物质的状态气体、液体、溶液

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1、第二章物质的状态p16Figure:Gas-Liquid-Solid1本章主要内容：一、气体1.理想气体状态方程2.混合气体分压定律3.实际气体和VanderWaals方程二、液体1.气体的液化2.液体的气化：蒸发、沸腾3.蒸气压的计算三、固体与固体结构简介2一、气体1理想气体1.1物质状态：固体液体气体分子间作用力减弱密度降低（分子本身所占体积的比例不同）等离子体(Plasma)p16-17如何建立气体模型？31.2理想气体状态方程（经验定律）p17-18理想气体假定：气体分子不占有体积(忽略尺寸)气体分子间作用力忽略不计，则：PV=nRT-----

2、-理想气体状态方程R为气体常数几种变化情况：三个经验定律波义耳(Boyle)定律：PV=衡量（T,n恒定）查理-盖•吕萨克(Charles-Gay·Lussac)定律：V/T=衡量（P,n恒定）阿伏加德罗(Avogadro)定律：V/n=衡量（T,P恒定）41.3气体状态方程的运用p18-191）R的取值：随压力单位的变化而不同P：PaV：m3R=8.31J·mol-1·K-1P：kPaV：dm3R=8.31kPa·dm3·mol-1·K-1P：atmV：dm3R=0.0821atm·dm3·mol-1·K-12）PV=nRT适用于：温度较高或压力较低

3、时的稀薄气体（为什么？）53）求分子量：M（摩尔质量）PV=nRTPV=(m/M)RT(∵n=m/M)∴M=(mRT)/(PV)4）求密度：rr=(PM)/(RT)(∵r=m/V)能否以此解释热气球原理？6例1：惰性气体氙能和氟形成多种氟化物XeFx。实验测定在80oC，15.6kPa时，某气态氟化氙试样的密度为0.899g·dm-3,试确定这种氟化氙的分子式。解：（关键：求出摩尔质量，即可确定分子式。）设氟化氙摩尔质量为M,密度为r(g·dm-3),质量为m(g),R应选用8.31(kPa·dm3·mol-1·K-1),则：7∵PV=nRT=(m/M

4、)RT∴M=(m/V)(RT/P)=r(RT/P)=(0.899×8.31×353)/15.6=169(g•mol-1)已知原子量Xe:131,F:19;对于XeFx，应有：131+19x=169∴x=2∴这种氟化氙的分子式为：XeF28先理解二个概念：分体积Vi：指某组分气体具有和混合气体相同压力时所占的体积。分压(力)Pi：指某组分气体单独占有整个混合气体体积时所呈现的压力。混合气体分压定律：P总=∑Pi=P1+P2+P3+…+Pi试结合PV=nRT导出：Pi=P总·xi（其中：xi=）(Pi为分压，xi为摩尔分数)2混合气体分压定律(1801年,

5、Dalton)p19-209一定状态下：T，V，(总)压P总；分压：PA、PB∵P总=n总(RT/V)同时：气体A：PA=nA(RT/V)气体B：PB=nB(RT/V)∴P总=PA+PB=(nA+nB)(RT/V)PA/P总=nA/(nA+nB)=nA/n总PA=P总·xA理想气体A、B的混合P总=PA+PBnAnBT,V（PA和PB分别是组分A和B单独占有整个混合气体体积时所呈现的压力）10一定状态下：T，P，(总)体积V总；分体积：VA，VB∵V总=(nA+nB)(RT/P)同时：气体A：VA=nA(RT/P)气体B：VB=nB(RT/P)∴V总=

6、VA+VBVA/V总=nA/(nA+nB)=nA/n总VA=V总·xAT,PVAVBnAV总nBT,PTTT,P理想气体A、B的混合（VA和VB分别是指某组分气体具有和混合气体相同压力时所占的体积）nAnB11一般来说，对于混合气体中任意组分A:∵分压PA=P总·xA分体积VA=V总·xA∴VA/V总=PA/P总P总V分=P分V总=n分RT理想气体A、B的混合推而广之，对任意组分应有：12例2：A、B两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混合后下面表达式是否正确?PAVA=nARTPV=nARTPVA=nARTPAV=nARTPA(VA+VB)=nA

7、RT(PA+PB)VA=nART误误正正正正正？误？13例3：室温下，将1.0atm、10dm3的H2与1.0atm、20dm3的N2在40dm3容器中混合。求：H2、N2的分压、分体积、摩尔比。解:?14例3解：1）求分压：T一定，n不变（混合前后）P1V1=P2V21.0×10=PH2×40PH2=0.25(atm)1.0×20=PN2×40PN2=0.5(atm)2）求分体积：VA=V总(PA/P总)VH2=×=40×=13.3(dm3)VN2=×=40×0.5/0.75=26.6(dm3)3）求摩尔比：==0.25/0.5=0.5153气

8、体扩散定律(1831，Graham)p21-22u∝或：气体的扩散速度与其分子量的平方根成反比