气体的液化 2 液体的气化:蒸发、沸腾 3 蒸气压计算 三、溶液的浓度(自学)(考试要求) 1 质量百分比浓度 2 质量摩尔浓度 3 摩尔分数浓度 4 物质的量浓度,一、气体,1 理想气体状态方程 物质的状态: 固体 液体 气体 分子间作用力,减弱 密度,降低 (有例外) (分子本身所占体积的比例),等离子体(Plasma) 玻色-爱因斯坦凝结 (Bose-Einstein condensate states) (请见ftp上有关资料),Figure:
2、 Gas-liquid-solid,理想气体,假定: 分子不占有体积(忽略尺寸) 分子间作用力忽略不计 P V = n R T (理想气体状态方程),压力,体积,温度,气体常数,摩尔数,适用于:温度较高或压力较低时的稀薄气体,气体状态方程 的运用,R 的取值 随压力单位的变化而不同 8.31 kPa dm3 mol-1 K-1 0.0821 atm dm3 mol-1 K-1 几种变化情况: 波义耳(Boyle) 定律: PV = 衡量 (T, n 恒定) 查理-盖吕萨克(Charles-GayLussac) 定律: V/T =衡量 (P, n 恒定) 阿伏加德罗(Avogadro) 定律:
3、V/n = 衡量 (T, P 恒定),R 的其它数值,R 值 单位 0.08206 atm L mol-1 K-1 1.987 cal mol-1 K-1 8.314 J mol-1 K-1 8.314 m3 Pa mol-1 K-1 62.36 L torr mol-1 K-1,气体方程的运用,求分子量(摩尔质量)M PV = (m/M) RT (n = m/M) 求密度(r) r = m/V P(m/r) = nRT r = P(m/n)/(RT) M= m/n r = (PM)/(RT),例题:计算摩尔质量,惰性气体氙能和氟形成多种氟化物 XeFx。实验测定在80 oC,15.6 kPa
4、 时,某气态氟化氙试样的密度为0.899(g dm-3),试确定这种氟化氙的分子式。 解: 求出摩尔质量,即可确定分子式。 设氟化氙摩尔质量为M,密度为r(g dm-3),质量为m (g),R 应选用 8.31(kPa dm3 mol-1 K-1)。,例题, PV = nRT = (m/M) RT M = (m/V)(RT/P) = r (RT/P) = (0.899 8.31 353)/15.6 = 169 (g mol-1) 已知 原子量 Xe 131, F 19, XeFx 131+19x =169 x = 2 这种氟化氙的分子式为:XeF2,2 混合气体分压定律,、一定, 气体:nA,
5、 PA= nA(RT/V) 气体 B :nB, PB= nB(RT/V) 总 = PA + PB = (nA+ nB) (RT/V) PA /总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总 PA = (nA/ n总)总,TV,PA,PB,nB,nA,理想气体、的混合(A与B不反应),单独,混合后,P总,混合气体分体积定律,、P 一定, 气体:nA, VA= nA(RT/P) 气体 B :nB, VB= nB(RT/P) V总 = VA + VB = (nA+ nB) (RT/P) VA /V总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总 VA= (nA/ n总)V总 又 PA/总 =
6、nA/ n总 (T,V一定) VA= V总 (PA/总) (T,P一定),TP,VA,VB,nA,理想气体、的混合,单独,nB,混合后,V总,P总= P,VA,VB,例1 A、B两种气体在一定温度下,在一容器中混合,混合后下面表达式是否正确?,PAVA = nART P V = nART PVA = nART PAV = nART PA (VA +VB) = nART (PA+PB) VA = nART,否 否 是 是 是 是,P总V分 = P分V总 = n分RT,例2 在58C将某气体通过一盛水容器,在100 kPa 下收集该气体1.00 dm3。问:,1. 温度不变,将压力降为50.0 k
7、Pa 时,气体的体积是多少? 2. 温度不变,将压力增加到200 kPa 时,气体的体积是多少? 3. 压力不变,将温度升高到100 C 时,气体的体积是多少? 4. 压力不变,将温度降至 10 C 时,气体的体积是多少?,解题思路 1. 该气体与水蒸气的混合气体的总体积, n总不变,P1V1= P2V2 2. 压力增加会引起水蒸气的凝聚,但该气体的摩尔数没有变化, 可以用该气体的分压来计算总体积:P气1V1 = n气RT = P气2V2 3. n总不变, V1/T1 = V2/T2 = 常数 温度降低也会引起水蒸气的凝聚,但该气体的摩尔数没有变化,可以用该气体的分压来计算总体积: P气1V1
8、 /T1= n气R = P气2V2/T2,例2 在58C将某气体通过一盛水容器,在100 kPa 下收集该气体1.00 dm3。问:,1. 温度不变,将压力降为50.0 kPa 时,气体的体积是多少? 2. 温度不变,将压力增加到200 kPa 时,气体的体积是多少? 3. 压力不变,将温度升高到100 C 时,气体的体积是多少? 4. 压力不变,将温度降至 10 C 时,气体的体积是多少?,解: 1. P1 V1 = P2 V2 100 1.00 = 50.0 V2 V2 = 2.00 (dm3) 2. 58 C时,P水 = 18.1 kPa, P气体 = (100-18.1) kPa V2
9、 = (P气1 V1)/P气2 = (100-18.1) 1.00)/(200-18.1) = 0.450 (dm3) 3. V1/T1 = V2/T2 1.00/(273+58) = V2/(273+100) V2 = 1.13 (dm3) 4. P1V1/T1 = P2V2/T2 10 C时 P水= 1.23 kPa, P气体= (100-1.23) kPa (100-1.23)V2 /(273+10) = (100-18.1) 1.00)/(273+58) V2 = 0.709 (dm3),3 实际气体 与 Van der Waals 方程,理想气体: PV = nRT 实际气体: Z
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