东北师范大学无机化学课件：第二章化学基础知识

1、第二章 化学基础知识 2-1-1 理想气体的状态方程 分子之间没有引力，分子本身不占有体积的气体称为理想气体。真正的理想气体实际上并不存在。高温、低压下的实际气体接近于理想气体。 1、理想气体 22-1 气体描述气体状态的物理量 物理量单 位压 强 P帕斯卡 Pa (Nm-2)体 积 V立方米 m3温 度 T开尔文 K物质的量 n摩 尔 mol2、理想气体状态方程R: 摩尔气体常数单位Jmol1K1m3 Pamol1K1L kPamol1K1取值8.3148.3148.314pV = nRT4由理想气体的状态方程 pV nRT 得 n pV/RT 即 m/M pV/RT理想气体状态的推导公式可

2、见，在一定温度和压强下，只要测出某气体的密度，就可以确定它的相对分子质量5例如：在298K和101.3KPa时，气体A的密度为1.80gdm-3。求气体A的相对分子质量。 注意R的单位和取值。在相同温度和压力条件下，两个容积相同的烧瓶中分别充满了O3气体和H2S气体，已知H2S的质量为0.34g，则O3的质量为 g。范德华方程 当n=1时，有：为摩尔体积 a、b 称为气体的范德华常数 , a 和 b 的值越大，实际气体偏离理想气体的程度越大。 a同分子间引力有关的常数，b是同分子自身体积有关的常数 .7 2-1-2 实际气体的状态方程8下列实际气体中性质最接近理想气体的是A. H2 B. He

3、 C. N2 D. O2分别用理想气体状态方程和van der Waals 方程计算（NH3的范德华常数a = 4.17L2 atmmol-2， b= 0.0371 L mol-1），25C时，0.60mol NH3在一体积为3.00L的容器中的压力分别为下列中的A 6.9 6.8atm B 5.3 5.2atm C 4.9 4.8atm D 4.1 4.0atm2-1-3 混合气体的分压定律 1、基本概念（1）总体积与分压 混合气体所占有的体积称为总体积, 用 V总表示. 当某组分气体单独存在, 且占有总体积时, 其具有的压强, 称为该组分气体的分压, 用 pi 表示. 且有关系式：10（2

4、）摩尔分数 某组分气体的物质的量占混合气体物质的量的分数称为摩尔分数，用xi表示。 在温度和体积恒定时，混和气体的总压力等于各组分气体分压力之和，某组分气体的分压力等于该气体单独占有总体积时所表现的压力。2、 Dalton分压定律122-1-4 混合气体分体积定律1 总压和分体积 混合气体所具有的压强, 称为总压, 用 p总 表示。 当某组分气体单独存在, 且和混合气体的温度和压强相同时, 其所占有的体积, 称为该组分气体的分体积, 用 Vi 表示. 关系式为: 而Vi/V总 称为该组分气体的体积分数。 132 阿玛加分体积定律分体积定律：当温度，压力相同时，混合气体的总体积等于各组分分体积之

5、和 143、分压与组成之间的关系 p总V总 = n总RT -(1) 由(2)/(1) 得: piV总 = niRT-(2) p总Vi = niRT-(3) 即：组分气体的分压等于总压与该组分气体的摩尔分数之积.由(3)/(1)得： 1540C和101.3kPa下, 在水面上收集某气体2.0L, 则该气体的物质的量为(已知40 C时水的蒸气压为7.4kPa)A 0.56mol B 0.078mol C 0.072mol D 0.6mol 2-1-5 气体扩散定律 （格拉罕姆扩散定律 ） 气体扩散定律 ：同温同压下气态物质的扩散速度与 其密度的平方根成反比(Graham， 1831 )。 ui：扩

6、散速度 i：表示密度17由理想气体状态方程推得 同温同压下，气体的扩散速度与其相对分子质量的平方根成反比。 18 1、 溶液浓度的表示方法 物质的量浓度 溶质 B 的物质的量除以混合物的体积，即 1 m3 溶液中所含的溶质的物质的量，用 cB 表示。 SI 单位：mol m3 , 但因数值通常太大，使用不方便，所以普遍采用moldm3 特点：较方便，实验室最常用； 由于体积受温度的影响，使用时要指明温度。19 2-2 液体和溶液质量摩尔浓度 溶质 B 的物质的量除以溶剂 A 的质量，用符号 b表示，SI 单位是 mol/kg。特点：与温度无关，可用于沸点及凝固点的计算。 对于稀的水溶液 因为m

7、水 V CB bB202-2-2 饱和蒸气压纯溶剂在密闭容器中存在有两个过程: 蒸发和凝聚, 在一定温度下, 当凝聚速度和 蒸发速度相等时,蒸气所产生的压强叫做该温度下的饱和蒸气压.饱和蒸气压属于液体的性质,它和温度有关.对同一液体来说, 若温度高, 蒸气压就大, 温度低, 则蒸气压低.判断:在一定的温度下, 液体的蒸气压是一个定值,但它与气相的体积、液相的量有关。依数性质：指定溶剂的类型和数量后，稀溶液的某些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒.这些性质称为依数性。稀溶液的依数性包括溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压。先讨论

8、难挥发非电解质稀溶液222 -2-3 稀溶液的依数性（1）溶液的蒸气压下降19世纪80年代拉乌尔（Raoult）研究了几十种溶液的蒸气压与温度的关系，发现：在一定温度下，难挥发的非电解质溶液的蒸气压p 等于纯溶剂蒸气压p 与溶剂的物质的量分数x 的乘积，即：p = p x p = kb23（2）液体的沸点升高 Tb = K b 式中K 是溶剂的摩尔沸点升高常数。不同溶剂的K 值不同。利用沸点升高，可以测定溶质的分子量。24（3）溶液的凝固点降低Tf = Kf b式中Kf 是溶剂的摩尔凝固点降低常数。不同溶剂的Kf 值不同。利用凝固点降低，可以测定溶质的分子量，并且准确度优于沸点升高法。这是由于

9、同一溶剂的Kf 比Kb 大，实验误差相应较小，而且在凝固点时，溶液中有晶体析出，现象明显，容易观察，因此利用凝固点降低测定分子量的方法应用很广。25（4）溶液的渗透压让溶剂分子通过半透膜的单方向的扩散过程，称为渗透。渗透方向：溶剂由浓度小的方向向浓度大的方向渗透刚刚足以阻止发生渗透过程所外加的压力叫做溶液的渗透压。26渗透压公式稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体状态方程式一致即：V = nRT or = cRT27对于电解质来说，在溶液中要发生电离，这时稀溶液的依数性公式中的b或c不再是溶质的浓度，而应换成溶液粒子的浓度，溶质粒子的浓度越大则沸点升高值、凝固点降低值和渗透压越大。浓度均为0.1moldm-3的下列溶液中，凝固点最高的是A. NaCl B. MgCl2 C. AlCl3 D. Fe2(SO4)3氯乙酸是一元酸, Ka=1.410-3试计算0.01moldm-3这种酸溶液的凝固点?假设摩尔浓度和质量摩尔浓度相等.(已知 Kf