气体的理想气体状态方程与气体的混合与气体的性质
高中物理 第八章 第三节 理想气体的状态方程(第2课时)课件
三、克拉珀龙方程
三、克拉珀龙方程
pV nRT
或
pV m RT M
三、克拉珀龙方程
pV nRT
或
pV m RT M
克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的 状态方程，它联系着某一确定状态下，各物 理量的关系。
三、克拉珀龙方程
pV nRT
或
pV m RT M
克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的 状态方程，它联系着某一确定状态下，各物 理量的关系。
理想气体的状态方程
一.理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何 压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样 的气体叫做“理想气体”。
一.理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何 压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样 的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有那些特点呢？
一.理想气体
5、气体密度式：
P1
1T1
P2
2T2
5、气体密度式：
P1
1T1
P2
2T2
以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
5、气体密度式：
P1
1T1
P2
2T2
以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
p0 1atm，V0 22.4L/mol ，T0 273K
常量，叫做摩尔气体常量．
6、摩尔气体常量：
设 R p0V0 为1mol理想气体在标准状态下的 T0
常量，叫做摩尔气体常量．
注意:R的数值与单位的对应
5、摩尔气体常量：
设 R p0V0 为1mol理想气体在标准状态下的 T0
常量，叫做摩尔气体常量．
理想气体状态方程式
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。
B
V
n1RT p
n2 RT p
n1 n2
V nRT
RT p
p
VB V
nB n
B
B 称为B的体积分数
pB p
xB
VB V
ห้องสมุดไป่ตู้ B
pB B p
例题 氧是人类维 持生命的必需气体 ，缺氧生命就会死 亡，过剩的氧会使 人致病，只有在氧 气的分压维持21kPa 才能使人体维持正 常代谢过程。在潜
水员自身携带的水下呼吸器中充有氧气和氦气
的大气共同产生。海面上的空气压力为
760mmHg，则
p=g hw+
101325Pa 22.414 103 m3
1.0mol 273.15K
8.314 J mol 1 K 1
R=8.314 kPaLK-1mol-1
1.1.2 理想气体状态方程式的应用
1. 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。
pV = nRT
混合气体的总压等于混合气体中各组分 气体分压之和。
p = p1 + p2 + 或 p = pB
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
p
n1RT V
n2RT V
无机化学第一章气体
无机化学第一章气体
p1
n1 RT V
,
p2
n2 RT V
,
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
n =n1+ n2+
p
nRT V
无机化学第一章气体
分压的求解：
pB
nB RT V
p
nRT V
pB p
nB n
xB
pB
nB n
规律：各组分气体分别遵循理想气体状态方程。 即： PVB = nBRT
分体积定律：混合气体的总体积等于混合气体中
各组分气体的分体积之和。
V = V1 + V2 +
或
V = VB
无机化学第一章气体
V n1RT n2 RT
p
p
n1
n2
RT
p
nRT p
VB V
nB n
B
—称为组分B的体积分数
pB p
xB
VB V
B
,
VB B V
结论：某组分气体的分体积等于混合气体的总体 积和该组分气体的体积分数(摩尔分数)的乘积。
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g)
65.39g
1mol
m(Zn)=?
0.0964mol
m(Zn) =
65.39g 0.0964mol 1mol
= 6.30g
答：（略）
无机化学第一章气体
*1.2.2 分体积定律
分体积： 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组
份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力 时所占有的体积。
气体状态方程及应用总结知识点总结
气体状态方程及应用总结知识点总结气体状态方程是描述气体行为的重要公式，它可以用来计算气体在不同条件下的状态参数。
在物理化学领域中，气体状态方程被广泛应用于研究气体性质、计算气体体积、压力和温度等参数的变化规律。
本文将从理论基础和应用实例两个方面对气体状态方程进行总结。
一、理论基础1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是最简单且最基础的气体方程，描述了理想气体在不同条件下的状态。
其数学表达式为：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量（用摩尔表示），R为气体常数，T表示气体的温度（单位为开尔文）。
2. 真实气体状态方程理想气体状态方程在一些特殊情况下可能不适用，例如在高压或低温条件下。
为了更准确地描述气体的状态，科学家们提出了多个真实气体状态方程，如范德瓦尔斯方程、克拉珀龙方程等。
这些方程考虑了气体分子之间的相互作用和体积排除效应。
3. 范德瓦尔斯方程范德瓦尔斯方程是描述非理想气体状态的经验模型，在一定条件下适用于大部分气体系统。
其数学表达式为：（P + an^2/V^2）(V - nb) = nRT其中，a和b分别为范德瓦尔斯常数，与气体的性质有关。
二、应用实例1. 气体的体积计算气体状态方程可以用来计算气体的体积，特别是在理想气体的条件下。
通过对气体的压力、温度和物质量的测量，可以利用气体状态方程计算出气体的体积。
这在化学实验室中非常常见，用于确定气体的相对摩尔质量或浓度。
2. 气体的状态变化分析气体状态方程可以用来分析气体在不同条件下的状态变化情况。
例如，在等温过程中，根据理想气体状态方程可以推导出等温压缩和膨胀的数学关系。
该应用在工程学和热力学研究中具有重要意义。
3. 气体混合物的计算在实际应用中，常常会遇到不同气体混合而成的情况。
通过气体状态方程，可以计算混合气体的总压力、总体积和混合比例。
这对于研究空气组成、燃烧过程等非常有帮助。
4. 气体的化学反应计算化学反应中的气体通常具有体积、压力和温度等变化。
课件：第一章 气体的pVT性质
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2018/11/9
4．阿马加定律ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1) 分体积 混合气体中，组分B单独存在，并且处于与混 合气体相同的温度和压力时，所产生的体积称组
分B的分体积。
nB RT V p
B
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§1.1 理想气体的状态方程
理想气体：分子间无相互作用，分子本身无体积
× ×
× ×
可无限压缩
在任何温度、压 力下均符合理想
× × × × × × × × ×
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气体模型，或服
从理想气体状态
方程的气体为理
想气体
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§1.1 理想气体的状态方程 • 理想气体的状态方程是理想气体的宏 观外在表现
pVm=RT
m pV RT M
Vm=V/n ρ=m/V
或
用于p, V, T, n, m, M, ρ的计算
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2018/11/9
§1.1 理想气体的状态方程 例：计算25℃，101325Pa时空气的密度。
（空气的分子量为29）
解： n p 101325 3 mol m V RT 8.315 273.15 25 3 40.87 mol m n 3 3 d空气＝ M 40.87 29 g m 1.185 kg m V
• 理想气体的微观模型反映了理想气体
的微观内在本质
• 理想气体是真实气体在 p→ 0 情况下
气体状态方程及其应用
气体状态方程及其应用气体是物质的一种常见形态，广泛存在于自然界和工业生产中。
了解气体的状态方程对于理解和应用气体的性质和行为非常重要。
本文将介绍气体的状态方程以及它在科学和工程领域的应用。
一、气体状态方程气体状态方程描述了气体的性质和行为，它是通过实验和理论推导得到的。
目前最常用的气体状态方程有理想气体状态方程和范德华气体状态方程。
理想气体状态方程是最简单和最常用的气体方程，它建立在以下假设基础上：1. 气体分子之间没有相互作用力；2. 气体分子之间体积可忽略不计。
根据这些假设，理想气体状态方程可以表示为：PV = nRT其中，P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的摩尔数，R为气体常量，T为气体的温度。
该方程可以用来计算气体在不同条件下的状态。
另一个常用的气体状态方程是范德华气体状态方程，它考虑了气体分子间的相互作用力对气体性质的影响。
范德华气体状态方程可以表示为：(P + an^2/V^2)(V - nb) = nRT其中，a和b是范德华常数，与气体的性质有关。
该方程在高压和低温条件下更精确地描述了气体的状态。
二、气体状态方程的应用1. 气体的状态计算气体状态方程可以用于计算气体在不同条件下的状态，例如计算气体的压力、体积、温度等。
通过对气体状态方程进行适当的变换和计算，可以得到所需的气体性质数据。
2. 气体混合物的性质分析在实际应用中，往往会遇到多个气体混合在一起的情况。
气体状态方程可以帮助我们分析和计算气体混合物的性质，例如气体的总压力、分压力以及摩尔分数等。
3. 气体反应的计算在化学反应中，气体常常作为反应物或生成物参与其中。
通过气体状态方程，可以计算气体反应的平衡常数、反应速率等重要参数，从而对反应过程进行研究和优化。
4. 气体的密度和摩尔质量计算气体状态方程可以通过变换和计算，得到气体的密度和摩尔质量。
这对于工程设计、分析和实验中的气体计量非常重要，例如在空气污染监测中的应用。
5. 气体的溶解度和扩散率研究气体溶解度和扩散率是气体在液体中的重要性质。
理想气体状态方程
2 混合气体分压定律
理想气体Ａ、Ｂ的混合
Ｔ、Ｖ一定， 单 气体Ａ：nA, PA= nA(RT/V)
独
气体 B ：nB, PB= nB(RT/V)
T V
nA nB P总
PA PB
混 合 后
Ｐ总 = PA + PB = (nA+ nB) (RT/V) ∵ PA /Ｐ总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总
温度愈升高，愈接近理想气体
N2
不同气体的比较（1摩尔,300K )
气体 Z-P 图的讨论
• 常压常温下，沸点低的气体，接近理想气体
• 起初增加压力时，对于分子量较大的分子， 分子间作用力增加占主导，使得 Z < 1
• 增加较大压力时，分子的占有体积占主导， 使得 Z > 1
Van der Waals 方程
∴ PA = （nA/ n总）Ｐ总
混合气体分体积定律 理想气体Ａ、Ｂ的混合
Ｔ、P 一定， 气体Ａ：nA, VA= nA(RT/P)
单 独 气体 B ：nB, VB= nB(RT/P)
A B A B 混 总 合 VA /V总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总 后 ∴ VA= (nA/ n总)V总
例题
∵ PV = nRT = (m/M) RT ∴ M = (m/V)(RT/P) = r (RT/P) = (0.899 × 8.31 × 353)/15.6 = 169 (g • mol-1) 已知 原子量 Xe 131, F 19, XeFx ∴ 131+19x =169 x = 2 ∴ 这种氟化氙的分子式为：XeF2
沸点与外界压 力有关。外界 压力等于101 kPa (1 atm)时 的沸点为正常 沸点，简称沸 点。 沸腾是在液体的表 面和内部同时气化。
分压定律理想气体混合物
解: 排水法收集气体时,通常将所收集气体中的 水蒸气看作饱和蒸气.由化学手册中查出18℃,
在湿氢气中,氢的分压为
p(H2O) 15.477 mmHg
p1(H2 ) (753 .8 15.477 )mmHg 738 .3mmHg
p1(H 2 )
738 .3mmHg 760 mmHg
11
p1(O2) p1(He) 0.10MPa,V1(O2) 46L,V2(He) 121L
混合气体总体积V=5.0L,则其中
p(O2 ห้องสมุดไป่ตู้
p1 (O2 )V1 (O2 ) V2 (O2 )
0.1MPa 46 L 5.0L
9.2 10 2 KPa
p(He) 0.1MPa12L 2.4102 KPa 5.0L
pV = nRT n = m/M pV = mRT/M (3) 气体密度的计算
6
M m RT PV
M RT
P
m
V
pM
RT
7
§1-2 气体混合物
理想气体混合物 组分气体 组分气体的分压 Dalton分压定律
8
§1-2 气体混合物
1．2．1、分压定律 理想气体混合物：当几种不同的气体在同一容 器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本 身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不 计，这就是理想气体的混合物。 组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做 组分体。 组分气体的分压:对于理想气体来说,某组分气 体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独 占有与混合气体相同体积时产生的压力.
2
§1．1 理想气体状态方程式
气体的基本物理特性：可压缩性和扩散性。 1．1．1、理想气体状态方程式 理想气体是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 忽略的一种假想情况。对于真实气体，只有在 低压高温下，才能近似的看成理想气体。
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气体的理想气体状态方程与气体的混合与气
体的性质
气体是物质存在的一种状态，具有容易流动、可压缩等特点。
对于气体的性质和行为，科学家们提出了一些理论模型，其中最常用的是理想气体状态方程。
本文将探讨气体的理想气体状态方程以及气体的混合和性质。
1. 理想气体状态方程
理想气体状态方程描述了气体的状态与气体的压力、体积和温度之间的关系。
其数学表达式为：
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为气体常数，T表示气体的绝对温度。
理想气体状态方程可以看作是气体行为的一种理想化描述，它适用于低压、高温和分子之间几乎没有相互作用的情况。
2. 气体的混合
当两种或更多种气体混合在一起时，它们会均匀地分布在容器中，形成混合气体。
混合气体的性质由组成气体的种类、数量和相对分压等因素决定。
根据道尔顿定律，混合气体中各组分气体的压力之和等于总压力。
即：
P_total = P_1 + P_2 + ... + P_n
其中，P_total表示混合气体的总压力，P_1、P_2、...、P_n表示组成气体的各个分压。
此外，混合气体的分子速率分布也受到组分气体的质量和温度的影响。
根据格雷厄姆定律，较重的气体分子在相同温度下相对较慢，而较轻的气体分子则相对较快。
3. 气体的性质
气体的性质包括气体的可压缩性、扩散性和可溶性等。
由于气体分子间存在较大的间距并且几乎没有相互作用力，因此气体具有较高的可压缩性。
气体的扩散性指的是气体分子在空气中自发地混合和扩散。
根据格雷厄姆定律，气体的扩散速率与其分子质量的平方根成反比。
气体的可溶性是指气体在溶液中溶解的能力。
根据亨利定律，气体在液体中的溶解度与其分压成正比。
此外，气体的热容比和分子间作用力等也是气体性质的重要指标，但超出本文讨论范围。
总结：
气体的理想气体状态方程为PV = nRT，描述了气体的状态与气体的压力、体积和温度之间的关系。
混合气体的性质由组成气体的种类、数量和相对分压等因素决定，其中组分气体的压力之和等于混合气体的总压力。
气体具有可压缩性、扩散性和可溶性等特点，其性质也与热容比和分子间作用力等因素相关。
虽然理想气体状态方程和气体的混合与性质只是气体行为的理想化描述，在实际应用中仍然具有重要的意义。
通过对气体的深入研究，我们可以更好地理解和应用气体在化学、工程等领域的相关知识。