第二章 气体 液体 溶液

《第二章 气体 液体 溶液》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章气体、液体和溶液厚德、弘毅、求是、笃行第二章气体、液体和溶液2.1理想气体及相关定律2.2实际气体和vanderWaals方程2.3气体分子运动论简介2.4液体和液晶的基本性质2.5溶液浓度与溶解度2.6非电解质稀溶液和电解质溶液2.7相变与相平衡2.8相图物质的状态物质的状态特殊条件下：等离子体（宇宙空间）玻色-爱因斯坦冷凝体(1995)费米冷凝体(2003)¾与温度和压力条件有关¾分子间的距离不同¾分子间的作用力不同固态液态气态在通常的温度和压力条件下2.1理想气体及相关定律2.1.1理想气体的概念及理想气体状态方程理想气体的概念：温度不太低，压力不太高的稀薄气体。两点基本假

2、设：(1)分子间距离很远，相互作用力可忽略不计；(2)分子自身的体积很小，与气体所占体积相比，可忽略不计。显然，理想气体并不存在。但当气压趋近于零时，可无限接近理想气体。理想气体状态方程(TheIdealGasLaw)：pV＝nRT（形式简单，变量多，适用范围广）式中p：压力(压强，Pa或kPa);V：体积(dm3或cm3)n：气态物质的量(摩尔，mol);R：摩尔气体常数，或叫普适气体恒量摩尔气体常数RpVR==0.082057Latmmol−1K−1nT=8.3145m3Pamol−1K−1=8.3145Jmol−1K−1相关单位换算：1Pa=1N⋅m−21bar=1×105Pa=

3、100kPa1atm=760mmHg=1.010325×105Pa≈101kPa≈0.1Mpa1kPa⋅dm3=1J=0.239cal1cal=4.184J气体状态方程de运用•R的取值随压力单位的变化而不同8.31kPa∙dm3∙mol‐1∙K‐18.31J∙mol‐1∙K‐10.0821atm∙dm3∙mol‐1∙K‐1Boyle定律(1662)：(恒温过程)RobertBoyle的J型玻璃管恒温气体压缩实验结果：1p∝pV=constantV即：温度恒定时，一定量气体的压力和它的体积的乘积为常数。英国化学家波义耳(1627-1691)用J型管测定恒温下的p∼V关系Charles(

4、1787)－Gay‐Lussac(1802)定律：(恒压过程)压力恒定时（不太大），一定量气体的体积与它的热力学温度成正比；或恒压时，一定量气体的体积与温度的商值是恒量。即V/V=(t+273)/273t0V∝TV=bT热力学温标概念的引出Clapeyron方程19世纪，法国科学家Clapeyron综合波义耳定律和Charles定律，把描述气体状态的3个参量p,V,T归并于一个方程式。基本方法是：将从p,V,T到p,V,T的过程分解为2个步骤：111222(1)等温变化：从p,V,T到p,V’,T11121(2)等压变化：再从p,V’,T到p,V,T21222然后分别利用上述定律，通过

5、V’将二者结合起来，即可得到pV/T=pV/T=恒量111222到19世纪末，人们才普遍使用现行形式的理想气体状态方程式。pV＝nRT理想气体状态方程的运用求分子量（摩尔质量）MPV=(m/M)RT(n=m/M)求密度（ρ)ρ=m/VP(m/ρ)=nRTρ=P(m/n)/(RT)M=m/nρ=(PM)/(RT)应用：相对分子量的测定惰性气体氙与氟能形成多种氟化氙XeFx。实验测定在80ºC，15.6KPa时，某氟化氙样品的密度为0.899g.dm-1.试确定分子量及分子式。解求出摩尔质量，即可确定分子式设氟化氙的摩尔质量为M，密度为ρ（g.dm-3),质量为m(g),R应选用8.31k

6、Pa.dm3.mol-1.K-1。pV=nRT=(m/M)RT所以M=(m/V)(RT/p)=ρ(RT/p)=[0.899g.dm-1×8.31kPa.dm3.mol-1.K-1×273+80）K]/15.6kPa=169g.mol-1已知相对原子质量：Xe-131,F-19,所以131+19x=169,x=2这种氟化氙的分子式是XeF。22.1.2气体实验定律(1)气体化合体积定律(Gay-Lussac,1808)©在恒温恒压下，气体反应中各气体的体积互成简单整数比。H2+Cl2→2HCl2H2+O2→2H2O道尔顿原子论无法解释112212导致引出分子的概念¢Avogadro假说(

7、1811)与分子概念的提出©在相同的温度与相同的压力下，相同体积的气体所含分子数目相等。(2)分压的概念与道尔顿分压定律Dalton’sLawofPartialPressure(1807)----压力/压强的概念在温度与体积恒定时，混合气体的总压力等于组分气体分压力之和。某组分气体分压力等于该气体单独占有总体积时所表现的压力。英国化学家道尔顿(1766-1844)1．分压的概念T、V分压力：混合气体中每一组分气体nPAA单独占有整个混合气体容积