第一章 气体和溶液

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1、第一章：气体和溶液学习要求：1、掌握理想气体状态方程式及其应用。物质通常以气态、液态或固态形式存在。本章介绍气体和溶液。2、掌握道尔顿分压定律。3、理解稀溶液的依数性及其应用。12第一节:气体一、理想气体状态方程式2、理想气体状态方程式为：pV=nRT(1-1)1、概念：分子本身不占有体积；分子间没有P：气体压力n：气体的物质的量作用力的气体称为理想气体(idealgas)。V：气体体积T：气体的热力学温度实际遇到的气体均为非理想气体，但在处于低R：摩尔气体常数压(≦1atm)和高温(>273K)的条件下，可近似视为式1-1应用于实际气体时，只适用于温度较理想气体。高(

2、≧273K)、及较低压力(不高于105Pa)的情况。34R的数值与单位：随压力和体积单位的不同而不在STP下，p=101.325kPa,T=273.15K同。当压力为大气压、体积为升代入(1-1)式：n=1.0mol时,Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=pV/nT=1atm×22.4L/1mol×273.15KR=pV=101325Pa×22.414L=0.082atm·L/mol·KnT1.0mol×273.15K当压力单位为Pa，体积为m3时，可得：=8.314J/mol⋅KR=1.01325×105Pa×22.4×10-3m3/1molR=8.3

3、14kPa⋅L⋅K-1⋅mol-1×273.15K=8.314Pa⋅m3⋅K-1⋅mol-1=8.314J/mol·K5613、理想气体状态方程式的应用二、道尔顿分压定律(Dalton’slawofpartialpressure)（1）计算p，V，T，n四个物理量之一组分气体：pV=nRT用于温度不太低，压力不太高的真实气体。理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体（2）气体摩尔质量的计算分压：pV=nRT=mRT组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同MM=mRT式中：m为气体的质量，单位为kg体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压pVM为摩尔质量，单位为kg/mol

4、（3）气体密度的计算ρ为气体密度，单位为kg/m3nRT=BpBpM=ρRTV78二、道尔顿分压定律例题：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，道尔顿分压定律讨论的是混合气体的总压力与各组分气体n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各分压力之间的关系。混合气体的总压力等于各组成气体分压组分气体的分压。力之和，此经验规则称道尔顿分压定律。其数学表达式为：P=Σp解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)ip(N2)=p-p(NH3)-p(O2)某组分的

5、分压力是指该组分在同一温度下单独占有混合气体=0.320+0.180+0.700=(133.0-35.5-20.0)kPa的容积时所产生的压力。=1.200mol=77.5kPanNH()由道尔顿分压定律可知：pi=(ni/n)p总=xip总p()NH=3p3n即：每一组分气体的分压力等于混合气体的总压力和该0.320=×133.0kPa=35.5kPa组分气体摩尔分数的乘积。1.200n(O)注意：分压定律适用于理想气体，对低压下的真实气体混p(O)=2p2n合物近似适用。90.18010=×=35.5kPa20.0kPa0.320道尔顿分压定律的应用：第三节溶液道尔

6、顿分压定律对于研究气体混合物非常重要。用排水集气法收集到的气体其实是含有水蒸气的混合气体。一、分散系一种或几种物质分散成微小的粒子分布在另外一种物质中所构成的系统叫分散系。1、分散质（分散相）：分散系中被分散的物质。2、分散剂（分散介质）：容纳分散质的物质。3、分散系＝分散质+分散剂例如：①小水滴+空气=云雾，其中小水滴是分散质，空气是分散剂。②二氧化碳+水=汽水，1112其中二氧化碳是分散质，水是分散剂。2按分散质粒子直径大小不同可将分散系分为三类：相：分散体系中具有相同化学性质和物理性质的均匀部分。类型颗粒直主要性质实例特点：(1)同一相内任何部分的物理性质和化学性

7、质相同径/nm(2)一个相并不一定是一种物质，如食盐溶液颗粒不能透过滤纸，扩散泥浆粗分散系>100慢，多相，很不稳定牛奶(3)相与相之间有明确的界面分隔开来颗粒能透过滤纸，透不过金溶胶分子分散系:指分散质是以分子或比分子更小的质点均胶体分散系1~100半透膜，扩散慢，多相硅酸溶胶匀分散在分散剂中所得的分散系。或单相，不稳定颗粒能透过滤纸和半透蔗糖、氯多相体系如不溶于水的盐溶液；水与油组成的体系及分子分散系<1膜，扩散快，单相，稳定化钠溶液憎液溶胶等。特点各相的物理性质和化学性质不同，并具有明显分子分散系又称溶液，为单相体系。胶体分散的界面