无机化学重点笔记

第一章 物质的状态

理想气体：是设定气体分子本身不占空间、分子间也没有相互作用力的假想情况下的气体。

实际气体：处于高温（高于273 K ）、低压（低于数百千帕）的条件下，由于气体分子间距离相当大，使得气体分子自身的体积与气体体积相比可以忽略不计，且分子间作用力非常小，可近似地将实际气体看成是理想气体。

pV = nRT （理想气体状态方程式）

R 称为比例常数，也称为摩尔气体常数。

R = 8.314 Pa·m3·mol -1·K -1 = 8.314 kPa·L·mol -1·K -1 = 8.314J·mol -1·K -1（Pa·m3=N·m -2·m3=N·m = J）

道尔顿理想气体分压定律

式中 xi 为某组分气体的摩尔分数。理想气体混合物中某组分气体的分压等于该组分气体的摩尔分数与总压力的乘积。

分体积定律 i i RT RT p p n n V V

=∑=∑=i i i i i p n n p p x p p n n === 或1212= = +++ i i i i

n RT n RT n RT nRT V V V V p p p p =???=+???=∑∑

当几种气体混合时，起初每一种气体在各处的密度是不同的，气体总是从密度大的地方向密度小的地方迁移，直至密度达到完全相同的状态，这种现象称为扩散。 相同温度、相同压力下，某种气体的扩散速度与其密度的平方根成反比，这就是气体扩散定律。用u i 表示扩散速度，ρi 表示密度，则有：

式中u A 、u B 分别表示A 、B 两种气体的扩散速度，ρA 、ρB 分别表示A 、B 两种气体的密度。

同温同压下，气体的密度（ρ）与其摩尔质量（M ）成正比，据此可以表示为：

对理想气体状态方程进行修正

对n = 1 mol 实际气体，其状态方程为：

i u A B

u u A

B u u 2

2()()an p V nb nRT V +-=2()()m m

a p V

b RT V +

-=

气体分子运动论的主要内容包括以下几个假设：

（1）气体由不停地作无规则运动的分子所组成；

（2）气体分子本身不占体积，视为数学上的一个质点；

（3）气体分子间相互作用力很小，可忽略；

（4）气体分子之间及分子对容器壁的碰撞视为弹性碰撞，气体的压力是由于气体分子同容器壁产生碰撞的结果；

（5）气体分子的平均动能与气体的温度成正比。

通常把蒸气压大的物质称为易挥发的物质，蒸气压小的物质称为难挥发的物质。

对同一液体来说，若温度高，则液体中动能大的分子数多，从液体中逸出的分子数就相应的多些，蒸气压就高；若温度低，则液体中动能大的分子数少，从液体中逸出的分子数就相应的少些，蒸气压就低。

克劳修斯-克拉贝龙（Clansius-Clapeyron ）方程

沸点是指液体的饱和蒸气压等于外界大气压时的温度。在此温度下，气化在整个液体内部和表面同时进行（在

211211lg ()2.303p H p R T T ?=-

低于该温度时气化仅在液体的表面上进行），称之为液体的沸腾。三氯甲烷、乙醇、水和醋酸的正常沸点依次分别为61.3℃, 78.4℃, 100℃和118.5℃。减压蒸馏的方法正是利用减压时液体沸点会降低的这一特征去实现分离和提纯物质的目的。这种方法适用于分离提纯沸点较高的物质以及那些在正常沸点易分解或易被空气氧化的物质。

如果温度高于某一数值，则无论加多大的压力也不能使气体液化。这一温度称为临界温度，用符号T c表示。在临界温度时，使气体液化所需的最低压力称为临界压力，用p c表示；而在临界温度和临界压力下物质所占有的体积称为临界体积，用V c表示。T c、p c和V c统称为临界常数。

晶体和非晶体特性的异同点主要表现在以下几个方面：（1）晶体和非晶体的可压缩性和扩散性均很差。

（2）完整晶体具有固定的几何外形，而非晶体则没有。（3）晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点。非晶体被加热到一定温度后开始软化，流动性增加，直至最后变成液体。从软化到完全熔化，要经历一段较宽的温度范围。