第四章气体、溶液、胶体

1、第四章第四章 气体、溶液气体、溶液和胶体和胶体24.1 4.1 气体气体 4.2 4.2 溶液溶液 4.3 4.3 溶液的依数性溶液的依数性 4.4 4.4 胶体胶体 练练 习习34.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式 4.1 4.1 气体气体 分子间距离 分子间相对位置 体积 外形气态： 大 可变 不定 不定液态： 小 可变 固定 不定固态： 小 固定 固定 固定物质的三态变化：4O2 分子分子 理想气体：理想气体：v 分子不占体积分子不占体积v 分子间无相互作用分子间无相互作用低压低压高温高温 实际气体：实际气体：v 分子有体积分子有体积v 分子间有相互作用分子间有相互作用理想气

2、体与实际气体5 波义尔定律（波义尔定律（1662）：）：17世纪中叶，英国世纪中叶，英国科学家科学家波义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压波义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为恒量。力和它体积的乘积为恒量。 P1/V PV = constant 查尔斯查尔斯(1787) 盖盖-吕萨克吕萨克(1802)定律：定律：压力恒定时，一定量气体的体积与它的热力学温度成压力恒定时，一定量气体的体积与它的热力学温度成正比。正比。 VT V = bT6 理想气体状态方程理想气体状态方程：到了到了19世纪，法国科学家世纪，法国科学家克拉伯克拉伯龙龙 综合波义尔定律和综合波义尔定律和

3、查尔斯查尔斯定律定律,把描述气体状态的把描述气体状态的3个个参量参量p, V, T 归于一个方程式。归于一个方程式。pVnRTmpVRTMpMRTmnMmV7R: 气体常数气体常数333(101.325 10) (22.4 10)1273.15PVPamRnTmolK标准状况标准状况3111111118.3148.3148.3140.08206JPa mmolKkPamolL molKatm L molKK注意单位的一致！注意单位的一致！84.1.2 分压定律分压定律分体积：分体积：在相同在相同温度温度下，各组分气体具有与混合下，各组分气体具有与混合气体相同气体相同压力压力时，所具有的体积称为

4、该组分气体时，所具有的体积称为该组分气体的分体积。的分体积。分压力：分压力：在混合气体中，各种组分的气体分子分在混合气体中，各种组分的气体分子分别占有相同的别占有相同的体积体积( (即容器的总空间即容器的总空间) )和具有相同和具有相同的的温度温度。混合气体的总压力是各种分子对器壁产。混合气体的总压力是各种分子对器壁产生撞击的共同作用的结果。生撞击的共同作用的结果。每一种组分所产生的每一种组分所产生的压力叫分压力压力叫分压力，它可看作在该温度下各组分分子，它可看作在该温度下各组分分子单独存在于容器中时所产生的压力单独存在于容器中时所产生的压力PnPn。9分压定律：分压定律： 温度和体积恒定时，

5、混合气体的总压力等温度和体积恒定时，混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和。于各组分气体分压力之和。 某组分气体的某组分气体的等于该气体单独占据等于该气体单独占据总体积时，所表现的压力。总体积时，所表现的压力。2H2.4PatmHe6.0Patm20.50Hmol1.25Hemol8.4tolPatm1.25Hemol20.50Hmol1.75lmo gas(a) 5.0 L at 20(b) 5.0 L at 20(c) 5.0 L at 2010123ppppippiinpRTViRTRTpnnVViipnpniinppniinxnxi: 摩尔分数摩尔分数iipx p分压定律的另分压定律

6、的另一种表达一种表达分压定律的分压定律的一种表达一种表达11分散质分散质分散剂分散剂分散分散分散系分散系（固、液、气态）（固、液、气态）分散系：一种或几种物质以细 小的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系分散质：被分散的物质（分散相）分散剂：把分散质分散开来的物质（分散介质）4.2 4.2 分散体系分散体系12分散系分散系 分类分类分子分散系分子分散系 (d 100 nm)相体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分单相体系单相体系 多相体系多相体系（存在界面）（存在界面）13冰和水两相体系14表表1 按分散质颗粒大小分类的分散系按分散质颗粒大小分类的分散系小于小于1nm(109 m)分子离子分

7、子离子 粒子粒子能能通过通过滤纸滤纸与与半半 NaCl 分散系分散系 透膜透膜，扩散速度快，扩散速度快 溶液溶液 1100nm 胶体胶体 粒子粒子能能通过通过滤纸滤纸但但不不 Fe(OH)3 分散系分散系 能透过能透过半透膜半透膜, ,扩散慢扩散慢 溶胶溶胶 蛋白质蛋白质 溶液溶液 颗粒直径大小颗粒直径大小 类类 型型 主主 要要 特特 征征 实实 例例大于大于100nm 粗粗 粒子粒子不不能通过能通过滤纸滤纸不不 豆豆 浆浆 分散系分散系 能透过能透过半透膜半透膜, ,不扩散不扩散 牛奶牛奶 15表表2 按物质聚集状态分类的分散系按物质聚集状态分类的分散系 气气 空空 气气 气气 液液 云、

8、雾云、雾 固固 烟、尘烟、尘 气气 泡沫塑料泡沫塑料 固固 液液 珍珍 珠珠 固固 有机玻璃有机玻璃 气气 肥皂泡沫肥皂泡沫 液液 液液 牛牛 奶奶 固固 Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶、泥浆水溶胶、泥浆水 分散剂分散剂 分散质分散质 实实 例例16分子分散系分子分散系 (d1 nm)溶液溶液固态液态气态本节讨论的主要内容是本节讨论的主要内容是 以水为溶剂的水溶液以水为溶剂的水溶液分散质以分子或者比分子更小的质点分散质以分子或者比分子更小的质点均匀地分散在分散剂中所得的分散系均匀地分散在分散剂中所得的分散系4.3 溶液溶液174.3.1 溶液浓度的表示法溶液浓度的表示法 浓度浓度 一定量的

9、溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液的浓度。 分类分类BBncV1mol LBBAnbm1mol kgiiinxn无纲量无纲量BBmwm无纲量无纲量 1L溶液中所含溶质B的物质的量，称为该溶液的物质的量浓度。用符号cB表示，cB nB/V 。 式中：nB为物质B的物质的量，单位为即 mol；V为溶液的体积，单位为m3。浓度的常用单位为molL-1。1 1. . 物质的量浓度物质的量浓度 1Kg溶剂中所含溶质B的物质的量，称为溶质B的质量摩尔浓度，用符号bB，其数学表达式为 bBnB/mA 式中：bB为质量摩尔浓度，单位molkg-1 ；mA为溶剂的质量(Kg)。由于物质的质量不受温度的影响所以溶液

10、的质量摩尔浓度是一个与温度无关的物理量。 2 2质量摩尔浓度（重点）质量摩尔浓度（重点）某组分i的物质的量与溶液总物质的量之比，称为该组分i的摩尔分数，其数学表达式为: xi=ni/n 3 3摩尔分数摩尔分数某组分i的质量与混合物质量之比，称为该组分i的质量分数，其数学表达式为: Wi=mi/m 4 4质量分数质量分数 溶质的质量mB与溶液的体积V之比，称为质量浓度，用符号B表示，其表达式为： BmB/V 单位可用gL-1、mgL-1、gmL-1、ugL-1等。5 5质量浓度质量浓度231ppm1ppm：百万分之一百万分之一1ppb1ppb：十亿分之一十亿分之一111mgppmkg溶质溶液11

11、1gppbkg溶质溶液选择题：质量摩尔浓度的优点是（ ） 准确度高 (B) 应用广泛 (A)(C) 计算方便 (D) 其值不随温度而改变 将50g20%的硝酸钾溶液稀释到200g，稀释后所得溶液中溶质的质量分数是（ ） A. 20% B. 10% C. 5% D. 1%【知识点拨知识点拨】 关于溶液稀释一定要抓住：溶液稀释前后，溶质的质量不变。解： %5200%20*5033wwwmwmKNOKNOmm溶液溶液后前C 配制2mol/L的NaOH溶液2L，需要NaOH多少克？已知：MNaOH=40g/mol。 将60g草酸晶体(H2C2O42H2O)溶于水中，配制成1升溶液，求该溶液的物质的量浓

12、度。（M草酸=126g/mol)26在常温下取在常温下取NaClNaCl饱和溶液饱和溶液10.00cm10.00cm3 3，测得其质量为，测得其质量为12.003g12.003g，将溶液蒸干，得，将溶液蒸干，得NaClNaCl固体固体3.173g3.173g。求：（。求：（1 1）NaClNaCl饱和溶液的质量分数，（饱和溶液的质量分数，（2 2）物质的量浓度，（）物质的量浓度，（3 3）质量摩尔浓度，（质量摩尔浓度，（4 4）饱和溶液中）饱和溶液中NaClNaCl和和H H2 2O O的摩尔分数。的摩尔分数。 (5) NaCl(5) NaCl的质量浓度。的质量浓度。(M (M NaClNaC

13、l=58.44gmol=58.44gmol-1-1， M M H2OH2O=18.00gmol=18.00gmol-1-1) )解：解： （1）NaCl饱和溶液的质量分数为：饱和溶液的质量分数为：2NaCl3.173g(NaCl)0.264426.44%NaClH O12.003gw质量质量质量练习练习27 (2) NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：饱和溶液的物质的量浓度为：131Lmol42. 5L1000.10molg44.58/173. 3)NaCl()NaCl(gVnc(3) NaCl饱和溶液的质量摩尔浓度为：饱和溶液的质量摩尔浓度为：131214. 610)173. 3003.12(

14、44.58/173. 3kgmolkgmolggOHNaClmB的质量物质的量在常温下取在常温下取NaClNaCl饱和溶液饱和溶液10.00cm10.00cm3 3，测得其质量为，测得其质量为12.003g12.003g，将溶液蒸干，得，将溶液蒸干，得NaClNaCl固体固体3.173g3.173g。求：（。求：（1 1）NaClNaCl饱和溶液的质量分数，（饱和溶液的质量分数，（2 2）物质的量浓度，（）物质的量浓度，（3 3）质量摩尔浓度，（质量摩尔浓度，（4 4）饱和溶液中）饱和溶液中NaClNaCl和和H H2 2O O的摩尔分数。的摩尔分数。 (5) NaCl(5) NaCl的质量浓

15、度。的质量浓度。(M (M NaClNaCl=58.44gmol=58.44gmol-1-1， M M H2OH2O=18.00gmol=18.00gmol-1-1) )28（4）NaCl饱和溶液中，饱和溶液中，NaCl和和H2O的摩尔分数的摩尔分数mol491. 0molg18/g)173. 3003.12()OH(mol0542. 0molg44.58/g173. 3)NaCl(121nn90. 010. 01)NaCl(1)OH(10. 0mol491. 0mol0542. 0mol0542. 0)OH()NaCl()NaCl()NaCl(22xxnnnx（5）NaCl的质量浓度的质量浓

16、度mLgmLgVm/317. 000.10173. 3溶液溶质在常温下取在常温下取NaClNaCl饱和溶液饱和溶液10.00cm10.00cm3 3，测得其质量为，测得其质量为12.003g12.003g，将溶液蒸干，得，将溶液蒸干，得NaClNaCl固体固体3.173g3.173g。求：（。求：（1 1）NaClNaCl饱和溶液的质量分数，（饱和溶液的质量分数，（2 2）物质的量浓度，（）物质的量浓度，（3 3）质量摩尔浓度，（质量摩尔浓度，（4 4）饱和溶液中）饱和溶液中NaClNaCl和和H H2 2O O的摩尔分数。的摩尔分数。 (5) NaCl(5) NaCl的质量浓度。的质量浓度。

17、(M (M NaClNaCl=58.44gmol=58.44gmol-1-1， M M H2OH2O=18.00gmol=18.00gmol-1-1) )29 在在100 mL水中，溶解水中，溶解17.1 g蔗糖（分蔗糖（分子式子式为为C12H22O11)，溶液的密度为溶液的密度为1.0638 g mL-1，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度，摩尔分数各是多少？尔浓度，摩尔分数各是多少？例：例：解：解：BA117.1g100 g110.1 mL1.0638g mLmmV1222111122211(CHO)17.10.05(CHO)342mgnmolMgmol1122

18、2113(C H O )0.050.454110.1 10nmolcmol LVL （1）30112221132(C H O )0.050.5(H O)100 10nmolbmol kgmkg（2）（3）2212(H O)100(H O) = 5.55(H O)18.02mgnmolMg mol31222111222111222112(C H O )0.05(C H O )8.93 10(C H O )(H O)0.055.55nmolxnnmolmol题目解： 公式 = 代入数据(包括单位) = 单位制的统一(必要时) = 中间运算过程(此步骤可不写) = 结果(包括单位)注意解题规范31稀

19、溶液的性质稀溶液的性质如：如：颜色、导电性、酸碱性颜色、导电性、酸碱性1. 1. 由溶质的本性决定由溶质的本性决定2. 2. 取决于溶液中溶质的自由粒子数目取决于溶液中溶质的自由粒子数目称为溶液的称为溶液的依数性依数性 凝固点下凝固点下降降 沸点升高沸点升高 渗透压渗透压 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降4.3.2 4.3.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性如：321、溶液的蒸气压下降、溶液的蒸气压下降 溶剂的蒸发和蒸气压溶剂的蒸发和蒸气压蒸发：液体表面的气化现象蒸气：液面上的气态分子群33：蒸发、冷凝速度相等，气相、液相达到蒸发、冷凝速度相等，气相、液相达到 平衡，液相上方气体的压力平衡，液相

20、上方气体的压力始：蒸发速率较大，冷凝速率为零，气相分子增多蒸发和冷凝过程中：蒸发速率较大，冷凝速率较小，气相分子增多平衡时：蒸发速率等于冷凝速率，气相分子数目不变34 若在纯溶剂中加入若在纯溶剂中加入（如葡萄糖（如葡萄糖) )：纯水蒸气压纯水蒸气压 p* 溶液蒸气压溶液蒸气压 p 拉乌尔定律拉乌尔定律*App x1ABxx *ppp *Bp x35拉乌尔定律：拉乌尔定律：在在一定一定的温度下，的温度下，难难挥发挥发非非电解质电解质稀稀溶液的蒸气压，等于纯溶液的蒸气压，等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积。溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积。AAB*pnpnn=p* xA

21、式中：式中：p p ：溶液的蒸气压：溶液的蒸气压 p p* *：纯溶剂的蒸气压：纯溶剂的蒸气压 n nA A 溶剂的物质的量溶剂的物质的量 n nB B ：溶质的物质的量：溶质的物质的量 x xA A ：溶剂的摩尔分数：溶剂的摩尔分数对于一个只有两组分的系统来说，对于一个只有两组分的系统来说，x xA A + x xB B = 1 = 1p= p* xA= p*(1- xB)= p*- p*xB可得，可得，p= pp= p* *- -p p = =p p* *x xB B所以，在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的所以，在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压蒸汽压下降下降与溶质的摩尔分数成正比。与溶质的摩尔分数成正比。36拉乌尔定律使用局限性：拉乌尔定律使用局限性：u若溶液浓度较大，溶质分子对溶剂的作用不可忽略若溶液浓度较大，溶质分子对溶剂的