物质聚集状态
第一章 物质的聚集状态
vap H m
为液体的摩尔蒸发热（摩尔汽化焓）
只要知道p1、p2、T1、T2和 vap H m 五个量 中任意4个，就能求出另外一个物理量。
1.2.3 液体的沸点 液体在蒸发过程中，随着外加温度的升高， 蒸气压也在逐渐增大，当外加温度增加到液体 的饱和蒸气压等于外界（环境）压力时，在整 个液体中的分子都能发生气化作用，液体开始 沸腾，此时的温度就是该液体在该压力下的沸 点（boiling point）。 液体的沸点随外压而变化，压力越大， 沸点也越高。当外压为标准情况的压力（即 101.325kPa）时的沸点，为正常沸点。一般我 们所说的沸点都是正常沸点。
理想气体分子之间没有相互吸引和排斥， 分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可 以忽略。
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
pV R nT 3 3 101325Pa 22.414 10 m 1.0mol 273.15K 8.314 J mol 1 K 1
定量的气体，当压力一定时，气体的体积 V与热力学温度T成正比。 数学式可表示为 或 或 V = V0T/T0 V∞T V1/V2 = T1/T2
查理-盖· 吕萨克定律也可以用图形来表示， 称为等压线—— 直线。如图1.2 所示。
3. 阿伏加德罗定律 在相同的温度和压力下，相同体积的不同 气体均含有相同数目的分子。 1.1.2 理想气体的状态方程 人们将符合理想气体状态方程式的气体， 称为理想气体。
R=8.314 kPaLK-1mol-1=8.314Pa· 3 · -1mol-1 m K
物质的聚集状态
• (3)胶体的应用：自来水厂用含铝或含铁的化合 物做净水剂，其实是利用胶体吸附水中的悬浮 颗粒并沉降，从而到达净水的目的。
3.溶液的导电性
• 为什么溶液会NaCl、NaOH、盐酸发生 导电而酒精、蔗糖溶液不导电?溶液导电 的本质原因是什么？ • 【分析】水溶液中的化合物在水分子的 作用下发生电离,生成了自由移动的水合 离子,从而使溶液具有导电性。
点燃
H2 ＋ Cl2 ==== 2HCl 化学计量数γ之比 1 ：1 ： 2 微粒个数之比 1 ：1 ： 2 扩大NA倍 1×NA ：1×NA ： 2×NA 物质的量之比 1mol ：1mol ： 2mol 22.4L ：22.4L ： 44.8L 相同条件下气体体积比 1体积 ： 1体积 ： 2体积 结论：对于气体物质，因为相同条件下分子数相等，物质的量相等、物 质的体积也相等，所以化学反应中物质的系数之比等于相同条件下气体的体积比，即 1LH2和1LCl2完全反应生成2LHCl气体。
• 钠、镁、铝与过量的盐酸反应，在相同状况下产生H2 的体积相等，则钠、镁、铝三种金属的物质的量之比 是_______________________ • 问题表征：已知：生成的H2的体积相等 求 解目标：三种金属的物质的量之比 • 思路分析：此题容易一般用方程式来解，但比较繁， 可以采用关系式法求解。 • 钠、镁、铝建立关系，关系依据是“反应生成H2的体 积相等”。产生H2的体积相等，即是金属化合价变化 总数相等。 • 6Na ~ 3Mg ~ 2Al ~ 6H ~ 3H2
• 5．______g 硫酸铝溶于水可得使溶液中所 含铝离子刚好为amol。 • 问题表征：已知Al3+的物质的量 求解目 标： Al2(SO4)3的质量 • 思路分析：可根据Al3+与Al2(SO4)3的关系列 比例式解决。 • 解答： Al2(SO4)3 → 2Al3+ • 342g 2mol • m Al2(SO4)3 amol
大学化学物质的聚集状态
04 固态物质
晶体结构
1 2 3
晶体结构定义
晶体是由原子、分子或离子按照一定的规律在三 维空间内周期性重复排列形成的固体物质。
晶体分类
根据晶体内部原子、分子或离子的排列方式，晶 体可以分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金 属晶体等。
晶体性质
晶体具有规则的几何外形、固定的熔点和各向异 性的特点。
非晶体结构
高分子溶液的特性与应用
特性
高分子溶液的特性主要包括溶液粘度较高、稳定性较好、不易结晶等。这些特性使得高分子化合物在 许多领域都有广泛的应用，如塑料、橡胶、涂料、粘合剂等。
应用
高分子溶液在工业生产和科学研究中具有广泛的应用，如制备高分子材料、改善材料性能、制备高分 子复合材料等。此外，高分子化合物在生物医学领域也有广泛应用，如制备药物载体、组织工程支架 等。
胶体的性质
胶体具有丁达尔效应、布朗运动、电泳和电渗等性质。这些性质与胶体粒子的大 小和带电性质密切相关，是胶体区别于其他分散体系的重要特征。
大分子溶液的定义与性质
大分子溶液的定义
大分子溶液是由高分子化合物溶解于溶剂中形成的均一、透 明、稳定的溶液。
大分子溶液的性质
大分子溶液具有粘度较大、扩散系数较小、不易渗透等性质 ，这是因为高分子化合物在溶液中能够形成较大的分子链， 对溶剂分子产生较大的阻力。
大学化学物质的聚集状态
contents
目录
• 物质的聚集状态简介 • 气态物质 • 液态物质 • 固态物质 • 溶液的聚集状态 • 胶体与大分子溶液
01 物质的聚集状态简介
聚集状态的定义
聚集状态是指物质在一定条件下所呈 现的空间形态，包括单个分子、分子 间相互作用形成的聚集集体以及更大 尺度的物质结构。
物质的聚集状态
物质的聚集状态
物质的聚集状态主要有气态、液态、固态和等离子态等。
气态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱，分子可以自由运动。
液态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离较小，分子间的作用力较大，分子可以有限制地运动。
固态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离很小，分子间的作用力很大，分子只能在平衡位置附近振动。
此外，还有等离子态、超固态和玻色-爱因斯坦凝聚态等其他聚集状态。
当气体中分子运动更加剧烈，成为离子、电子的混合体时，称为等离子态；当压强超过百万大气压时，固体的原子结构被破坏，原子的电子壳层被挤压到原子核的范围，这种状态称为超固态；有些原子气体被冷却到纳开（10－9K）温度时，被称为气体原子（玻色子）都进入能量最低的基态，称为玻色–爱因斯坦凝聚态。
物质的四种聚集状态
物质的四种聚集状态
物质存在四种不同的聚集状态，包括固体、液体、气体和等离子体。
这些状态的区别在于原子或分子之间的相互作用和排列方式。
固体是一种最密实的聚集状态，其中原子或分子紧密排列在一起。
它们的形状和体积都是固定的，不像液体或气体那样随着温度或压力的变化而改变。
例子包括冰、岩石和金属。
液体是一种聚集状态，其中原子或分子之间的相互距离比固体稍大，但比气体小。
液体的形状是不稳定的，而体积是固定的。
液体的分子之间存在相互作用，因此液体可以流动。
例子包括水、牛奶和汽油。
气体是一种聚集状态，其中原子或分子之间的距离比液体和固体更大。
气体的形状和体积都是不稳定的，可以根据温度和压力的变化而变化。
气体的分子之间的相互作用很弱，因此气体可以自由流动。
例子包括氧气、氮气和二氧化碳。
等离子体是一种高能状态下的物质，其中原子或分子被剥离电子，形成带正电荷的离子。
等离子体存在于极端条件下，如太阳表面、闪电和等离子体切割器中。
它们通常表现出高温、高压和高电流的特性，因此在工业和科学中具有广泛的应用。
- 1 -。
第2章 物质的聚集状态
第2章物质的聚集状态(3学时)2.1 概述2.2 理想气体2.3 溶液2.4 固体—晶体物质的聚集状态：气体、液体、固体以及超临界液体等物质的聚集状态物质由分子组成，在通常情况下，物质呈固态、液态和气态。
固体：有一定的体积和一定的形状液体：有一定的体积气体：没有固定的体积和形状。
组成物质的分子是不停地运动的，并且分子间存在着相互作用力(引力和斥力)。
固体内部粒子的相互作用力最强，液体次之，气体最弱。
2.1 概述1. 相态（phase）：是物质的状态（或简称相，也叫物态）指一个宏观物理系统所具有的一组状态。
一个态中的物质拥有单纯的化学组成和物理特性（如密度、晶体结构、折射率等）。
2.相图表达一系列温度压力下的相平衡关系右图区：液相区，固相区，气相区和超临界区线：两相平衡区，S-L线（BD），S-G线（AB），L-G线（BC）点：三相共存点：B点，临界点：C点，Tc：临界温度，Pc：临界压力✧三相点：273.16K,610.75Pa ✧临界点：647.29K, 22.09MPa水的相图临界点与超临界态✧在临界点以下，气态和液态之间具有显著区别✧在临界点以上，这种区别将不复存在✧这种状态称为：超临界流体（supercritical fluid,简称SCF）如：水的临界点为T= 374.3℃，P c = 22.09MPa，c在此临界点以上，就处于超临界状态，该状态的水就称为超临界水。
超临界流体特点：具有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有很强的溶解能力。
CO2：临界温度较低（Tc=364.2K），临界压力也不高（Pc=73.8MPa），无毒，无臭，不污染环境，实际工作中使用较多的事超临界流体。
如：用超临界CO：2从咖啡豆中除去咖啡因从烟草中脱除尼古丁大豆或玉米胚芽中分离甘油酯轻易穿过细菌的细胞壁，在其内部引起剧烈氧化反应，杀死细菌。
超临界流体在绿色化工工艺的开发研究中具有重要的价值。
其他聚集态当温度足够高时，外界提供的能量足以破坏分子中的原子核和电子的结合，气体就电离成自由电子和正离子，即形成物质的第四态——等离子态(plasma),电离气体。
大学基础化学课件之物质的聚集状态
白色无水CuSO4溶于水
NaOH溶于水
NH4NO3溶于水 50升的水与 50升的纯乙醇混合 50升苯与 50升醋酸混合
蓝色 放热 吸热 体积<100升
体积>100升
溶液既不是溶质和溶剂的机械混合，也不是 两者的化合物。溶解过程是一个特殊的物理-化学 过程，常伴随着能量、体积、颜色的变化。
溶解实际包括两个过程：
2、查理-盖•吕萨克Charles-Gay-Lussac定律 V/T =常量（P, n 恒定）
3、阿佛伽德罗Avogadro定律
在相同温度和压力下，相同体积的不同气 体均有相同数目的分子。
V/n =常量（T, P 恒定）
2.理想气体的状态方程
pV nRT
其中，R为摩尔气体常数。
R pV 101325Pa 22.414 103 m3
摩尔分数(mole fraction)
定义：某种组分的物质的量与混合物的物质的量之比
xB nB (单位1) n总
nB : 溶质B的物质的量，mol n总 : 溶液中所有物质的物质的量的总和，mol
质量分数(mass fraction)
定义：溶质B的质量与溶液总质量之比
wB
mB（单位1） m总
原因：溶剂的部分表面被溶质所占 据，因此在单位时间内逸出液面的 溶剂分子数就相应减少，使得溶液 的蒸发速率降低。
实验测定25℃: 水的饱和蒸气压为： p(H2O)=3167.7Pa； 0.5 mol ·kg-1 糖水的蒸气压则为： P(H2O)=3135.7Pa； 1.0 mol ·kg-1糖水的蒸气压为： P(H2O)=3107.7Pa
设溶质的摩尔分数为xB
xA+xB=1 p=p0·(1－xB) p0 －p=p0·xB △p=p0·xB
教学课件：第一章-物质的聚集状态
气态物质如空气中的水蒸气、二氧化碳等，用于气象观测和气候变 化研究，对环境保护和气候预测具有重要意义。
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气体定律与状态方程
1 2 3
理想气体定律
理想气体遵循玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克 定律，这些定律描述了气体在不同条件下的状态 变化。
状态方程
理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P表示压 强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数， T表示温度。
实际气体近似
对于压强较大或温度较低的气体，实际气体可以 近似为理想气体。
04 气态物质
气体分子运动论
01
分子运动论的基本假设
气体由大量做无规则运动的分子组成，分子之间相互作用力可以忽略。
02
分子平均动能
气体分子的平均动能与温度成正比，温度越高，分子运动越剧烈。
03
分子分布
气体分子在空间的分布是均匀的，但在单位时间内与器壁碰撞的分子数
与气体分子速率大小有关，呈现出“中间多、两头少”的分布规律。
流动性
液体具有一定的流动性，可以流动 和变形。
液体的相变与热力学性质
熔点和沸点
熔点和沸点是液体物质的重要热 力学性质。
热容量和导热性
液体的热容量和导热性与温度有 关，不同液体有不同的热容量和
导热性。
相变过程
液体在一定条件下可以发生相变， 如蒸发或凝固。
液体中的溶解与扩散
溶解度
不同物质在液体中的溶解度不同。
气体的相变与热力学性质
相变
01
气体在一定条件下可以发生相变，例如液化、凝华等。相变过
程中气体的热力学性质会发生显著变化。
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第一单元丰富多彩的化学物质（3）
【学海导航】
1. 了解物质的聚集状态以及聚集状态对物质性质的影响；
2. 理解影响物质体积大小的因素；
3. 理解气体摩尔体积概念，以及与气体，物质的量之间的关系。
【学习方法】通过课堂老师的讲解，课前、课后多看书理解气体摩尔体积的概念。
【学习过程】
〖问题创设1〗
生活经验告诉我们：固体有一定的形状，液体没有固定的形状，但有固定的体积; 气体没有固定的形状和体积；气体容易被压缩，而固体、液体不宜被压缩。
为什么固体、液体和气体物质的某些性质存在差异？与这些物质的微观结构有何
联系？
1问题创设2〗通过前面学习，知1mol不同物质的质量不同，那么，1mol不同物质的体
积是否相同？。
二■影响物质体积大小的因素：
1 •因素：①条件（温度、压强）；②微粒数目多少；③微粒本身大小；④微粒间的距离
等。
2. 在一定温度和压强时： (1) 1moL 固体或液体体积
主要决疋于
由于 ________________________ ，所以体积
(2) (1) 1moL 气体体积 主要决疋于——
而气体 ___________
三■气体摩尔体积
1、 定义：将 ____________ 气体所占的体积称为气体摩尔体积，用符号“
2、 注意点：①研究对象为气体；②单位 为
3、 气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量(n)三者关系：
【例1】13. 0g 锌与足量的稀盐酸完全反应，最多可收集到多少体积(标状)的氢气?
【练习1】计算在标况下，至少需要多少体积的氢气与足量的氧气反应才能生成 18g 水。
〖思考〗
使用22.4 L • mol —
1应注意哪些问题？请判断下列说法是否正确？如不正确请改正。
(1)在标准状况下，1mo1H 2SO 4的体积约是22.4 L 。
⑵1molCO 2的体积约为22.4 L 。
(3) 1molCO 2和ImolCO 所含的分子数相同，所占的体积也相同。
(4) 标准状况下，02的体积约为22.4 L 。
⑸1moIH 2在
20 C 时体积一定大于 22.4 L 。
(6) 1moIC0 2和CO 的混合气体在标准状况下，所占体积约是 22.4 L o
(7) 当某气体的体积为 22.4 L 时，它一定处于标准状况下。
高一( )班 姓名 _____________ 学号 __________ 成绩 _________
，所以
”表示。
;③标准状况下，气体摩尔体积约
1、相同状况下，下列气体所占体积最大的是
A、80g SO2
B、16g O2
C、32g H2S
D、3g H2
2、标准状况下，将1g氦气、11g二氧化碳和4g氧气混合，该混合气体的体积约为
A、8.4L
B、11.2L
C、14.0L
D、16.8L
3、在相同条件下，下列各组气体中，分子数一定相同的是
A、14g N2 和32g O2
B、34g NH 3和4g H2
C、2L CO2和2L H2O
D、11.2L O2和0.5mol O2
4、有下列物质：①0.5mol NH 3 ②标准状况下22.4L He ③4C时9mL H2O
0.2mol H 3PO4 按所含的原子数由多到少的顺序排列，正确的是
A、①④③②
B、④③②①
C、②③④①
D、①②③④
5、等体积的两容器内，一个盛一氧化氮NO ,另一个盛氮气和氧气的混合气体，若容器内温度、压强相同，则两容器内所盛气体一定具有相同的
A、原子总数E、质子总数
C、分子总数
D、质量
6、448mL某气体在标准状况下的质量为 1.28g，该气体的摩尔质量约为
A、64g
B、64
C、64g/mol
D、32g/mol
7、a mol氢气分子和a mol氦气分子一定具有相同的
A、原子数
B、物质的量
C、质子数
D、体积
8、用M表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是
A、含有N A个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2L
B、25 C, 1.01 x 105Pa, 64g SO2 中含有的原子数为3N A
C、在常温常压下，11.2L Cl 2含有的分子数为0.5M
D、在标准状况下，11.2L H2O含有的分子数为0.5N A 9、如果a g某气体中含有分子数目为b，则c g该气体在标准状况下的体积是（阿伏加德
罗常数用NA表示）
A . 22.4 be aN A L B. 22.4 ab C
C N A L.
22.4 ae
bN A L
D. 22.4 b
aeN A L
10、卜列说法正确的是
A.标准状况下22.4L/mol就是气体摩尔体积
B.非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能为22.4L
C. 标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02 X 1023个分子
D. 1mol H2和O的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L 11、在一定温度和压强下的理想气体，影响其所占体积大小的主要因素是
A.分子直径的大小 B .分子间距离的大小
C.分子间引力的大小 D .分子数目的多少
12. ________________________________________________________________________ 氢气、氧气、氮气各10g,在标准状况下体积由大到小的顺序是______________________________ ,
所含分子数最多的是_____________________ 。
13. A、B两种金属元素的相对原子质量之比是
8:9。
将两种金属单质按物质的量之比为
3:2组成1.26g混合物。
将此混合物与足量稀硫酸溶液反应，放出 1.344L（标准状况）氢气。
若这两种金属单质在反应中生成氢气的体积相等，则A的摩尔质量是____________ ,B的
摩尔质量是___________ 。
14. 标准状况下，CO2和CO的混合气体15g，体积为10.08L ,则此混合气体中CO2和CO的物质的量各是多少？
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13、由二氧化碳、氢气、一氧化碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同。
则该混合气体中二氧化碳、氢气、一氧化碳的体积比为（）
A. 29 : 8 : 13
B. 22 : 1 : 14
C. 13 : 8 : 13
D. 26 ：16 ：15
14、（1）森林是大自然的清洁器，一亩森林一昼夜可吸收62kg二氧化碳，呼出49kg氧
气，即在标准状况下吸收_____________ L二氧化碳，合________________ 个二氧化碳分子；
呼出__________ L的氧气，合____________ 个氧分子。
（2）一定量的液态化合物XY2,在一定量的02中恰好完全燃烧，反应方程式为：
XY2 （液）+ 302 （气）=X02 （气）+ 2YO2 （气）冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是
672mL，密度是2.56g/L，则：
①反应前O2的体积是 _______________ 。
②化合物XY2的摩尔质量是 _____________________ 。
③若XY2分子中X、Y两元素的质量之比为3: 16，则X、Y两元素分别是________________ 和________ 。
（写元素符号）;。