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时间:2018-11-30
《高中化学竞赛辅导大学无机化学第-章气体液体和溶液性质》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、.第一章气体、液体和溶液的性质Chapter1 TheBehaviorsofGas、LiquidandSolution§1-1 气体的性质ThePropertiesofGases本节的重点是三个定律: 1.道尔顿分压定律(Dalton’slawofpartialpressures)2.阿码加分体积定律(Amagat’slawofpartialvolumes)3.格拉罕姆气体扩散定律(Graham’slawofdiffusion)一、理想气体(IdealGases)――讨论气体性质时非常有用的概念1.什么样的气体称为理想气体?气体分子间的作用力很微弱,一般可以忽略;气体分子本身所占的体积远小于
2、气体的体积。即气体分子之间作用力可以忽略,分子本身的大小可以忽略的气体,称为理想气体。2.理想气体是一个抽象的概念,它实际上不存在,但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。3.实际气体在什么情况下看作理想气体呢?只有在温度高和压力无限低时,实际气体才接近于理想气体。因为在此条件下,分子间距离大大增加,平均来看作用力趋向于零,分子所占的体积也可以忽略。二、理想气体定律(TheIdealGasLaw)1.由来(1)Boyle’slaw(1627-1691)Britishphysicistandchemist-Thepressure-volumerelationshipn、T不变,V∝1
3、/porpV=constant(2)Charles’slaw(1746-1823)Frenchscientist1787年发现-Thetemperature-volumerelationshipn、p不变,V∝TorV/T=constant(3)Avogadro’slaw(1778-1823)ItalianphysicistAvogadro’shypothesis:Equalvolumesofgasesatthesametemperatureandpressurecontainequalnumbersofmolecular.Avogadro’slawThevolumeofagasmainta
4、inedatconstanttemperatureandpressureisdirectlyproportionaltothenumberofmolesofthegas.T、p不变,V∝n2.理想气体方程式(Theideal-gasequation)由上三式得:V∝nT/p,即pV∝nT,引入比例常数R,得:pV=nRT3.R:GasconstantUnitsl·atm·mol-1·K-1J·mol-1·K-1m3·Pa·mol-1·K-1cal·mol-1·K-1l·torr·mol-1·K-1NumericalValue0.082068.3148.3141.98762.36在标准状况下:
5、 ......4.理想气体方程式应用(Applicationoftheideal-gasequation) 可求摩尔质量(1)已知p,V,T,m求M(2)已知p,T,ρ求M5.实际气体(Realgas)与理想气体的偏差(Deviationsofidealbehavior)(1)实例:1mol几种气体pV/RT~p曲线从两个图中,可以得知:a.分子小的非极性分子偏差小,分子大的极性强的分子偏差大;b.温度越高,压力越低,偏差越小。(2)实际气体分子之间存在着相互作用。 ......实验证明,两个氩原子核之间距d<4Å时,f排斥起主要作用;d=4~7Å时,f引力起主要作用,d>7Å
6、时,氩原子之间的作用忽略。对于复杂分子的作用,缺少准确的数据,但类似的规律性为:近程排斥;中程吸引;远程为零。(3)当排斥力起主要作用时,PV>>nRT,因为在排斥力的作用下,即使增大一定的压力,由于排斥力的抵抗,气体的体积也不会变小,所以V实际偏大,产生正偏差,故PV>>nRT;当吸引力起主要作用时,PV<nRT,这是由于分子之间存在的吸引力,使分子对外界的压力变小。所以p实际偏小,产生负偏差。故PV<nRT。6.对理想气体定律的修正—vanderWaalsequation(1837-1923)Dutchscientist,荣获1910年Noblephysicalprize(1)形式:(2
7、)讨论:上式与pidVid=nRT相比:a.Vid=V实-nb,n为mol数,b为每mol分子本身占有的体积∴V实-nb就成了气体分子本身占有体积已被扣除了的空间,即为Vidb.,为什么要在p实项上再加上一项呢?即为什么p实<p理呢?降压的因素来自两个方面。(i)由于分子内存在相互作用,所以分子对器壁的碰撞次数减少,而碰撞次数与分子的密度(n/V)成正比;(ii)分子对器壁碰撞的能量减少,它也正比于n/V,所
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