气体和溶液精品课件

1、气体和溶液第1页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四1第一章 气体和溶液学习要求：1.掌握理想气体状态方程式及其计算。2.掌握道尔顿分压定律（理想气体分压定律）。3.熟练掌握各种溶液的组成标度及有关计算。4.理解稀溶液的依数性、有关计算及其应用。第2页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四2第3页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四3应用：1）确定应用：1）确定分子式 2）求密度第4页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四4例1-1 收集反应中放出的某种气体进行分析，并测得在0、101.3 kPa下，500 mL此气体

2、质量为0.6695 g，由化学分析发现该化合物中碳原子数与氢原子数之比为13。试确定该化合物的分子式。PV = nRT第5页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四5 80、15.6 kPa时，氟化氙（XeFx）的密度为0.899 gL-1。试确定其分子式。 M(Xe)=131 gmol-1，M(F)=19 gmol-1.练习1-1PV = nRT第6页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四61.1.2 理想混合气体的分压定律。理想混合气体 混合气体中的各种气体分子本身的体积和相互作用力均可忽略不计。若多种相互不发生反应的气体放在同一容器中，则各种气体如同单独

3、存在时一样充满整个容器。分压力 在相同温度条件下，混合气体中各种气体单独占有混合气体的容积时所产生的压力。道尔顿分压定律 混合气体的总压力等于各组分气体置于同一容器时所产生的分压力之和。第7页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四7第8页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四8例1-2 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)=0.320 mol，n(O2)=0.108 mol，n(N2)=0.700 mol。混合气体的总压P=133.0 kPa。试计算各组分气体的分压。例1-3 在25下，将0.100 mol的O2和0.3

4、5 mol的H2装入3.00 L的容器中，通电后氧气和氢气反应生成水，剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各组分的分压。第9页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四9 20、100 kPa时，在水面收集28.4 L氮气，问干燥后氮气的体积是多少？ 20 时水的饱和蒸气压为2.33 kPa练习1-2第10页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四10 58时，将氮气通过一盛水容器，在100 kPa下收集该气体1.00 L，问 1.温度不变，压力降为50 kPa时，气体的体积是多少? 2.温度不变，将压力增加至200 kPa时，气体的体积是多少？ 3.压力不变，

5、将温度升高至100时，气体的体积是多少？ 4.压力不变，将温度降到10时，气体的体积是多少?练习1-3第11页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四111.2.1 液体的饱和蒸气压1.2 溶液水酒精糖水第12页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四121.2.1 液体的饱和蒸气压凝聚速度=蒸发速度 一定温度下，液体与其蒸气平衡时蒸气的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压，用符号P *表示。1.2 溶液第13页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四13* 相同温度下，不同物质蒸气压不同；* 同一种物质，温度不同，蒸气压不同。第14页，

6、共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四14 1.蒸气压与液体的本性有关，在一定温度下纯净物质具有一定的蒸气压，不同的物质有不同的蒸气压。 2.蒸气压与温度有关。温度升高，蒸气压增大。 3.固体也具有一定的蒸气压 ，温度升高，固体的蒸气压增大。 4.蒸气压大的称为易挥发性物质，蒸气压小的称为难挥发性物质。说明第15页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四15表11 不同温度下水的蒸汽压T/K p/kPa T/K p/kPa 2732782832933033133230.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333

7、633334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2第16页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四161.2.2 液体的沸点和凝固点101325273.15373.15蒸气压p/Pa沸点：液体蒸气压等于外压时的温度，用符号Tb表示。凝固点：在压力为101.325 kPa的空气中，固态物质与液态物质达到平衡时的温度，用符号Tf表示。蒸气压、沸点和凝固点是液体纯物质的基本性质。第17页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四171.2.3 溶液组成标度1. 溶质B的物质的量浓度

8、单位体积溶液中所含溶质B的物质的量2.溶质B的质量摩尔浓度 单位质量的溶剂中所含溶质B的物质的量3.溶质B的物质的量分数 溶质B的物质的量与溶液中总物质的量之比4.B的质量分数 B的质量与混合物总质量之比5.溶质B的质量浓度 单位体积溶液中所含溶质的质量6.几种溶液组成标度之间的关系 第18页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四181.4.6 浓度之间的相互换算 第19页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四19 在常温下取NaCl饱和溶液10.00 mL，测得其质量为12.003g，将溶液蒸干，得NaCl固体3.173g。求：（1）饱和溶液中NaCl的质

9、量分数； （2）饱和溶液中NaCl的物质的量溶液；（3）饱和溶液中NaCl的质量摩尔浓度；（4）饱和溶液中NaCl和水的物质的量分数。例1-5第20页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四201.2.4 稀溶液的通性1 蒸汽压下降纯溶剂与溶液蒸气压曲线水蔗糖溶液第21页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四21水、冰和溶液蒸气压曲线图 101325 温度T/K *.*273.15蒸气压p/Pa373.15p第22页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四22 一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的物质的量

10、分数的乘积。用公式表示为 1887年法国化学家Raoult F.M.根据大量实验结果，对于难挥发性的非电解质稀溶液，得出如下规律： 式中， P 为溶液的蒸汽压， P0 为纯溶剂的蒸汽压， xA 为溶液中溶剂的物质的量分数。P = P0 xA第23页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四23 对于只有一种溶质的稀溶液，设xB为溶质的摩尔分数，则 xA xB =1 式 可写作P = P0 （1- xB ）P = P0 - P0 xB P0 - P = P0 xB P0P = P = P0 xB 在稀溶液中：B的摩尔分数与B的质量摩尔浓度成正比，故有P = K bBK 为比例系数，

11、它取决于P0 和溶剂的摩尔质量MA 。第24页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四24 1.一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值和溶质的物质的量分数成正比，而与溶质的本性无关。 2.在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度(bB)成正比，而与溶质的本性无关 。适用条件：难挥发非电解质的稀溶液。 Raoult定律有另外两种叙述方式P0P = P = P0 xBP = K bB第25页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四252 稀溶液沸点升高和凝固点下降 实验表明，难挥发非电解质稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。这一现象称

12、为溶液的沸点升高Tb=Tb Tb0 101325Tbp273.15373.15Tb蒸气压p/PaTb = KbbB 纯溶剂的沸点恒定,溶液的沸点不恒定。 Kb为溶剂的沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。第26页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四26溶液的凝固点降低101325温度T/Kp 水溶液的凝固点下降图Tf273.15Tf p610.5 蒸气压p/PaTf=Tf0- Tf= KfbB Kf 为溶剂的凝固点降低常数，它只与溶剂本性有关。第27页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四27 常见溶剂的Tb0、 Kb和Tf0、Kf值溶剂 Tb0/oC Kb

13、/(Kkg mol-1) Tf0/oC Kf/(Kkg mol-1)水乙酸苯乙醇四氯化碳乙醚萘1001188078.476.734.72180.5122.932.531.225.032.025.800.017.05.5117.322.9116.280.01.863.905.101.9932.01.86.9第28页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四28 凝固点降低法具有灵敏度高、实验误差小、（Kf大，适用于电解质和非电解质） 、重复测定溶液浓度不变等优点。a.可以测定溶质的相对分子量。 b.利用凝固点降低的性质，用盐和冰的混合物作冷却剂。 例如采用NaCl和冰，温度可以降到

14、22oC，用CaCl22H2O和冰，温度可以降到55oC。Tf=Tf0- Tf= KfbB用途第29页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四29 将0.638g尿素溶于250g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079K,试求尿素的相对分子质量。解：水的Kf=1.86 Kkg mol-1，因为 练习1-4第30页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四303 溶液的渗透压 半透膜只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。 渗透：溶剂分子透过半透膜从纯溶剂进入溶液(或从稀溶液向浓溶液)的净迁移。 (1)半透膜的存在 (2)膜两边单位体积内溶剂分子数不相等

15、。（且溶质分子不能透过半透膜，溶剂分子可透过半透膜扩散）。 渗透现象产生的条件第31页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四31P渗 透反渗透 渗透压力: 将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时，为维持渗透平衡所需加给溶液的额外压力。 符号: 单位：常用Pa或kPa第32页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四32 1886年荷兰物理学家Vant Hoff通过实验得出稀溶液的渗透压力与溶液的浓度、绝对温度的关系：V = nB RT = cB RT 渗透方向:溶剂分子总是从浓度小的溶液(或纯溶剂)通过半透膜向浓度大的溶液渗透。结果使浓度趋于平均化。 bBRT第33页，共36页，2022年，5月20日，23点54分，星期四33例1-8 溶解10.0g血红素于水中， 配成100 mL溶液，25测得其渗透压为3.66 kPa，计算1）血红素的摩尔质量；2）此溶