第二章 化学基础知识.ppt

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1、第二章化学基础知识2-1气体2-2液体和溶液2-3固体§2-1气体2-1-1气体分子运动论2-1-2理想气体假设有一种气体，它的分子只有位置而不占有体积，是一个具有质量的几何点；分子之间没有相互吸引力，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。——理想气体（实际气体在高温和低压下比较接近理想气体）描述气体性质的物理量：压力(P)体积(V)温度(T)物质的量(n)状态函数1、理想气体的状态方程式波义尔定律：当n和T一定时，气体的V与p成反比V∝1/p（2—1）注意：R的取值，P、V、n、单位之间关

2、系查理-盖吕萨克定律：n和p一定时，V与T成正比V∝T（2—2）阿佛加德罗定律：p与T一定时，V和n成正比V∝n（2—3）以上三个经验定律的表达式合并得V∝nT/p(2—4)实验测得（2-4）的比例系数是R，于是得到pV=nRT(2—5)理想气体状态方程式2-1-2理想气体2、气体分压定律分压:指在相同温度下混合气体中的某种气体单独占有混合气体的体积时所呈现的压强。（Pi表示）分体积：在相同温度下，组分气体具有和混合气体相同压力时所占的体积。（Vi表示）道尔顿分压定律：混合气体的总压等于组成混合气体的各

3、气体的分压之和。P总=Σpi=p1+p2+p3+…P总、Pi、V总、Vi、n总、ni之间的关系:xi=ni/n总（2－12）ni:称为混合气体中某气体的摩尔分数.PiV总=niRT(2—13)P总Vi=niRT(2－14)P总V总=n总RT(2—15)Pi/P总=ni/n总Pi=xiP总(2—16)称为混合气体中某气体的摩尔分数。2、气体分压定律3、气体扩散定律英国物理学家格拉罕姆（Graham）指出：同温同压下，气体的扩散速度与共密度的平方根成反比或即（式2－17）u：表示扩散速度；ρ：表示密度3、气

4、体扩散定律由于（式2－20）因为同温同压下，气体的密度与其相对分子质量成正比，所以式(2-17)可以写成：式(2-20)表示，在同温同压下，气体的扩散速度与其相对分子质量的平方根成反比。例2-5例2-62-1-3实际气体状态方程式（自学）在恒温条件下，一定量理想气体的pV乘积是一个常数，而实际气体却不是这样。2-1-3实际气体状态方程式（自学）因此考虑分子间引力时(2-13)式变为：(p+p内)(V-nb)=nRTp内=a(n/V)22-1-3实际气体状态方程式（自学）2-1-4气体的液化（自学）气体变

5、成液体的过程叫做液化或凝聚。2-1-6气体分子运动论（自学）2-1-5气体分子的速率分布和能量分布（自学）§2-2液体和溶液液体的性质：液体没有固定的外形和显著的膨胀性，有确定的体积，一定的流动性、一定的掺混性、一定的表面张力，固定的凝固点和沸点。2-2-1液体的蒸发饱和蒸气所产生的压强叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。1、蒸发过程2、凝聚过程3、饱和蒸气压2-2-1液体的蒸发图2—8几种液体的蒸气压曲线2-2-1液体的蒸发对同一种液体：2-2-1液体的蒸发lg=（2—28）（2—28）称为克劳修斯—克拉贝龙

6、方程式4、蒸发热维持液体恒温恒压下蒸发所必须的热量，称为液体的蒸发热。在一定的温度和压强下蒸发1mol液体所需要的总热量，称为该液体的摩尔蒸发热。不同的液体，分子间作用力不同，蒸发热必不同；同一液体，温度不同，蒸发热也不相同。一般来说，蒸发热越大，液体分子间作用力越大。2-2-1液体的蒸发2-2-2液体的沸点利用液体沸点随外界气压变化的性质，对于高沸点或加热易分解的物质，可以采用减压蒸馏的方法实现分离和提纯的目的。从图中可以看出，外界气压升高，液体的的沸点升高；外界气压下降，液体的沸点也随之下降。2-2

7、-2液体的沸点2-2-3水2-2-3-1水的结构水有一些反常的物理性质：2-2-3-2水的物理性质一个标准大气压下：水的相图水的相图水的相图：水在不同的P、T下，其状态不同，根据实验数据可以绘出水的状态和温度、压力之间关系的几何图，叫水的状态图，又叫水的相图。在水的相图中，有三条线、三个区及一个点，它们是：OA线：水的蒸气压曲线，它代表水的饱和蒸气压随温度变化的情况。A是临界点（T=647K，P=2.209×107Pa）。OB线：冰的蒸气压曲线（升华曲线），代表冰的蒸气压随温度变化的情况。OC线：水的凝

8、固点曲线，代表水的凝固点随压力改变的情况。三条曲线的共同点都是两相处于平衡状态。要维持体系的两相平衡状态，必须使体系所处的条件（P、T）沿着曲线变动。因此P、T这两个条件中只能自由地改变一个，另一个则必然随之而确定，否则平衡状态会破坏。水的相图在水的状态图中，三条曲线将平面分成三个区：固相区（COB）、液相区（COA）、气相区（BOA）。在每个区中，都只有一个相，叫做单相区。在单相区中，温度和压力可在一定范围内自由改变而不会引起旧相消失和新