气体PPT课件
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《物理化学1气体》课件
04 气体反应动力学 与速率方程
气体反应速率的概念
反应速率
单位时间内反应物浓度减 少或产物浓度增加的量。
反应速率常数
反应速率与反应物浓度的 乘积，表示反应速率与浓 度的关系。
活化能
反应速率与温度的关系， 表示反应所需的最低能量 。
速率方程的建立与求解
质量作用定律
反应速率与反应物浓度的幂次方 成正比。
《物理化学1气体》ppt课 件
目 录
• 气体的基本性质 • 气体定律与热力学基础 • 气体混合物与分压定律 • 气体反应动力学与速率方程 • 气体化学反应平衡常数与计算
01 气体的基本性质
气体的定义与分类
总结词
气体的定义、分类及特性
详细描述
气体是物质的一种聚集状态，具有无固定形状和体积、流动性强等特性。根据气 体分子间相互作用力的不同，气体可分为理想气体和实际气体。理想气体忽略了 气体分子间的相互作用力，而实际气体则考虑了这种相互作用力。
理想气体定律
理想气体假设
理想气体状态方程，即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。
理想气体是一种假设的气体模型，其 分子之间没有相互作用力，分子本身 的体积可以忽略不计。
理想气体状态方程的应用
用于计算气体的压力、体积、温度等 物理量之间的关系，以及气体的热力 学性质。
热力学第一定律
热力学第一定律
01不
能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
内能和热量
02
内能是系统内部能量的总和，热量是系统与外界交换能量的量
度。
热力学第一定律的应用
03
用于计算系统的内能、热量、功等物理量之间的关系，以及系
气体力学解析ppt课件
两式相减得
25
当炉气为热状态时，
，此时系
统内炉气不可能保持平衡，必将从燃烧室被抽向
烟囱底部。上式中的
恰为水平面Π上的炉
气所具有的位压头。
由此可见，烟囱的作用就在于烟囱所造成的
位压头。它使炉气具有上浮能力，在烟囱底部形
成相对负的静压头。烟囱越高，炉气与空气的温
差越大，即
值越大，则烟囱的抽力也越大。
26
因ρg＜ρa，故Pg分布直线比Pa陡，且两直线 相交于一点O，在O点，炉气的压力能和空气的压 力能相等，即炉气的静压头为零。
13
容器在该点处的水平截面，称为相对零压面， 或简称零压面。在零压面，若压力能为P0，则有 Pg=Pa=P0或Pg-Pa =0。若容器在该处开一小孔，则 不会产生溢气和吸气现象。
则
29
气体随温度升高而膨胀。根据气体方程，其在某一温度 下的体积Vt与标准状态的体积V0之间存在如下关系
式中：β——气体膨胀系数，β=1/273 (1/℃)。℃ 由式(2—14)可以推出某一温度下气体的体积流量
(qvt)、流速(νt)和密度（ρt）等与标准状态下的体积流量 (qv0)、流速(ν0 )和密度(ρ0)间存在如下相应关系：
炉气的静压头沿炉膛高度的分布情况，可利用 静止气体基本方程式推出。
12
图2-6为一充满炉气的容器，设炉气密度为ρg， 压力能为Pg，容器外是密度为ρa的冷空气，其压 力能为Pa。根据静止气体压力分布规律可知，Pg 和 Pa 的 分 布 是 两 条 不 同 斜 率 的 直 线 ， Pg 斜 率 为 ρgg，Pa的斜率为-ρag。
dz
为
7
将 dm dfdz代入上式并消去df，得 dP gdz
若ρ为常数，则将上式积分得
25
当炉气为热状态时，
，此时系
统内炉气不可能保持平衡，必将从燃烧室被抽向
烟囱底部。上式中的
恰为水平面Π上的炉
气所具有的位压头。
由此可见，烟囱的作用就在于烟囱所造成的
位压头。它使炉气具有上浮能力，在烟囱底部形
成相对负的静压头。烟囱越高，炉气与空气的温
差越大，即
值越大，则烟囱的抽力也越大。
26
因ρg＜ρa，故Pg分布直线比Pa陡，且两直线 相交于一点O，在O点，炉气的压力能和空气的压 力能相等，即炉气的静压头为零。
13
容器在该点处的水平截面，称为相对零压面， 或简称零压面。在零压面，若压力能为P0，则有 Pg=Pa=P0或Pg-Pa =0。若容器在该处开一小孔，则 不会产生溢气和吸气现象。
则
29
气体随温度升高而膨胀。根据气体方程，其在某一温度 下的体积Vt与标准状态的体积V0之间存在如下关系
式中：β——气体膨胀系数，β=1/273 (1/℃)。℃ 由式(2—14)可以推出某一温度下气体的体积流量
(qvt)、流速(νt)和密度（ρt）等与标准状态下的体积流量 (qv0)、流速(ν0 )和密度(ρ0)间存在如下相应关系：
炉气的静压头沿炉膛高度的分布情况，可利用 静止气体基本方程式推出。
12
图2-6为一充满炉气的容器，设炉气密度为ρg， 压力能为Pg，容器外是密度为ρa的冷空气，其压 力能为Pa。根据静止气体压力分布规律可知，Pg 和 Pa 的 分 布 是 两 条 不 同 斜 率 的 直 线 ， Pg 斜 率 为 ρgg，Pa的斜率为-ρag。
dz
为
7
将 dm dfdz代入上式并消去df，得 dP gdz
若ρ为常数，则将上式积分得
气体gas PPT课件
氧气
在标准状况下，氧气的密度1.429g∕l，比空气 的密度（1.293g∕l）略大。它不易溶于水，在 室温下，1L水中只能溶解于约30mL氧气。在 压强为101kPa时，氧气在-183℃时变为蓝色 液体，在-218℃时会变成淡蓝色雪花状的固 体。氧气在标准状况下是无色无味无臭，能 帮助燃烧的双原子的气体
主要性能
高燃烧性，还原剂，液态温度比氮更低 纯氢的引燃温度为400℃。氢气在空气里的燃 烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生 成水。同时大量热放出，火焰呈淡蓝色。燃 烧时放出热量是相同条件下汽油的三倍。因 此可用作高能燃料，在火箭上使用。我国长 征3号火箭就用液氢燃料。不纯的H2点燃时 会发生爆炸。但有一个极限，当空气中所含 氢气的体积占混合体积的４％－７４.2%时， 点燃都会产生爆炸，这个体积分数范围叫爆 炸极限。
气体
分类
氢气 氧气 氮气 二氧化氮 一氧化碳 二氧化碳 二氧化硫 硫化氢 室内有害气体
一 氢气
氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气 体。它的密度非常小，只有空气的1/14,氢气 的密度为0.0899克/升。所以用氢气充灌的 气球，必须用手牢牢捉住。否则，只要一撒 手它就会缓缓升上天空。灌好的氢气球，往 往过一夜，第二天就飞不起来了。这是因为 氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔，溜 之大吉。
搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
应急措施：
迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼
吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
常压下氮气中毒表现为单纯性窒息作用。氮约占空气的五分 之四，当空气中氮含量增高时（>84%）可排除空气中氧， 引起吸入气中氧分压过低，人感觉呼吸不畅，窒息感，而高 浓度氮（>90%）可引起单纯性窒息，表现为头痛、恶心、 呕吐、胸部紧束感，胸痛、四肢麻木、肌张力增高，阵发性
《气体》PPT课件
（√）
3.向鼓起来的篮球里再充气，测得的篮球质量会增 加。（ √ ）
三、判断对错。
4.空气没有确定的体积和质量。（ × ） 5.空气和液体一样是流动的，没有固定形状，
所以能用尺子测量。（ √ ）
四、空气的质量和同体积的水、石头 相比，有什么不同?
空气的质量非常轻，水的质量次之， 石头的质量最大。
不同之处在于固体有确定的形状和体积， 液体没有确定的形状，但有确定的体积，气体 既没有确定的形状也没有确定的体积。
一、填空。
1.通过实验证实，空气没有确定的（ 体积）,但 空气有（质量 ）。 2.空气和液体一样是（流动 ）的，没有确定的 （形状），所以不能用尺子测量。
二、我会选。
1.放气后的气球与放气前相比,质量会( B )。
新知讲解
空气的体积和 质量可以测量吗？
新知讲解
我们身边到处 都有空气，眼睛却 无法看到它，所以 无法用量杯测量。
空气和液体一 样是流动的，没有 固定形状，所以不 能用尺子测量。
我看到可以往 鼓起来的轮胎里再 充气，难道气体没 有确定的体积？
空气有确定的体积和质量吗？
有办法验证一下吗？
新知讲解 活动一：气球充气体
A.增加
B.减小
C.不变
2.固体、液体和气体之间的相同之处是( C )。
A.都会流动 B.都能被压缩 C.都有质量
3.空气可以被压缩，说明空气( A )。 A.没有确定的体积 B.占据空间 C.没有确定的质量
三、判断对错。
1.固体和部分气体都有确定的形状。 （ × ） 2.我们身边到处都有空气，眼睛却无法看到它。
课堂小结
空气没有确 定的体积，空气 有质量。
知识拓展
整理固体、液体和气体的特点，说
3.向鼓起来的篮球里再充气，测得的篮球质量会增 加。（ √ ）
三、判断对错。
4.空气没有确定的体积和质量。（ × ） 5.空气和液体一样是流动的，没有固定形状，
所以能用尺子测量。（ √ ）
四、空气的质量和同体积的水、石头 相比，有什么不同?
空气的质量非常轻，水的质量次之， 石头的质量最大。
不同之处在于固体有确定的形状和体积， 液体没有确定的形状，但有确定的体积，气体 既没有确定的形状也没有确定的体积。
一、填空。
1.通过实验证实，空气没有确定的（ 体积）,但 空气有（质量 ）。 2.空气和液体一样是（流动 ）的，没有确定的 （形状），所以不能用尺子测量。
二、我会选。
1.放气后的气球与放气前相比,质量会( B )。
新知讲解
空气的体积和 质量可以测量吗？
新知讲解
我们身边到处 都有空气，眼睛却 无法看到它，所以 无法用量杯测量。
空气和液体一 样是流动的，没有 固定形状，所以不 能用尺子测量。
我看到可以往 鼓起来的轮胎里再 充气，难道气体没 有确定的体积？
空气有确定的体积和质量吗？
有办法验证一下吗？
新知讲解 活动一：气球充气体
A.增加
B.减小
C.不变
2.固体、液体和气体之间的相同之处是( C )。
A.都会流动 B.都能被压缩 C.都有质量
3.空气可以被压缩，说明空气( A )。 A.没有确定的体积 B.占据空间 C.没有确定的质量
三、判断对错。
1.固体和部分气体都有确定的形状。 （ × ） 2.我们身边到处都有空气，眼睛却无法看到它。
课堂小结
空气没有确 定的体积，空气 有质量。
知识拓展
整理固体、液体和气体的特点，说
《气体基础知识》课件
气体状态方程
气体状态方程的定义
气体状态方程是指描述气体状态变量 的数学方程，它包括气体的压力、体 积、温度和物质的量等变量。
常见气体状态方程
常见气体状态方程有查理方程、波义 尔方程、盖吕萨克方程和道尔顿分压 定律等。这些方程在不同的温度和压 力范围内有不同的适用范围和精度。
气体性质与分类
气体性质
物等。
环保气体在垃圾焚烧中用于减少 二噁英的产生，如活性炭吸附剂
等。
05
气体安全与防护
气体泄漏的危害与预防
总结词
气体泄漏的危害与预防
详细描述
气体泄漏可能导致环境污染、人员中毒、火灾和爆炸等危害。为预防气体泄漏 ，应定期检查设备、加强密封措施、安装泄漏检测报警装置等。
气体的储存与运输安全
总结词
气体的储存与运输安全
详细描述
惰性气体是指那些不容易与其他物质发生化学反应的气体，如氮气、氩气等。反应性气体是指那些容易与其他物 质发生化学反应的气体，如二氧化碳、氢气等。活性气体是指那些具有强氧化性或还原性的气体，如氧气、氯气 等。
02
气体定律与性质
理想气体定律
理想气体定律
理想气体定律是指在一定温度和压力下，气体的压力与气 体的物质的量和温度成正比，与气体的体积成反比。
THANKS
感谢观看
理想气体定律的数学表达式
$PV = nRT$，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积 ，n表示气体的物质的量，R表示气体常数，T表示气体的 温度。
理想气体定律的意义
理想气体定律是气体性质的基本规律，它描述了气体压力 、体积、温度和物质的量之间的关系，对于气体性质的预 测和计算具有重要的意义。
真实气体与理想气体的差异
气体动理论ppt课件
一 自由度
kt
1 mv2 2
3 kT 2
v
2 x
v
2 y
v2z
1 v2 3
z
oy
x
1 2
m
v
2 x
1 2
mv2y
1 2
mv2z
1 kT 2
28
第六章 气体动理论
单原子分子平均能量
3 1 kT
2
刚性双原子分子
分子平均平动动能
kt
1 2
mvC2 x
1 2
mvC2 y
1 2
mvC2 z
29
第六章 气体动理论
摩尔热容比
E m i RT M2
dE m i RdT M2
CV ,m
i 2
R
C p,m
i
2 2
R
Cp,m i 2
CV ,m i
36
第六章 气体动理论
7-6 麦克斯韦气体分子速率分布律
一 测定气体分子速率分布的实验
实验装置
接抽气泵
2
l v vl
Hg
金属蒸汽 狭缝
l
显 示
屏
37
第六章 气体动理论 分子速率分布图
12
第六章 气体动理论
二 分子力
现主为要当斥表力 现r； 为当 引r力0r时.，r分0时子，力分主子要力表
F
o
r 109 m, F 0
r0 ~ 1010 m
r0
r
分子力
三 分子热运动的无序性及统计规律
热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停止的
无规运动 . 例 : 常温和常压下的氧分子
v 450m/s ~ 107 m; z ~ 1010次 / s
气体PPT课件
动
作
探 究
业
改变的也十分频繁，在各个方向上，分子的速率数是相同的，
所以分子可到达整个容器的空间．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
气体的压强及微观解释
1.基本知识
课
(1)压强定义：气体的压强指的是气体对于 容器器壁 的 当
前
堂
自 压强．
双
主
基
导
学
(2)单位
达 标
课 堂
在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕 ，符号 课
新课标 ·物理 选修1-2
四 气体
课标解读
重点难点
课
1.气体的压强及微观意义
当
前 自
1.了解气体分子运动的 ．(重点)
主
特点.
2.气体分子运动速率的统
堂 双 基
导 学
2.了解气体压强的微观 计分布规律．(重点)
达 标
意义.
3.气体压强的微观解释．(
课 堂
3.了解气体分子运动速 难点)
课
互 动
率的统计分布规律.
时 作
探
业
究 就大，所以压强也就大．(×)
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
3．探究交流
为什么常把气体称为理想气体？
课
当
前 自
【提示】
通常状况下气体分子间的距离比较大，相互
堂 双
主
基
导 学
之间的作用力很小，因此可以忽略气体分子间的相互作用，
达 标
课 认为气体分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力的作用，
互 动
大的速率，这完全是 偶然 的．
时 作
探
业
究
01-02真实气体PPT课件
l1
g1
T4
T3 Tc T2 g’ T1 2
g’1
与Vm(l)之差减小 T=Tc时，l-g线变为拐点C C：临界点
Tc 临界温度
Vm / [Vm]
pc 临界压力
图1.3.1真实气体p-Vm等温线示意图
Vm,c 临界体积
临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，
气态、液态无法区分，此时：
2021/4/8
2021/4/8
CO2的PV图
7
p / [p]
l’1 l’2
l2 l1
T1<T2<Tc<T3<T4
C
g2 g1
T4
T3
Tc
T2 g’2
T1 g’1
三个区域： T > Tc T < Tc T = Tc
Vm / [Vm]
图20211/4./38 .1真实气体p-Vm等温线示意图
8
p / [p]
1) T < Tc
p 0 , Vm ,
范德华方程 理想气体状态方程
18
(2) 范德华常数与临界常数的关系
临界点时有：
V pmTc 0 , V 2m p2Tc 0
将 Tc 温度时的 p-Vm关系以范德华方程表示：
pc
RTc a Vc b Vc2
对其进行一阶、二阶求导，并令其导数为0，有：
2021/4/8
the Law of Corresponding States and the Popular Compressibility Factor Chart
1. 压缩因子
引入压缩因子来修正理想气体状态方程，
描述实际气体的 pVT 性质：
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＝p0S，p＝p0－ρgLsin θ.当封闭气体的液柱倾斜时，其产
生的压强ρgh中的h是竖直高度. 答案 p0－ρgLsin θ
章末整合提升
11
例2 如图2，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、 面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与 汽缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动， 稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0， 不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强 仍可视为p0；整个过程温度保持不变.求小车加速度的大小.
V1＝S(L－d)⑥
联立①②③④⑤⑥式得
a＝ p0Sd m(L－d)
答案 p0Sd m(L－d )
章末整合提升
14
解题策略 这类问题的一般解题思路：首先明确研究对 象，然后明确初、末状态及状态参量，再利用玻意耳定 律列方程，从而联立求解.对于充气、抽气类问题可以通 过灵活选取研究对象，化变质量为一定质量，进行解答.
章末整合提升
9
(2)封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与 相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状 态有关.解决这类问题的关键是要明确研究对象，分析研 究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的平 衡方程或牛顿第二定律方程，然后解方程，就可求得封 闭气体的压强.
章末整合提升
10
图2
章末整合提升
12
解析 设小车加速度大小为a，稳定时汽缸气体的压强为 p1，活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为 F1＝p1S① F0＝p0S② 由牛顿第二定律得 F1－F0＝ma③ 小车静止时，在平衡情况下，汽缸内气体的压强应为p0，
章末整合提升
13
由玻意耳定律得
p1V1＝p0V④ 式中V＝SL⑤
第八章——
章末整合提升
1 网络构建 2 分类突破
客观·简明·了然 整合·释疑·点拨
网络构建
客观·简明·了然
气体
意义：分子平均动能的标志
气体的状态参量
温度(T)
摄氏温标：单位℃
温标 热力学温标：单位K
关系：T＝t＋273.15 K，ΔT＝Δt
指容器的容积 体积(V)
单位：m3，L
章末整合提升3来自意义：气体分子对器壁单位面积上的压力 产生：大量气体分子对器壁频繁碰撞的结果
章末整合提升
8
(3)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列平衡方程. (4)求由固体封闭(如汽缸和活塞封闭)气体的压强，应对此 固体(如活塞或汽缸)进行受力分析，列合力平衡方程. 2.容器加速运动时求封闭气体的压强 (1)当容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液体柱、 固体等作为研究对象，进行受力分析，然后由牛顿第二定 律列方程，求出封闭气体的压强.
定
查理定律
表达式：Tp11 ＝
p2 T2
律 (等容变化) 等容线：p-T图象(过原点的直线)、p-t图象
[过(－273.15，0)点的直线]
章末整合提升
5
气体 实验 定律
盖—吕萨克 定律(等压 变化)
成立条件：m、p一定
表达式：VT11＝
V2 T2
等压线：V-T图象(过原点的直线)、V-t图
象[过(－273.15，0)点的直线]
章末整合提升
15
二、理想气体状态方程
应用状态方程解题的一般步骤 (1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体； (2)确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； (3)由状态方程列式求解； (4)讨论结果的合理性.
章末整合提升
16
特别提醒 在涉及到气体的内能、分子势能问题中要特 别注意是否为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时 往往将实际气体当作理想气体处理，但这时往往关注的 是是否满足质量一定.
气体分子的平均动能
决定因素
气体的状态参量
分子的密集程度
单位：Pa、atm、cmHg
计算 平衡条件：F合＝0 牛顿第二定律：F合＝ma
章末整合提升
4
成立条件：m、T一定
气 玻意耳定律 表达式：p1V1＝p2V2
体
(等温变化)
等温线：p-V图象(双曲线)、p- 1图象(过原 V
实
点的直线)
验
成立条件：m、V一定
章末整合提升
17
例3 如图3，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆 连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦.两汽缸内装有处于平衡状 态的理想气体，开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中 气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍.设环 境温度始终保持不变，求汽缸A中气体的体积VA和温度TA.
图3
章末整合提升
18
解析 设A、B初态压强均为p0，膨胀后A、B压强相等
pB＝1.2p0
B中气体初、末状态温度相等，p0V0＝1.2p0(2V0－VA)
得 VA＝67V0
A 中气体满足pT0V0 0＝1.2TpA0VA，得 TA＝1.4T0.
答案
7 6V0
1.4T0
章末整合提升
19
方法指导 这类问题的处理方法：确定研究对象后，再
例1 一段长为L的汞柱在均匀玻璃管中封住一定质
量的气体，若将玻璃管开口向下放置，且管与水平
面间的夹角为θ，如图1所示，则被封住气体的压强 图1
是多大？(水银的密度为ρ，大气压强为p0) 解析 设被封住气体的压强为p，则分析水银柱，其处于
平衡状态，设水银柱的横截面积为S，则有pS＋ρgLSsin θ
章末整合提升
6
理想气体的状态方程
理想气体
状态方程：p1V1＝p2V2或 pV＝C) T1 T2 T
气体分子运动的特点 气体热现象的微观意义 气体压强的微观意义
气体实验定律的微观解释
章末整合提升
7
分类突破
整合·释疑·点拨
一、气体压强的计算
1.容器静止或匀速运动时求封闭气体的压强 (1)连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断、 静止)的同一水平液面上的压强是相等的. (2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p＝ρgh时， 应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度.
分析初、末状态的变化.若p、V、T三个量都发生变化，则
选用
pV T
＝常数列方程.若某一个量不变，则选用合适的定
律，列方程求解，在涉及两部分气体时，要注意找出两
部分气体的联系，再列出联立方程.
章末整合提升
20
三、气体的图象问题
要会识别图象反映的气体状态的变化特点，并且熟练进 行图象的转换，理解图象的斜率、截距的物理意义.当图 象反映的气体状态变化过程不是单一过程，而是连续发 生几种变化时，注意分段分析，要特别关注两阶段衔接 点的状态.