宋天佑《无机化学》

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1、第一章化学基础知识本章作为化学课程的基础，包括5部分内容。（1）气体（2）稀溶液的性质（3）晶体结构基本概念（4）酸碱理论（5）化学反应速率1.1理想气体1.1.1理想气体的状态方程符合下面两条假定的气体，叫做理想气体：（1）气体分子的自身体积可以忽略，分子可看成有质量的几何点。分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，可认为是完全弹性碰撞——无动能损失。（2）分子间的作用力可以忽略，在高温和低压下，实际气体分子间的距离相当大，气体分子自身的体积远远小于气体占有的体积。这时分子间的作用力极弱。高温和低压下的实际气体很接近理想气体

2、。故理想气体的这种假定是有实际意义的。中学阶段的物理课程和化学课程中，曾学习过理想气体的经验公式Boyle定律n，T一定时Vp1读做“正比于”Gay-Lussac定律n，p一定时VTAvogadro定律p，T一定时VnVTVnVp1综合以上三式，得pnTV以R做比例系数，比例式pnTVV=pnRT则变成等式得pV=nRT此式即为理想气体状态方程。V=pnRT上式中nTpVR=由则R=8.314J•mol－1•K－1若压力p的单位为Pa体积V的单位为m3温度T的单位为K物质的量n的单位为molR称为摩尔气体常

3、数。看出pV乘积的物理学单位为焦耳（J）从式R=和R=8.314J•mol－1•K－1nTpV从物理学单位上看pV是一种功。所以pV的单位为N•m－2•m3=N•m=JpPaN•m－2Vm3R=Pa•dm3•mol－1•K－18.314103nTpVR=若压力p的单位为Pa体积V的单位为m3温度T的单位为K物质的量n的单位为mold这个R值用于处理压力与浓度的关系时，十分方便。R=8.314103Pa•dm3•mol－1•K－1如用在下面的公式中式中c是以mol•dm－3为单位的浓度。p=cRTp=RTVn1.1.2混合

4、气体的分压定律由两种或两种以上的气体混合在一起，组成的体系，称为混合气体。显然，空气是混合气体，其中的O2，N2，CO2等，均为空气这种混合气体的组分气体。组成混合气体的每种气体，都称为该混合气体的组分气体。第i种组分气体的物质的量用ni表示，混合气体的物质的量用n表示，显然有n=nii第i种组分气体的摩尔分数用xi表示，则例如，由4molN2和1molO2组成的混合气体，则其中xi=nin显然有xi=1ix（N2）==45n（N2）nx（O2）==15n（O2）n当第i种组分气体单独存在，且占有总体积时，其具有的压力，

5、称为该组分气体的分压。混合气体的体积称为总体积，用V总表示。应有关系式pV=nRT第i种组分气体的分压，用pi表示ii总当第i种组分气体单独存在，且具有总压时，其所占有的体积，称为该组分气体的分体积。混合气体所具有的压力，称为总压，用p总表示。第i种组分气体的分体积，用Vi表示。应有关系式pV=nRTii总我们通过实验来研究分压与总压的关系2dm32105PaO2N2+O2+2dm3N22dm32105Pap总将N2和O2按上图所示混合。2dm32105PaO2N2+O2+2dm3N22dm32105Pap总测得混合

6、气体的p总为4105Pa。按分压的定义p（O2）=2105Pap（N2）=2105Pa2dm32105PaO2N2+O2+2dm3N22dm32105Pap总可见p总=p（N2）+p（O2）测得混合气体的p总为4105Pa。p（O2）=2105Pap（N2）=2105Pa1dm32dm34dm38105Pa2105Pap总再考察一个实验N2O2N2+O2+测得混合气体的总压为3105Pa1dm32dm34dm38105Pa2105Pap总根据分压的定义，由波义耳定律得N2O2N2+O2+p（O2）=

7、1105Pap（N2）=2105Pa混合气体的总压为3105Pap（N2）=2105Pap（O2）=1105Pa亦有p总=p（N2）+p（O2）道尔顿（Dalton）进行了大量实验，提出了混合气体的分压定律——混合气体的总压等于各组分气体的分压之和此即道尔顿分压定律的数学表达式p总=pii理想气体混合时，由于分子间无相互作用，故碰撞器壁产生的压力，与独立存在时是相同的。即在混合气体中，组分气体是各自独立的。这是分压定律的实质。故有pi=p总•xi同样基于上述原因，各组分气体的分压pi在混合气体的总压p总中所占有的

8、比例，应该与其摩尔分数xi一致。即组分气体的分压等于总压与该组分气体的摩尔分数之积。pi=p总•xi例1.1某温度下，将5105Pa的H22dm3和4105Pa的N25dm3充入10dm3的真空容器中。求各组分气体的分压及混合气体的总压。H2V1=2dm3，p1=5105Pa，V2=