第一章 气体与溶液PPT课件
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大学化学 第一章气体和溶液课件
5.28 mol (0.086 5.28)
mol
0.984
例1-4 已知浓硫酸的密度为1.84 g ·mL-1，含硫酸为96.0 %， 如何配制c(H2SO4) = 0.10 mol ·L-1的硫酸溶液500 mL？
解： cB
nB V
mB MBV
mB MBm /
B
MB
c(浓H2SO4 )
(浓H2SO4 )
溶液有两大类性质：
1.与溶液中溶质的本性有关：如颜色、比重、酸碱 性和导电性等
2.与溶液中溶质的独立质点数有关：如溶液的蒸气 压、凝固点、沸点和渗透压等。
难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和 规律性。该类性质称为稀溶液的通性，或称为 依数性。包括四个方面：
1、蒸气压下降（The lowering of the vapor pressure) 2、沸点上升 (The elevation of the boiling point) 3、凝固点降低 (The depression of the freezing point) 4、渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure)
1.2.2.1 物质的量浓度
cB
nB V
cB — 物质的量浓度 ，单位为mol·L-1。 nB — 物质B的物质的量，单位为mol。 V — 混合物的体积，单位为L 。
注意：使用物质的量单位mol时，要指明物质的 基本单元。
c (H2SO4) = 0.10 mol·L-1 c (1/2H2SO4) = 0.10 mol·L-1 两个溶液的浓度数值虽然相同，但是，它 们所表示1L溶液中所含H2SO4的物质的量是 不同的，分别为0.10 mol和0.050 mol。
第一章 气体溶液和胶体 PPT课件
合136mL。
第二节
分散系
溶液
溶液的浓度
电解质溶液
溶液：一种物质以分子、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叫溶 液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指 明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即 “溶液浓度”。根据“溶质的量”的不同表示 方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可 以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质 量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔 分数。
一、分散系
分散质
分散
分散剂
分散系
（固、液、气态）
分散系 分散质 分散剂
一种或几种物质以细小 的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系。 被分散的物质。
把分散质分散开来 的物质。
表1 按分散质颗粒大小分类的分散系
颗粒直径大小 小于1nm(10–9) 1~100nm 类 型 分子离子 分散系 胶体 主 要 特 征 粒子能通过滤纸与半 透膜，扩散速度快 粒子能通过滤纸但不 能透过半透膜,扩散慢 实 例 NaCl 溶液 Fe(OH)3 溶胶 蛋白质 溶液 豆 浆 乳 汁
式中p为溶液的蒸气压，p*为纯溶剂的蒸气压，
xA为溶剂的摩尔分数。
x A ＋x B ＝ 1 p p (1 x B )
pA － p pA xB p p A xB A
拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀 溶液中（nA>>nB） ：x ＝ nB nB B nA＋nB nA 若以水为溶剂，则1000g水中
在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸
气压（p*）。 易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压
第二节
分散系
溶液
溶液的浓度
电解质溶液
溶液：一种物质以分子、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叫溶 液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指 明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即 “溶液浓度”。根据“溶质的量”的不同表示 方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可 以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质 量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔 分数。
一、分散系
分散质
分散
分散剂
分散系
（固、液、气态）
分散系 分散质 分散剂
一种或几种物质以细小 的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系。 被分散的物质。
把分散质分散开来 的物质。
表1 按分散质颗粒大小分类的分散系
颗粒直径大小 小于1nm(10–9) 1~100nm 类 型 分子离子 分散系 胶体 主 要 特 征 粒子能通过滤纸与半 透膜，扩散速度快 粒子能通过滤纸但不 能透过半透膜,扩散慢 实 例 NaCl 溶液 Fe(OH)3 溶胶 蛋白质 溶液 豆 浆 乳 汁
式中p为溶液的蒸气压，p*为纯溶剂的蒸气压，
xA为溶剂的摩尔分数。
x A ＋x B ＝ 1 p p (1 x B )
pA － p pA xB p p A xB A
拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀 溶液中（nA>>nB） ：x ＝ nB nB B nA＋nB nA 若以水为溶剂，则1000g水中
在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸
气压（p*）。 易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压
普通化学章气体溶液和胶体PPT课件
解:各组分气体的物质的量为n(CO2 )
4.4g 44g mol－1
＝0.1
mol
n(N2 )
14g 28g mol－1
＝0.5
mol
由道尔顿分压定律
pi＝
ni n总
p总
n(O2 )
12.8g 32g mol－1
＝0.4
mol
p(O2 )
0.1mol
0.4mol 0.5mol
0.4mol
202.6kPa＝81.04kPa
第23页/共92页
• （1）液体的饱和蒸气压是液体的重要性质，它仅与液体的本质和温度有关，而与液 体的数量以及液面上空间的体积无关。
•
蒸气压的大小取决于液体内部分子间相互作用力的强弱。如293.15K时水的蒸气
压是2.33 kPa，乙醇的是5.88 kPa，而乙醚的是58.97 kPa；温度升高，蒸气压增加。
p(N2 )
0.1mol
0.5mol 0.5mol
0.4mol
202.6kPa＝101.3kPa
p(CO 2
)
0.1mol
0.1mol 0.5mol
0.4mol
202.6kPa＝20.26kPa
第17页/共92页
• 例：测得空气的体积分数为N2 78%，O2 21%， Ar 1%，求空气的表观分子量。
第30页/共92页
• 两相达成相平衡时，它们的蒸气压必须相等。固液两相平衡时，二者的蒸气压也 必须相等。若液相的蒸气压大时就要凝结成固相，若固相的蒸气压大时它就会继 续熔化成液体。
• 相图:若用压力对温度作图即得p-T图，这种p-T图又叫相图
第31页/共92页
1.3 分散系
大学无机化学课件完整版课件
教 程
p(H2) = 0.10×600kPa = 60 kPa
§1.2 稀溶液的依数性
无
机 化
1.2.1 溶液的浓度
学
基 础
1.2.2 稀溶液的依数性
教
程
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度
cB
nB V
,单位：mol L1
无 机 化
2.
质量摩尔浓度
bB
nB mA
,单位：mol kg 1
1.1.2 气体的分压定 律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫
无 做组分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与
础 教
混合气体相同体积时所产生的压力，叫做
程 组分气体B的分压。
pB
nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各
组分气体分压之和。
无
p = p1 + p2 +
化 5 0.8719 40 7.3754 80 47.3798 学 10 1.2279 50 12.3336 90 70.1365
基
础 20 2.3385 60 19.9183 100 101.3247
教
程 * 同一种液体，温度升高，蒸气压增大 。
* 相同温度下，不同液体蒸气压不同；
无
1. 乙
机
醚
pB p
xB
VB V
B
,
pB B p
例1-3：某一煤气罐在27℃时气体
的压力为600 kPa ，经实验测得其中CO和H2
的体积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2
《气体与溶液》课件
应用与意义
工业应用
探究气体溶液在工业生产中的广 泛应用，例如化学反应和材料制 备。
日常生活应用
了解气体溶液在日常生活中的运 用，如饮用水的净化和药物的制 造。
环境影响
认识气体溶液对环境和生态的影 响，例如水领域的研究方向
了解气体和溶液相关领域的研究进展和未来热点。
溶液的组成和性质
了解溶质和溶剂之间的相互作 用和溶解度的影响因素。
气体溶解过程原理
深入研究气体在溶液中的溶解 过程和溶解度的计算方法。
实验与数据
1
实验步骤和操作
详细介绍进行气体和溶液实验所需的步
数据记录和分析
2
骤和操作方法。
记录实验结果并进行数据分析，揭示气
体和溶液之间的关联。
3
实验结果与发现
总结实验结果，探索气体和溶液的性质 和特点。
未来可能的应用和发展
展望气体溶液在新能源、环境保护和医药领域等方面的潜在应用和发展。
总结和回顾
通过《气体与溶液》PPT课件，我们深入了解了气体和溶液的原理与概念、实验与数据、应用与意义，并展望 了未来的拓展方向。希望通过这门课程，您能加深对气体和溶液的理解和应用。
《气体与溶液》PPT课件
欢迎来到《气体与溶液》PPT课件！在这个课程中，我们将探索气体和溶液的 基本概念、原理与实验，并了解其在工业和日常生活中的应用。
课题介绍
探索与发现
学习气体和溶液的基本特征和性质。
目标与重点
了解气体溶解过程的原理和溶液的组成。
原理与概念
气体的性质和特征
探索气体的压力、温度和容积 等基本性质。
1气体和溶液
pV m RT M
pM RT
• 实际气体处于低压（低于数百千帕）、高温（高于273K）的情况下， 可以近似地看成理想气体。
01
例1：300K、3.30×105 Pa时，一气筒含有480g的氧气，若此筒被加热 到 373K ， 然 后 启 开 活 门 （ 温 度 保 持 373K ） 一 直 到 气 体 压 强 降 低 到 1.01×105 Pa时，问共放出多重的氧气？
P( N2 )(99.31.93)kPa97.4kPa
p1V1 p2V2
T1
T2
V2
p1V1T2 p2T1
97.4150 273 101 .3 (17 273)
136 mL
道尔顿分压定律-奥赛真题
(第32届初赛，ol H2置于预先抽真空的特 制1L密闭容器中，加热到1500K，体系达平衡，总压强为4.56bar （1bar＝100kPa）。体系中存在如下的反应关系：
pV = n RT（Boyle、Charles、Avogadro定律组合）
用p、T、V、n 四个物理量来描述气体的性质。这四个物理量确定了，则 气体就具有确定的状态和性质。
注意各物理量的单位 :
p 气体压力 单位 Pa V 气体体积 单位 m3 T 气体温度 单位 K T=273+t (t为摄氏温度) R 摩尔气体常数 单位 Pa.m3.mol-1.K-1
1 I2 (g) 2I(g) K p1＝2.00 2 I2 (g)＋H2 (g) 2HI(g) K p2 3 HI(g) I(g)＋H(g) K p3＝8.0 10﹣6 4H2(g) 2H(g) K p4
6-1 计算1500K体系中I2和H2未分解时的分压。（R＝8.314 J·mol·K－1） 6-2 计算1500K平衡体系中除H(g)之外所有物种的分压。 6-3 计算 K p2 。 6-4 计算 K p4 （若未算出K p2 ，可设K p2 10.0 ） 为使处理过程简洁方便，计算中请务必使用如下约定符号！在平衡表达式中 默认各分压项均除以标准分压。
无机及分析化学课件第四版第一章气体和溶液
21世纪化学四大难题:
1. 化学反应理论——建立精确有效而又普遍适用得 化学反应 多体量子理论和统计理论;
2、 结构与性能得定量关系; 3、 生命现象得化学理论——生命化学难题; 4、 纳米尺度难题。
四、学习化学得重要性及必要性
数、理——化学——生物
20世纪发明了七大技术:
信息技术
认知科学
生物技术 核科学和核武器技术 航空航天和导弹技术 激光技术 纳米技术
科学原子论:道尔顿于1808年发表《化学哲学新体系》, 提出原子论,其要点为:
●物质由不可分割得原子组成; ●同种元素得原子其形状、质量及性质都相同,不同元素得
原子,其形状、质量及性质都不相同; ●两种元素得化合作用就是一种元素得一定数目得原子与
另一种元素得一定数目得原子结合形成复杂原子。
此学说意义重大: ●给化学奠定了唯物主义基石—原子。她得原子说把古代
1、什么就是化学?
化学就是在原子和分子层次上研究物质得组成、 结构、性质以及物质之间相互转化得科学。 研究层次:原子和分子 研究内容:
物质得组成、结构、性质与相互转化 核心与特征:合成新物质,对其性质进行表征,开发 其新得应用并探讨其中得机理。
2 、研究化学得目 得
人类生活得各个方面,社会发展得各种需要都与化学息息相关。 (1)化学对我们得衣食住行贡献巨大。 (2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具 有重要作用。 (3)促进其她基础学科和应用科学得发展和交叉学科得形 成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学 正如[美]Pimentel G C在《化学中得机会---今天和明天》一 书中指出得“化学就是一门中心学科,她与社会发展各方面得需 要都有密切关系。”
这就是唯物得,同时她又认为万物得本源就是四 种原始性质:冷、热、干、湿。元素由这些原始性 质依不同比例组合而成。
第一章气体与溶液ppt课件
依数性是指： 溶液的蒸气压降低 溶液的沸点升高、凝固点下降 溶液具有渗透压
1 稀溶液蒸气压下降
溶液的饱和蒸汽压
纯溶剂
溶液
结果：稀溶液溶剂蒸 发的速率比纯溶剂蒸 发得慢，系统中气相 分子数目少，故稀溶 液蒸汽压总是低于纯 溶剂的蒸汽压：
P < P0
对溶液来讲, 蒸气 压大于P, 液化；蒸气
压小于P, 汽化。
pN2= p- p(H2O) = 97.8-2.2 = 95.6KPa
n(N2)=pN2V/(RT)
(97.82.20)kPa4.16L n(N2) = 8.31J4K-1mo-1l29K2 =0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)
64.04g
1mol
m(NH4NO2)=?
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。（ 19℃ 水的饱和蒸气压为p2.20kPa）
解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
19℃ 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
100个大气压下的气体？ －10℃气体？
2、理想气体状态方程式
pV nRT
式中： p:气体的压力，单位是 Pa或 kPa; V :气体体积， 单位 m3或 L； n :是气体物质的量，单位 mol； T :气体温度，单位 K; R :摩尔气体常数，
在标准状况下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
d< 1nm
分子分散系
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混合物中各组分摩尔分数之和必等于1
xAxBxC 1
分压定律的应用
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）= 292K p =97.8kPa , V =4.16L 292K 时，p（H2O）=2.20kPa（查表） M (NH4NO2)=64.04g/mol
n ( 2) N (8 9. 723 /. K .1 m 824 o 0 2 J 4 l) 9 1. 6k 2 L0 P K. a1 6
解：在pV=nRT式中p，V，T都已知，即可求算n。
PV
1a5tm 5d 03 m
n
3.2 1mo
RT
d3 m .atm
0.08206(27 .13 52)0 K
m.K ol
氧气的摩尔质量为32g/mol，故所剩氧气的质量：
m ( O 2 ) n M 3 .2 1 3 9 2.4 ( 9 g )8
理想气体状态方程式的应用
计算p，V，T，n四个物理量之一。
应用范围： 温度不太低，压力不太高的真实气体。
有关气体体积的计算：
例:为了行车的安全 ，可在汽车中装备 上空气袋，防止碰 撞时司机受到伤害 。这种空气袋是用 氮气充胀起来的，
所用的氮气是由叠氮化钠与Fe2O3在火花的引发下 反应生成的。总反应是：
所以:M m• RT RT
Vp
p
0.8998.315(273.1580) 15.6
16.19(5g/mo) l
1.1 6 M 5 9 ( X ) x e( F M ) 1 3 1 x1 9
x=2
这种氟化氙的分子式为XeF2
二、道尔顿（Dalton)分压定律
实验发现：混合气体的总压力等于各组分气体分压 力之和。 分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相 同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
第一章 气体和溶液
学习要求：
1.掌握理想气体状态方程式及其应用。 2.掌握道尔顿分压定律。 3.理解掌握稀溶液的依数性及其应用。
§1-1 气体
气体状态方程： Vf(T,P,n)
方程说明：物质的体积V是温度T，压力p和该物 质的量的函数。
气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性
一、理想气体状态方程式
例题：
6NaN3 + Fe2O3(s) 3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g) 在25℃，748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠 氮化钠的质量。
解：根据化学反应方程式所显示出的n（NaN3）与 n（N2）的数量关系，可以进一步确定在给定条件下 ，m（NaN3）与V（N2）的关系。
数学描述为：
p总
i
pi
RT Vi
ni
分压定律的另一表示：
pA nARVT(混合气体中某一 分组 压 ) 分之
p总
RT V
i
ni(混合气体总 ) 压
pA nA
p 总
ni
i
所:以 pAp总 nA ni 或 VAV总 p p总 A
i
摩尔分数：
xA
nA pA VA ni p总 V总
i
在任何压力和温度下都能严格遵守有关气体基 本定律的气体称为理想气体。
理想气体状态方程式： pV=nRT
(1-1)
说明： 1.理想气体是一种假想的概念； 2.真实气体只是在压力很低时才接近于理想气体。
理想气体状态方程式的应用：
（1）气体常数R的数值：
pV = nRT
R---- 摩尔气体常数
①在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
例题:惰性气体氙(Xe)能和氟形成多种氟化氙XeFx。实 验测定在80℃,15.6kPa时，某气态氟化氙试样的密度 为0.899g/dm3。试确定这种氟化氙的分子式。
解：求出该物质的摩尔质量，即可确定分子式，设氟化 氙分子量为M，密度为ρ（g/dm3），质量为m(g)，R 应用8.315kPa.dm3/mol.K pV = nRT = R T m/M
已知条件：T=298K; p=748mmHg=99.73kPa V(N2)=75.0L; M(NaN3)=65.01g/mol。
问m(NaN3)=？
解：1、求298K时氮体积
6NaN3 + Fe2O3(s) 3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g)
p1V1/T1p标V标/T标 74V81/29876022.4149/27.315 V1V(N2)22.36L
2、求m(NaN3)
6NaN3+Fe2O3(s) = 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
6mol
223.6L
m/M
75.0L
m (N3 a ) N 6 62 .0 5.2 6 1 L 73 .0 5 L1g 31
例题：淡蓝色氧气钢瓶体积一般为50dm3(L)，在室温 20℃,当它的压力为15atm时，估算钢瓶中所剩氧气的 质量。
R62m 3.m 6 L4 m /m H .K ogl
③若p取大气压（atm)，V取L
则 :R 1 2.4 21 0 .4 08L .2 a0 t/m m 6 .K ol 1 2.7 13 5
R 0 .08 L .a 2/tm 0 m .K 6 ol
（2）n为定值时：
pV/TnR常数
所 :p 1 V 1 以 /T 1 p 2 V 2 /T 2
实际应用时：把非标准条件下之气体体积换算为 标准状态下之气体体积。
在STP下，p =101.325kPa, T =273.15K (0℃)
（3）气体摩尔质量的测定：
据 :np/V R和 T nm /M
就可计算出气体的摩尔质量
气体密度的计算：
M mRT pV
M RT
p
p.M RT
=m/V
pV = nRT
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
RpV1013 P2 a2 52.410 43m3 nT 1.0m 2o7.l135 K
8.31J4/mo Kl
R=8.314 kPaL/K.mol
②若p取mmHg，V取mL
则 :R 7 6 2.4 0 2 1 14 0 6 02 m 0.3 m L 6m /m 4.K H o 1 2.1 75 3