第一章气体、液体和溶液性质

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1、第一章气体、液体和溶液的性质Chapter1　TheBehaviorsofGas、LiquidandSolution§1-1　气体的性质ThePropertiesofGases本节的重点是三个定律：　1．道尔顿分压定律（Dalton’slawofpartialpressures）2．阿码加分体积定律（Amagat’slawofpartialvolumes）3．格拉罕姆气体扩散定律（Graham’slawofdiffusion）一、理想气体(IdealGases)――讨论气体性质时非常有用的概念1．什么样的气体称为理想气体？气体分子间的作

2、用力很微弱，一般可以忽略；气体分子本身所占的体积远小于气体的体积。即气体分子之间作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的气体，称为理想气体。2．理想气体是一个抽象的概念，它实际上不存在，但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。3．实际气体在什么情况下看作理想气体呢？只有在温度高和压力无限低时，实际气体才接近于理想气体。因为在此条件下，分子间距离大大增加，平均来看作用力趋向于零，分子所占的体积也可以忽略。二、理想气体定律（TheIdealGasLaw）1．由来(1)Boyle’slaw（1627-1691）Britishphys

3、icistandchemist－Thepressure-volumerelationshipn、T不变，V∝1/porpV=constant(2)Charles’slaw（1746-1823）Frenchscientist1787年发现－Thetemperature-volumerelationshipn、p不变，V∝TorV/T=constant(3)Avogadro’slaw（1778-1823）ItalianphysicistAvogadro’shypothesis:Equalvolumesofgasesatthesametemp

4、eratureandpressurecontainequalnumbersofmolecular.Avogadro’slawThevolumeofagasmaintainedatconstanttemperatureandpressureisdirectlyproportionaltothenumberofmolesofthegas.T、p不变，V∝n2．理想气体方程式（Theideal-gasequation）由上三式得：V∝nT/p，即pV∝nT，引入比例常数R，得：pV=nRT3．R：GasconstantUnitsl·atm·m

5、ol-1·K-1J·mol-1·K-1m3·Pa·mol-1·K-1cal·mol-1·K-1l·torr·mol-1·K-1NumericalValue0.082068.3148.3141.98762.36在标准状况下：　　　　　264．理想气体方程式应用（Applicationoftheideal-gasequation）　　可求摩尔质量(1)已知p，V，T，m求M(2)已知p，T，ρ求M5．实际气体（Realgas）与理想气体的偏差(Deviationsofidealbehavior)(1)实例：1mol几种气体pV/RT～p曲线

6、从两个图中，可以得知：a．分子小的非极性分子偏差小，分子大的极性强的分子偏差大；b．温度越高，压力越低，偏差越小。(2)实际气体分子之间存在着相互作用。　　　26实验证明，两个氩原子核之间距d＜4Å时，f排斥起主要作用；d=4～7Å时，f引力起主要作用，d＞7Å时，氩原子之间的作用忽略。对于复杂分子的作用，缺少准确的数据，但类似的规律性为：近程排斥；中程吸引；远程为零。(3)当排斥力起主要作用时，PV>>nRT，因为在排斥力的作用下，即使增大一定的压力，由于排斥力的抵抗，气体的体积也不会变小，所以V实际偏大，产生正偏差，故PV>>nRT

7、；当吸引力起主要作用时，PV＜nRT，这是由于分子之间存在的吸引力，使分子对外界的压力变小。所以p实际偏小，产生负偏差。故PV＜nRT。6．对理想气体定律的修正—vanderWaalsequation（1837-1923）Dutchscientist，荣获1910年Noblephysicalprize(1)形式(2)讨论：上式与pidVid=nRT相比：a．Vid=V实－nb，n为mol数，b为每mol分子本身占有的体积∴V实－nb就成了气体分子本身占有体积已被扣除了的空间，即为Vidb．,为什么要在p实项上再加上一项呢？即为什么p实＜

8、p理呢？降压的因素来自两个方面。(i)由于分子内存在相互作用，所以分子对器壁的碰撞次数减少，而碰撞次数与分子的密度（n/V）成正比；(ii)分子对器壁碰撞的能量减少，它也正比于n/V，所以压力降低正比于n2