无机化学02物质的状态

1、化学与环境工程系第二章第二章 气气 体体 2.2 气体混合物气体混合物 2.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式化学与环境工程系2.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式2.1.2 理想气体状态方程式的应用理想气体状态方程式的应用2.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式化学与环境工程系气体的最基本特征： 具有可压缩性可压缩性和扩散性扩散性。 人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为理想气体。 理想气体分子之间距离很大,因此分子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。2.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式化学与环境工程系pV = nRT R-

2、 摩尔气体常量在STP即p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.41410-3m3nTpVR 理想气体状态方程式：11KmolJ314. 8K15.2731.0molm1022.414Pa10132533化学与环境工程系v例2-1 三氧化二砷在844K和99.1K时形成的蒸汽密度=5.66m-3,求它的近似分子量。由此推断三氧化二砷的分子式该如何书写？ 解：从理想气体状态方程式PV=nRT可得pV=RTm/M,111333401.01 .9984410314.866.5molkgkPaKKmolmkPamkgPRTM如果分子式为As2

3、O3 ，则摩尔质量为0.1978kgmol-1,若为As4O6 ，摩尔质量为0.395kgmol-1 ，后一值与0.401kgmol-1相近，故三氧化二砷的分子式为As4O6 。化学与环境工程系 2.2.1 分压定律分压定律2.2 气体混合物气体混合物 2.2.2 分压定律的应用分压定律的应用化学与环境工程系组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。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。VRTnpBB 2.2.1 分压定律分压定律化学与环境工程系分压定律： 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p= p1 + p2 +

4、或 p = pB 推导如下:VnRTp ,2211VRTnpVRTnpVRTnnVRTnVRTnp2121 n =n1+ n2+ 因此化学与环境工程系分压的求解：P总=P1+P2+P3+n总=n1+n2+n3 +x A A组分占气体总量的摩尔分数x A= nA/n总PA= x A P总化学与环境工程系 分压定律的应用 v例2-2 将一定量的固体氯酸钾和二氧化锰的混合物加热，分解反应完成后测得其质量减少了0.480克，同时测得用排水集气法收集起来的氧气体积为377cm3,而此时的温度为294K，压力为99.6KPa，试计算氧气的分子量。化学与环境工程系 分压定律的应用 v例2-2 将一定量的固体

5、氯酸钾和二氧化锰的混合物加热，分解反应完成后测得其质量减少了0.480克，同时测得用排水集气法收集起来的氧气体积为377cm3,而此时的温度为294K，压力为99.6KPa，试计算氧气的分子量。v解：查表得294K 时水的蒸汽压为2.48KPa,而P总=PO2+PH2O=99.6Kpa, 所以: p(O2)=99.6KPa-2.48KPa=97.12KPa 又因为pV=nRT =mRT/M，M=mRT/pV 而混合物减少的质量就是生成的氧气的质量，故molkgKPaKKmolmKPakgOM032. 01037712.9729410314. 810480. 0)(6113332化学与环境工程系

6、 例2-3：某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700mol35.5kPakPa0 .133200. 1320. 0) 3(NHppnnpNHNH)()(33化学与环境工程系p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPapnnp)O()O(2220.

7、0kPakPa5 .35320. 0180. 0化学与环境工程系1.2.2 分压定律的应用分压定律的应用化学与环境工程系 例2-4: 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)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L292K 时，p(H2O)=2.20kPaMr (NH4NO2)=64.04化学与环境工程系NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)64.04g 1molm(NH4NO2)=? 0.164mol K292m