第一章 气体.doc
第一章 气体的pT关系
第—章气体的pVT关系物质的聚集状态：气态gas 流体结构最简单液态liquid 结构最复杂固态solid 凝聚体其它还有：等离子态、超固态、中子态等§1.1 理想气体ideal /perfect gas状态方程一、理想气体状态方程三个经验定律：波义耳定律：恒温下肯定量气体V∞1/p盖-吕萨克定律：恒压下肯定量气体V∞T阿伏加德罗定律：同温同压同体积气体分子数相同理想气体状态方程：pV = nRTSI单位:Pa m3mol K ∙K-1∙mol-1V m = V/n n = m/M ρ = m/V (P8)例:用管道输送天然气，当输送压力为200kPa，温度为25℃时，管道内天然气(可视为纯甲烷)的密度是多少二、理想气体模型E = E吸引+ E排斥= －A/r6＋B/r12两大假设：①分子之间无相互作用②分子本身不占有体积对理想气体，R=pV m/T；对实际气体，R=(pV m/T)p→0R=N A.k=6.0221367X1023×1.380658X10-23=J/K.mol§1.2 理想气体混合物一、混合物的组成三种表示法：摩尔分数x，质量分数w，体积分数φ (混合前，某纯组分的体积与各纯组分体积总和之比)二、理想气体混合物的状态方程pV = nRT =mMRT如M空气=∑x i M i M O2 M N2三、道尔顿分压定律Dalton’s law of partial pressure分压，即某组分气体它对混合气体总压的奉献，显然pB = p总.x B∑p B = p总对混合理想气体，pB = p总.x B = p总.n B /∑n B = n B RT / V(P13)例:今有300K，104.365kPa的含水蒸气的湿烃，其中水蒸气的分压3.167kPa，现欲得到除去水蒸气的1000mol干烃，试求：(1)应从湿烃中除去的水蒸气的量；(2)所需湿烃的初始体积。
第一章 气体、溶液和胶体分散系
第一章 气体、溶液和胶体分散系5. 正常人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度分别是2.5 mmol·L -1和27 mmol·L -1，化验测得某病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的质量浓度分别是300 mg·L -1和1.0 mg·L -1。
试通过计算判断该病人血浆中这两种离子的浓度是否正常。
解：该病人血浆中Ca 2+ 和HCO 3-的浓度分别为11-1222L mmol 5.7mmolmg 40L mg 003 )(Ca )(Ca )(Ca --+++⋅=⋅⋅==M c ρ121-1-3-3-3L mmol 106.1mmol mg 61L mg .01 )(HCO )(HCO )(HCO ---⋅⨯=⋅⋅==M c ρ该病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度均不正常。
7. 某患者需补充0.050 mol Na +，应补充多少克NaCl 晶体? 如果采用生理盐水(质量浓度为9 g·L -1) 进行补Na +，需要多少毫升生理盐水?解：应补NaCl 晶体的质量为m (NaCl) = n (NaCl) · M (NaCl) = n (Na +) · M (NaCl)= 0.050 mol ×58.5 g·mol -1 = 2.93 g所需生理盐水的体积为mL 325L 325.0L g 9mol g 58.5mol 0.050)NaCl (11-==⋅⋅⨯==-盐水盐水ρm V16.从某种植物中分离出一种结构未知的有抗白血球增多症的生物碱, 为了测定其摩尔质量，将19.0 g 该物质溶入100 g 水中，测得溶液的凝固点降低了0.220 K 。
计算该生物碱的摩尔质量。
解：该生物碱的摩尔质量为f A Bf B T m m k M ∆⋅⋅= 1331molg 106.1K0.220kg 10100g 0.19mol kg K 86.1---⋅⨯=⨯⨯⨯⋅⋅=19. 蛙肌细胞内液的渗透浓度为240 mmol·L -1, 若把蛙肌细胞分别置于质量浓度分别为10 g·L -1，7 g·L -1和3 g·L -1 NaCl 溶液中，将各呈什么形态？解：10 g·L -1，7 g·L -1和 3 g·L -1 NaCl 溶液的渗透浓度分别为 1111os1L mmol 342L mol 0.342mol g 58.5L g 102(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c1111os2L mmol 402 L mol 0.240mol g 58.5L g 72(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c1111os3L mmol 031L mol 0.103mol g 58.5L g 32(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c 与蛙肌细胞内液相比较，10 g·L -1，7 g·L -1 和3 g·L -1 NaCl 溶液分别为高渗、等渗和低渗溶液。
7-32第一章 气体的pVT关系
第一章 气体的pVT 关系物质的聚集状态一般可分为三种，即气体、液体和固体。
气体与液体均可流动，统称为流体；液体和固体又统称为凝聚态。
三种状态中，固体虽然结构较复杂，但粒子排步的规律性较强，对它的研究已有了较大的进展；液体的结构最复杂，人们对其认识还很不充分；气体则最为简单，最容易用分子模型进行研究，故对它的研究最多，也最为透彻。
无论物质处于哪一种聚集状态，都有许多宏观性质，如压力p ，体积V ，温度T ，密度ρ，热力学能U 等等。
众多宏观性质中，p , V , T 三者是物理意义非常明确、又易于直接测量的基本性质。
对于一定量的纯物质，只要p , V , T 中任意两个量确定后，第三个量即随之确定，此时就说物质处于一定的状态。
处于一定状态的物质，各种宏观性质都有确定的值和确定的关系①。
联系p , V , T 之间关系的方程称为状态方程。
状态方程的建立常成为研究物质其它性质的基础。
液体和固体两种凝态，其体积随压力和温度的变化均较小，即等温压缩率T T p V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=1κ和体膨胀系数pV T V V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=1α都较小，故在通常的物理化学计算中常忽略其体积随压力和温度的变化。
与凝聚态相比，气体具有较大的等温压缩率κT 和体膨胀系数αV ，在改变压力和温度时，体积变化较大。
因此一般的物理化学中只讨论气体的状态方程。
根据讨论的p , T 范围及使用精度的要求，通常把气体分为理想气体和真实气体分别讨论。
§1.1 理想气体状态方程1.理想气体状态方程从17世纪中期，人们开始研究低压下（p <1 MPa ）气体的p VT 关系发现了三个对各种气体均适用的经验定律：（1）波义尔(Boyle R)定律 在物质的量和温度恒定的条件下，气体的体积与压力成反比，即p V =常数 （n ,T 一定）（2）盖－吕萨克（Gay J －Lussac J ）定律 在物质的量与压力恒定的条件下，气体的体积与热力学温度成正比，即V/T =常数 （n , p 一定）（3）阿伏加德罗（Avogadro A ）定律 在相同的温度、压力下，1mol 任何气体占有相同体积，即V / n =常数 （T ，p 一定）将上述三个经验定律相结合，整理可得到如下的状态方程：p V = n RT （1 .1 .1a ）上式称为理想气体状态方程。
第一章 第二节 第2课时 气体摩尔体积
第2课时 气体摩尔体积一、气体摩尔体积1．决定物质体积大小的因素(1)物质体积大小的影响因素(2)粒子数目相同物质的体积关系2．图解气体摩尔体积3．标准状况下气体体积的计算(1)计算关系①气体的物质的量n ＝V 22.4mol ； ②气体的摩尔质量M ＝V m ·ρ＝22.4ρ g·mol －1； ③气体的分子数N ＝n ·N A ＝V 22.4·N A； ④气体的质量m ＝n ·M ＝V 22.4·M g 。
(2)计算填空34．0 g 氨气的物质的量是________，标准状况下氨气的体积是________，所含的氨气分子数是________。
答案 2.0 mol 44.8 L 1.204×1024解析 根据气体相关计算公式n ＝m M ＝N N A ＝V 22.4(标准状况)可知：n (NH 3)＝34.0 g 17 g·mol －1＝2.0 mol 。
V (NH 3)＝n (NH 3)·V m ＝2.0 mol ×22.4 L·mol －1＝44.8 L 。
N (NH 3)＝n (NH 3)·N A ＝2.0 mol ×6.02×1023 mol －1＝1.204×1024。
(1)标准状况下的气体摩尔体积(2)计算公式n ＝m M ＝N N A ＝V 22.4(标准状况) 例1 下列叙述正确的是( )A ．1 mol 任何气体的体积都为22.4 LB ．1 mol 任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 LC ．只有在标准状况下，气体摩尔体积才约为22.4 L·mol －1 D ．标准状况下，22.4 L 任何气体的物质的量都是1 mol答案 D解析 A 中没有指明该物质所处温度、压强；B 中没有指明该物质的状态；C 中在非标准状况下，气体的摩尔体积也可能是22.4 L·mol －1；选项D 正确。
《物理化学》第一章气体复习题.doc.docx
第一章练习题一、单选题1.理想气体状态方程pV=nRT 表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。
该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是（ C）A 、波义尔定律、盖一吕萨克定律和分压定律B、波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律C、阿伏加德罗定律、盖一吕萨克定律和波义尔定律D、分压定律、分体积定律和波义尔定律2、在温度、容积恒定的容器中，含有A和 B 两种理想气体，这时A的分A A。
若在容器中再加入一定量的理想气体问P A 和A 的变化为：，分体积是 V C，V 是 P（C）A、P A和V A都变人B、P A和V A都变小C P A不变，V A变小D、P A变小， V A不变3、在温度 T、容积 V 都恒定的容器中，含有 A 和 B 两种理想气体，它的物质的量、分压和分体积分别为n A P A￥和1^ P B V B，容器中的总压为 P。
试判断&列公式屮哪个是正确的（ A ）A 、P A V= n A RTB、P A V= （ n A +n B）RT C、P A VA = n A RT D、P B V B= n B RT4、真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理（ C ）A 、高温、高压B、低温、低压C、高温、低压D、低温、高压5、真实气体液化的必要条件是（ B ）A 、压力大于P cB、温度低于T cC、体积等于v c D、同时升高温度和压力6. 在 273 K，101.325 kPa时，CC14(1)的蒸气可以近似看作为理想气体。
已知CC14(1)的摩尔质量为isig.mor1的，则在该条件下，CC14(1)气体的密度为(A )A 、6.87 g.dm-3B、dm-3C、6.42 g.dm'D、3.44 g dm-34.52 g.37、理想气体模型的基本特征是( D ) A 、分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器屮B、各种分子间的作用相等，各种分子的体积大小相等C、所有分子都可看作一个质点，并且它们具有相等的能量D、分子间无作用力，分子本身无体积8、理想气体的液化行为是：( A ) 。
大学化学01第一章 气体和溶液
第一章 气体和溶液学习要求1. 了解分散系的分类及主要特征。
2. 掌握理想气体状态方程和气体分压定律。
3. 掌握稀溶液的通性及其应用。
4. 掌握胶体的基本概念、结构及其性质等。
5. 了解高分子溶液、乳状液的基本概念和特征。
1.1 气体1.1.1 理想气体状态方程气体是物质存在的一种形态，没有固定的形状和体积，能自发地充满任何容器。
气体的基本特征是它的扩散性和可压缩性。
一定温度下的气体常用其压力或体积进行计量。
在压力不太高(小于101.325 kPa)、温度不太低(大于0 ℃)的情况下，气体分子本身的体积和分子之间的作用力可以忽略，气体的体积、压力和温度之间具有以下关系式：V=RT p n (1-1)式中p 为气体的压力，SI 单位为 Pa ；V 为气体的体积，SI 单位为m 3；n 为物质的量，SI 单位为mol ；T 为气体的热力学温度，SI 单位为K ；R 为摩尔气体常数。
式(1-1)称为理想气体状态方程。
在标准状况(p = 101.325 Pa ，T = 273.15 K)下，1 mol 气体的体积为 22.414 m 3，代入式(1-1)可以确定R 的数值及单位：333V 101.32510 Pa 22.41410 m R T1 mol 27315 Kp n .-⨯⨯⨯==⨯3118.314 Pa m mol K --=⋅⋅⋅11= 8.314 J mol K --⋅⋅ (31 Pa m = 1 J ⋅)例1-1 某氮气钢瓶容积为40.0 L ，25 ℃时，压力为250 kPa ，计算钢瓶中氮气的质量。
解：根据式(1-1)333311V 25010Pa 4010m RT8.314Pa m mol K 298.15Kp n ---⨯⨯⨯==⋅⋅⋅⨯4.0mol =N 2的摩尔质量为28.0 g · mol -1，钢瓶中N 2的质量为：4.0 mol × 28.0 g · mol -1 = 112 g 。
第1章第3节第2课时气体摩尔体积
第1章第3节第2课时气体摩尔体积第3节化学中常用的物理量——物质的量[来源:学&科&网]第2课时气体摩尔体积1．下列说法中正确的是()A．1 mol任何物质的体积都为22.4 LB．1 mol任何气体的体积都为22.4 LC．标准状况下22.4 L任何气体的物质的量都为1 molD．不在标准状况下1 mol气体体积一定不为22.4 L解析：使用气体摩尔体积时，必须指明条件，即标准状况下的气体，物质的量为1 mol，体积约为22.4 L。
答案：C2．同温同压下，两种气体的体积不同，其要紧缘故是()A．气体的分子大小不同B．气体分子间的平均距离不同C．气体的物质的量不同D．气体的性质不同解析：当T、p一定时，气体分子间距就一定，与气体种类、性质无关。
答案：C3．已知阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
在两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体。
在同温同压下，两容器内的气体一定具有相同的()A．分子的大小B．原子总数C．质量D．密度解析：依照阿伏加德罗定律可知，两个容器中气体的分子数相同。
HC l、H2和Cl2差不多上双原子分子，因此，原子数目也相等。
但H2和Cl2的混合比例没有确定，也就无法确定混合气体的质量和密度。
答案：B4．已知气体的密度与它的摩尔质量成正比。
一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol－1)中可静止不动，那么在相同条件下该气球放在下列气体中会下沉的是()A．O2 B．Cl2C．CO2 D．CH4解析：一只气球放在空气中可静止不动，这说明该气球中气体的密度与空气的密度接近。
依照阿伏加德罗定律可知，在相同条件下，气体的密度之比是相应的摩尔质量之比，因此该气体的摩尔质量是29 g/mol。
则氧气的摩尔质量为32 g/mol＞29 g/mol，该气球放在氧气中会上升，A错误；氯气的摩尔质量为71 g/mol＞29 g/mol，该气球放在氯气中会上升，B错误；二氧化碳的摩尔质量为44 g/mol＞29 g/mol，该气球放在二氧化碳中会上升，C错误；甲烷的摩尔质量为16 g/mol＜29 g/mol，该气球放在甲烷中会下沉，D正确。
第一章 第二节 第二课时 气体摩尔体积
第二节第二课时气体摩尔体积一、教学目标设计[知识目标]：1、使学生在了解决定气体体积因素的基础上，理解和掌握气体摩尔体积的概念及设计算。
2、掌握阿伏加德罗定律的内容并学会有关它们的计算。
[能力目标]：1、培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
2、运用对比法和依据客观事实解决问题的逻辑思维能力。
[情感目标]：1、引导学生树立“透过现象，抓住本质”的辩证唯物主义认识关单，培养学生善于观察、勤于思考，严谨务实的科学态度。
二、教学内容分析：气体摩尔体积属于基础理论的范畴，概念十分抽象，而且概念中要素又多，学生理解起来难度也教大。
但气体摩尔体积是高考的热点和重点内容，是属于必须牢固掌握掌握的基础知识点，，是本章及本册乃至整个高中化学的重要内容。
在学习了物质的量的基础上学习气体摩尔体积，可为以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式计算以及化学反应速率、化学平衡打下必备的基础知识。
[教学重点]：气体摩尔体积的概念及相关计算。
[教学难点]：内部结构因素对物质体积影响的逻辑推理过程。
三、教学对象分析：学生在学习了人教版必修一第一章第一节（化学实验的基本方法）后，便开始接触“物质的量”这个基本物理量，对微观粒子与宏观物质具备了一定的认识。
同时通过对摩尔质量概念的学习和应用，已经初步具备了学习气体摩尔体积的一些经验和方法。
四、教学策略设计[模式名称]：问题教学设计[ 模式环节]：创设问题情境选择化学事实加工处理化学事实解决化学问题应用。
[演示方法]：演示法、对比法、讨论法、探究法[学习方法]：探究、讨论、自学、练习[教学用具]：多媒体辅助教学课件、实物投影移、自制的实物模型。
五、教学过程设计[复习]：物质的量与物质质量和粒子数之间的关系：\M *NAm n N*M \NA(质量) （物质的量）(粒子数)[引言]：前面我们研究了物质的量与物质质量和粒子数之间的关系，物质的量作为一座桥梁，将微观的粒子数和宏观的质量联系在一起。
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第一章气体
一﹑选择题
1. 两瓶温度不同的压缩氧气A和B，A的出口压力大于B的出口压力，因此，A 瓶中的气体密度要比B瓶中的。
①大②小③相等④不能确定
2.A球中装有1mol的理想气体，B球中装有1mol非理想气体，两球中气体的
PV
m 相同，在小于,
T P的温度，压力下，非理想气体将比理想气体的温度。
C C
①高②低③相等④不能确定
3.气体液化的必要条件是。
①压力大于临界压力②温度小于临界温度
③体积等于临界体积④加大压力
4.若某实际气体的体积小于同温同压同量的理想气体体积，则其压缩因子应为。
①等于零②等于1 ③小于1 ④大于1
5.在下列有关临界点的描述，不正确的是。
①饱和液体和饱和蒸气压的摩尔体积相同
②临界点所对应的温度是气体可以加压液化的最高温度
③气体不能液化
④临界温度、临界体积临界压力皆为恒定值
6.为识别各类气瓶，实验室和实际生产中，在氢气钢瓶外表面上所涂的颜色为。
①天蓝色②黑色③深蓝色④白色
二、计算题
1、 在00C 和101.325KPa 下，2CO 的密度是31.96/kg m
，试求2CO 气体在86.66KPa 和250C 时的密度。
2、300K 、101.325KPa 时，将一敞口容器加热到500K ，然后封闭其敞口，并冷却至原来温度，求这时容器内的压力。
3、270C 、100KPa 下，0.13dm 的含有2N 、2H 、3NH 的混合气体，经用H 2SO 4溶液吸收NH 3后，混合气体的体积减少到0.0863dm ，试求混合气体中NH 3的物质的量及分压。
4、含有4.4g 2CO 、14g 2N 和19.2g 2O 的混合气体，其总压为52.02610Pa ⨯，求各组分的分压。
5、体积为335.0010m -⨯的高压锅内有0.142kg 的氧气，温度为350K ，试用范德华方程式计算氯气的压力。
6、试用压缩因子图求温度为291.2K 、压力为150MPa 时甲烷的密度。