无机化学课件之_气体和溶液

=6.30g
例题: 可以用亚硝酸铵受热分解的方法制 取纯氮气。反应如下： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 如果在19℃、97.8kPa下，以排水集气法 在水面上收集到的氮气体积为4.16L，计算消 耗掉的亚硝酸铵的质量。 解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
nB RT pB V
道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2) : N2(3)
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
V
p（总压力） + ＝ p1
p2
+
p3
或 p pB
V
V
V
n1 RT p1 , V
Байду номын сангаасn2 RT p 2 , V
n1 RT n2 RT RT p n1 n2 V V V
第一章 化学基础知识
§ 1 物质的状态 § 1-1 气体 § 1-2 液体 § 1-3 固体 § 1-4 等离子态（了解） § 2 溶液
§ 1 物质的状态：
固体 液体 气体 等离子体 （Plasma）
分子间作用力:
减弱 密度: 降低 （有例外） （分子本身所占体积的比例）
§ 1-1 气体
盐酸 氢气 + 水蒸气
p
p(总压) p
。
锌
例题：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) =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
Mr (Zn)=65.39
(98.70 3.17)kPa 2.50L n(H2) = 8.314J K -1 mol-1 298K
=0.0964mol
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g) 65.39g 1mol m(Zn)=? 0.0964mol
65.39g 0.0964mol m(Zn) = 1mol
nB RT VB p
nB RT VB p
V = V1 + V2 +
或
V VB
B
n1 RT n2 RT V p p
nRT RT n1 n2 p p VB nB B—称为B的体积分数 V n pB VB xB B , pB B p p V
§ 1-3 固体
1 晶体与非晶体
晶体与非晶体的不同点
（a）可压性和扩散性均不同
（b）晶体有固定的外形，非晶体没有 （c）晶体有固定的熔点，非晶体没有 （d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的
2 晶体类型：
分子晶体、离子晶体、原子晶体、金属晶体
3 晶体的外形－－ 七大晶系
4 晶体的内部结构
（1）十四种晶格
分子的 动能：
红色：大 黑色：中 蓝色：低
a
b
完全 蒸发 干涸
吸热过程
2. 液体的气化：蒸发 与 沸腾
• 蒸发: 密闭容器 恒温 蒸发 凝聚 “动态平衡”
b a
分子的 动能：
红色：大 黑色：中 蓝色：低
饱和蒸气压：与液相处于动态平衡 的这种气体叫饱和蒸气，它的压力 叫饱和蒸气压，简称蒸气压。
饱和蒸气压的特点： 1. 温度恒定时，为 定值； 2. 气液共存时，不 受量的变化； 3. 不同的物质有不 同的数值。
292K 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
(97.8 2.20)kPa 4.16L n(N2) = -1 -1 8.314J K mol 292K
=0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol
5 12 6 14
临界现象
Tb （沸点） < 室温 Tc < 室温， 室温下加压不能 液化
Tb < 室温， Tc > 室温， 室温下加压可以 液化 Tb > 室温 Tc > 室温， 在常温常压下为 液体
几个临界常数：
• 临界温度 Tc: 每种气体液化时，各有一个特定 温度叫临界温度。 在Tc 以上，无论怎样加大压 力，都不能使气体液化。 • 临界压力 Pc: 临界温度时，使气体液化所需的 最低压力叫临界压力。 • 临界体积 Vc: 在Tc 和 Pc 条件下，1 mol 气体 所占的体积叫临界体积。 临界常数主要与分子间作用力及分子质量有关。
三斜P
单斜P
单斜C
正交P
正交C
正交I
正交F
四方P
四方F
三方P
六方P
立方P
立方I
立方F
§ 2 溶液
一、溶液的基础知识回顾
溶液的定义及其浓度表示方法
二、溶解度原理
溶解度原理及其一般规律
三、非电解质稀溶液的依数性
1 依数性的定义及其适用范围 2 蒸气压下降－拉乌尔(Raoult)定律 3 沸点升高 4 凝固点下降 5 渗透压 6 依数性的应用
1. 气体的最基本特征
具有可压缩性和扩散性。
2. 理想气体 人们将符合理想气体状态方程式pV=nRT的 气体，称为理想气体。
分子体积与气体体积相比可以忽略不计 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 ----弹性碰撞
3. 理想气体的状态方程式
理想气体状态方程式: pV=nRT
适用于：温度较高、压力较低时的稀薄气体
理想气体状态方程式
pV = nRT R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
Pa 22.414 10 m pV 101325 R nT 1.0mol 273.15K
n =n1+ n2+
nRT p V
混合理想气体状态方程式仍有效
分压的求解：
nB RT nRT p pB V V pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
混合气体分压定律的应用
思考题：在20 °C、 99 kPa 下，用排水取气法收集 1.5 dm3 的O2, 问：需多少克 KClO3 分解？ 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 (查水（20 °C）的蒸气压为 2.34 kPa )
例1 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？
1 2 3 4 5 6
PAVA = nART P V = nART PVA = nART PAV = nART PA (VA +VB) = nART (PA+PB) VA = nART
否
否 是 是 是 是
P总V分 = P分V总 = n分RT
解度大；与气体溶质近似分子间力的溶剂为较佳溶剂。
溶解度－温度曲线
三、非电解质稀溶液的依数性
2. 液体的气化：蒸发 与 沸腾
• 蒸发: 气化现象发生在液体表面。 • 沸腾：气化即发生在液体表面也发生在液体 内部。 蒸发的两个条件： 1、运动速率（动能）足够大。 2、运动方向指向液体表面。
2. 液体的气化：蒸发 与 沸腾
• 蒸发: 液体表面的气化现象叫蒸发（evaporation)。 敞口容器
pM 计算气体密度： RT
m V
m pV RT M
M
RT
p
例
题
mAr=0.7990g，T=16℃，p=111.46kPa， V=0.4314L，求a) 1摩尔Ar的质量； b) 在标准状态下Ar的密度。 解：a)∵PV=m/M×RT , ∴ M=mRT/pV =0.799×8.315×289.15/ （111.46×103×0.4314×10－3） ＝39.95g/mol
n NH 3 p (NH 3 ) p n
0.320 133.0kPa 35.5kPa 1.200
n(O 2 ) p (O 2 ) p n
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2)
=(133.0-35.5-20.0)kPa
mB wB m
质量摩尔浓度： 物质的量浓度： 摩尔分数：
nB xB n
nB bB mA
nB cB V
溶液浓度 之间的相 互换算： 通过密度
二、溶解度原理
溶解度原理及其一般规律
1) 原理： 只是经验理论“相似着相溶”，其中“相似者”是指溶质与 溶剂在结构或极性上的相似。 2) 经验规律： a 液－液相溶：如含有OH的液体易溶于水，但如有机醇随 着碳链增加，越难溶于水。 b 固－液溶解：非极性或弱极性固态物质难溶于强极性溶剂 （水）；同溶剂中，低熔点的固体比类似结构的高熔点物质 易溶解。 c 气－液溶解：同溶剂中，高沸点的气体比低沸点的气体溶
一、溶液的基础知识回顾
1 溶液的定义及其分类
1) 溶液：以分子、原子或离子状态分散于另一种
物质中所构成的均匀而又稳定的体系。
2) 分类：a 气态溶液；b 液态溶液；c 固态溶液。
其中液态溶液常用（溶质＋溶剂）
注意：酒精溶于水，液体的总体积减小（常识
积累－－开心词典）。
2. 溶液浓度表示法
质量分数：
b) pM