大学基础化学课件工科物质的聚集状态

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1、第五章物质的聚集状态§5.1物质的聚集状态概述§5.2气体§5.3溶液掌握内容：理想气体状态方程、气体的分压定律和分体积定律；基本单元、溶液浓度；基准物质、标准溶液；熟悉(理解)内容：晶体结构类型、超临界流体、等离子体、离子液体等的概念了解内容：实际气体的状态方程、非电解质溶液、电解质溶液的依数性；胶体、溶胶、凝胶，胶体的稳定性及聚沉作用，晶格及晶格参数。基本要求P67-68：习题3、4、6、7、8作业§5.1物质的聚集状态概述超临界流体(SCF，supercriticalfluid)温度和压力处于临界点以上对应的物质的状态称为超临界流体。等离子体(plasma

2、)当对气体物质施以高温、放电、电磁场、高能磁场、热核反应等作用时，气态原子可以获得很高的能量，从而被解离成阳离子和自由电子，由于整个体系正、负电荷数相等，故称为等离子体。离子液体熔融盐，如熔融状态的NaCl，就是由阴、阳离子组成的液体，称为高温离子液体。室温离子液体，它在-100~200C均呈液体状态，与一般的液态物质不同，它完全是由离子组成的，一般是由有机阳离子和无机阴离子组成。也不同于等离子体，应该是物质的另一种聚集状态。§5.2气体5.2.1理想气体状态方程理想气体(idealgases)分子之间没有相互作用分子本身体积为零的气体注：低压、高温下的气体可

3、近似按理想气体处理理想气体状态方程(stateequation)pV=nRT式中：p—气体的压力(Pa)T—热力学温度(K)V—气体的体积(m3)n—气体的物质的量(mol)R—摩尔气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若用m—气体的质量M—气体的摩尔质量—气体的密度则例：一学生在实验室中，在73.3kPa和25°C下收集得250ml某气体。在分析天平上称量，得气体净质量为0.118克。求这种气体的物质的量和摩尔质量。16.0g·mol-1例：为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是由叠氮

4、化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是：6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)在25℃、748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。131g5.2.2气体的分压定律和分体积定律气体的分压定律(Lawofpartialpressure)组分气体理想气体混合物中的每一种气体组分气体的分压力组分气体B在相同温度下单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和；组分气体的分压大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比分压定律p=p1+p2+或p=pBpB=x

5、Bp=(nB/n)p例：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，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200molp(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=133.0-35.5-20.0=77.5kPa分压定律的应用p(总压)=p(气体)+p(水蒸气)气体的分体积定律(Lawofpartialvolume)组分气体的分体积组分气体B单独存在并具

6、有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和；组分气体的分体积大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比分体积定律V=V1+V2+或V=VBVB=xBV=(nB/n)V例：氧是人类维持生命的必需气体，缺氧生命就会死亡，过剩的氧会使人致病，只有在氧气的分压维持21kPa才能使人体维持正常代谢过程。在潜水员自身携带的水下呼吸器中充有氧气和氦气。某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密度为1.03gcm-3，温度为20℃。在这种条件下，若维持O2、He混合气中p(O2)=21kPa，氧气的体积分数为多少？以1.000L混合气

7、体为基准，计算氧气的分体积和氦气的质量。(重力加速度取9.807m/s2)5.2%；52ml；0.63g§5.3溶液5.3.1基本单元及溶液浓度基本单元(basiccell)系统中的基本组分分子、原子、离子、电子及其它粒子或这些粒子的特定组合注：若物质A在反应中转移的质子数或得失电子数为ZA时，基本单元常选为某一特定的过程或反应溶液的浓度(concentration)物质的量的浓度(amount-of-substance~)单位体积的溶液中所含溶质基本单元B的物质的量单位：mol·L-1质量摩尔浓度(molality)单位质量的溶剂中所含溶质B的物质的量单位：m

8、ol·kg-1摩尔分数(