-物质的状态和稀溶液

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1、第一章物质的状态和稀溶液1.3固体1.2液体1.1气体1-1气体理想气体实际气体气体扩散定律1-1-1理想气体压力不太高、温度不太低(高温低压)分子不占体积，可看成几何质点，分子间无吸引力，分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能的损失1-1-1理想气体1、理想气体状态方程pV=nRTp——气体的压力，单位为帕(Pa)V——体积，单位为立方米(m3)n——物质的量，单位为摩(mol)T——热力学温度，单位为“开”(K)R——摩尔气体常数,Pam3mol-1K-1理想气体状态方程实验测知1mol理想气体在标准状况下的体积为22.414×10-3m3,则101.325×103Pa×22.414×10-3

2、m31mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-11-1-1理想气体2、理想气体分压定律气体的分压(pB)——气体混合物中，某一组分气体B对器壁所施加的压力。等于相同温度下该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。道尔顿分压定律——在相同的温度、体积条件下，混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。p=ΣpB=p1+p2+p3+……理想气体分压定律如:组分气体B的物质的量为nB混合气体的物质的量为n混合气体的体积为V则它们的压力：pB=nBRT/Vp=nRT/V将两式相除，得pBnBpn＝为组分气体B的摩尔分数nB

3、npB=pnBn例：体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体,T=30℃、p=93.3kPa,其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量为5.00g,试计算N2、CO2分压。解m(CO2)M(CO2)44.01g·mol-1n(CO2)=/M(CO2)=0.114molp(CO2)==Pan(CO2)RT0.114×8.314×303.15V1.00×10-2=2.87×104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa=3.79×104Pa1.1.2实际气体理想气体的P为一常数,而实际气体的P则不是常数。主要原因是气体处于高压时分子自身

4、的体积不容忽视，另外高压时分子间的引力不容忽视。因此状态方程修正为因此实际气体状态方程为1.1.3.气体扩散定律英国物理学家格拉罕姆（Graham）指出：同温同压下，气体的扩散速度与其密度的平方根成正比或即由于分子质量越大，扩散速度越慢2007-5-27第三节化学反应中的能量关系1.2液体1.2.1蒸气压1.2.2稀溶液的依数性1-2-1蒸气压蒸发与凝聚蒸发:密闭容器中，某些表层液态分子挣脱内层分子的引力以气态形式进入上层空间的过程。凝聚:随着液面上层蒸气密度的增加，当蒸气分子与液面撞击时，又重新回到液体中去的过程。纯溶剂的蒸气压溶液的蒸气压饱和蒸气压实验测定298K时水的饱和蒸气压:p(H2

5、O)=3167.7Pa；0.5mol·kg-1糖水的蒸气压则为:p(H2O)=3135.7Pa；1.0mol·kg-1糖水的蒸气压为:p(H2O)=3107.7Pa。1.2.2稀溶液的依数性蒸气压下降（1）拉乌尔定律1886年拉乌尔（Raoult，F.A.）根据实验得出难挥发非电解质稀溶液的蒸气压p与稀溶液中溶剂A的摩尔分数XA间的关系为：拉乌尔定律也可以这样描述，难挥发非电解质稀溶液的饱和蒸气压降低值和溶质的摩尔分数成正比。（2）溶液的凝固点降低和沸点升高水的凝固点a和溶液的凝固点b实验证明，在稀溶液中，凝固点下降值（）为：图中aa′，ac，bb′线分别表示水、冰和溶液的蒸气压与温度的关系，

6、三相点a（0.01℃，0.611kPa）时，纯水和冰的蒸气压相等，0.01℃即为纯水的凝固点。为凝固点下降常数，它取决于纯溶剂的特性而与溶质特性无关。见表1.2溶液的蒸气压与外界压力相等时的温度称为溶液的沸点。正常沸点指外压为100kPa时的沸点。如在100kPa下水的沸点为100℃。而在稀溶液中，由于加入难挥发性溶质，致使溶液的蒸气压下降，沸点升高。渗透压x由于半透膜两边的溶液单位体积内溶剂分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的“渗透压”van`tHoff方程渗透压溶液体积溶质物质的量温度荷兰物理化学家，获首届/1901年诺贝尔化学奖

7、例：求分子量在298K时，若1L苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其渗透压为1013Pa，求聚苯乙烯的分子量解：V=nRT=CRT:PaC:(mol/L×103)mol/m3R:8.314m3.Pa.mol-1K-1T:K得聚苯乙烯的摩尔质量为渗透压平衡与生命过程的密切关系：①给患者输液的浓度；②植物的生长；③人的营养循环Colligative来自希腊语，意为团结、一起的意思。依数性指的是仅