气体-p分子间作用力依次减弱

气态变成液态叫液化；液态变成气态叫蒸发（汽化）

液态变成固态叫凝固；固态变成液态叫熔化（融化）

固态变成气态叫升华；气态变成固态叫凝华23等离子体Plasma液晶liquid

crystal严格的定义是：等离子体是由电子、阳离子和中性粒子组成的整体上呈电中性的4物质集合等离子体严格的定义是：等离子体是由电子、阳离子和中性粒子组成的整体上呈电中性的5物质集合1.气体：气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性6理想气体的状态方程式假定：理想气体——分子本身不占体积，没有相互作用力的气体气体分子间的作用力很微弱，一般可以忽略气体分子本身所占的体积远小于气体的体积波义尔定律：当n和T一定时，气体的V与p成反比BoyleV

∝1/p

（1）查理-盖吕萨克定律：n和p一定时，V与T成正比Charles-Gay-LussacV

∝T

（2）阿佛加德罗定律：p与T一定时，V和n成正比AvogadroV

∝n

（3）以上三个经验定律的表达式合并得V

∝nT/p

(4)实验测得（4）的比例系数是R，于是得到pV=nRT

(5)这就是理想气体状态方程式7理想气体状态方程8压体摩气温力积尔体度数常数P

V

=

n

R

TT为热力学温度适用于：温度较高、压力较低时的稀薄气体在标准状况STP下：p

=101.325kPa,

T=273.15K,n=1.0

mol时,Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314

JK-1mol-19摩尔气体常数R的单位与取值PatmVdm3

(l)8.2110-2Ratm

·

dm3·

mol-1·

K-1mmHgcm3

(ml)6.24104mmHg

·

cm3

·

mol-1

·

K-1kPadm3

(l)8.318.31103kPa

·dm3

·

mol-1

·

K-1Pa

·dm3

·

mol-1

·

K-18.31J

·

mol-1

·

K-1理想气体状态方程式的应用101.

计算p，V，T，n四个物理量之一应用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体。pV

=

nRT2.求分子量（摩尔质量）MPV

=

(m/M)

RT

(n=

m/M,g/mol)P(m/

nRT3.求密度（

m/V

=

P(m/n)/(RT)M=m/n

=

(PM)/(RT)例题：计算摩尔质量11惰性气体氙能和氟形成多种氟化物XeFx。实验测定在80

oC，15.6

kPa时，某气态氟化氙试样的密度为0.899（g·dm-3)，试确定这种氟化氙的分子式。解：求出摩尔质量，即可确定分子式。设氟化氙摩尔质量为M，密度为（g

·

dm-3)，质量为

m

(g)，R

应选用8.31kPa

·

dm3

·

mol-1

·

K-1）。已知原子量

Xe

131,F

19,有关气体体积的化学计算12例:为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的下反应生成的。总反应是：6NaN3+Fe2O3(s)

3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)在25℃。748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。二、混合气体分压定律131．分压的概念分体积的概念应用141．分压的概念分压力：混合气体中每一组分气体单独占有整个混合气体容积时所产生的压力，称为该组分气体的分压力。P总=

PA+

PB

（T，V恒定）同理总nnBPB

P总或总nnAPA

P总T、VPAPBnAnBP总道尔顿分压定律：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

+

或

p=

pBn

=n1+

n2+15分压的求解：x

B

B的摩尔分数16172．分体积的概念所谓某气体的分体积是指和混合气体具有相同温度（T）和相同压力（P总）时该气体所占的体积。（T，P恒定）总总PA

PAV

V总总PB

PBV

V或TPVAVBnAnBV总P总=PVAVB同理V

=

V1

+

V2

+

称为B的体积分数18例1：A，B两种气体在一容器中混和，下面表达式哪些是正确的？PAVA=nARTPV=nARTPVA=nARTPAV=nART5．PA(VA+VB)=nART6．(PA+PB)VA=nARTP总V分

=

P分V总

=

n分RT1920例1：室温下，将1.0atm，10dm3

H2

与1.0atm

20dm3

N2在40dm3

容器中混和，求H2，N2

的

分

压，分体积及摩尔比。气体扩散定律P/18

格拉罕姆扩散定律Graham’s

law

of

effusion同温同压下某种气态物质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富集因子隙流速度与分子的摩尔质量的平方根2成1

反比Application

of

Graham’s

law利用此定律可以测定未知气体的分子量（或原子量）可以分离同位素

isotope例如：工业分离铀2356M(238UF

)

352.05g

mol16M(235UF

)

349.04g

mol122例将铀(U)形成UF6用气体扩散法分离同位素235U和238U，求算要用多少步的扩散方能将235U从0.7%富集到7.0%？3UO2

+

8HNO3P/19

例将铀(U)形成UF6用气体扩散法分离同位素235U和238U，求算要用多少步的扩散方能将235U从0.7%富集到7.0%？解：236M(238UF

)

352.05g

mol16M(235UF

)

349.04g

mol16M(238UF

)M(235UF

)

6

352.05

1.0043349.04富集因子235U由0.7%富集到7.0%需要扩散多少步。

一步扩散后：n

=

552

6

6

066N(235UF

)N(235UF

)[N(238UF

)

1N(238UF

)]

[]

(1.0043)66N(235UF

)N(235UF

)N(238UF

)N(238UF

)nn步扩散后后：[

6

]n

[

6

]0

(1.0043)247.0

0.70

(1.0043)n93.0

99.3基本假设：物质由分子或原子离子所组成。同一化学性质的物质其粒子的大小开头和作用是一样的气体分子作不规则运动气体分子对器壁的碰撞是弹性碰撞推导：设边长L的一个主方箱子；其中有N个气体分子。每个分子的质量为M速度为u。假设有N/3气体分子沿x轴方向运动，其动量为mu。分子撞在左面箱壁后。以原来的速度向右飞（因为是弹性碰撞）。其动量为-mu，因此每撞壁一次，分子的动量就改变了2mu。一个分子平均起来看。它向左各右运动跨越容器。与器壁A连续两次碰撞之间所走的距离为2L。25每次碰撞，分子动量改变值为

2m

u2

m

u2

m

u2分子每秒碰撞A壁次数为u

2

/

l该分子每秒钟动量总改变值为

2m(

u2

)2

/

l而该分子施于A壁的压力为2m(

u2

)2

/

l容器内有N个分子，各面器壁共受力为2Nm(

u2)2

/

l26容器面积为6l

2则器壁所受气体的压强为P

2Nm(

u2

)2

/

l

6l

2

Nm(

u2

)2

/

3VPV

1

Nm(

u2

)23理想气体的平均动能此式可解释扩散定律动21

m(

u2

)2

E动3

3PV

1

Nm(

u2

)2

2

N

E27

nRT动u

2

)2

2

N

E3

PV

1

Nm(32

N

E

3

nRT动

E

3

R

T

3

kT2

NA

228动K-Boltzmann’s

constant(波尔兹曼系数)k的物理意义是分子气体常数PV

NkT

nRT29统计物理学又导出了气体分子的平均动能与温度的关系：单原子分子的平均动能与温度的关系：pV

2N

3

kT

NkT3

2与pV

=nRT作比较：nR

=Nk，则k

=nR

/N，而N

/n

=NA

k

R

/

N

8.314

1.3811023

J

K16.0221023A动3

PV

2

N

E对理想气体定律的修正理想气体：

PV

=

nRT实际气体:

Z

=(PV)/(nRT)Z

称为压缩系数Z=1

为理想气体

分子间作用力：Z<1（内聚力使P减小）

分子占有体积：Z>1（

V增大）偏离理想气体的程度，取决于：1.温度：T增加，趋向于理想气体2.压力：P减小，趋向于理想气体3.气体的性质：沸点愈高与理想状态偏差愈大30实际气体与Van

der

Waals

方程温度愈升高，愈接近理想气体N231不同气体的比较（1摩尔,300K)32气体Z-P图的

常压常温下，沸点低的气体，接近理想气体

起初增加压力时，对于分子量较大的分子，分子间作用力增加占主导，使得

Z<1

增加较大压力时，分子的占有体积占主导，使得Z

>

1a．分子小的非极性分子偏差小，分子大的极性强的分子偏差大；

b．温度越高，压力越低，偏差越小。33实际气体分子之间存在着相互作用34实验证明，两个氩原子核之间距d

＜4Å时，f排斥起主要作用；d

=4

～7Å时，f引力起主要作用，d

＞7Å时，氩原子之间的作用忽略。对于复杂分子的作用，缺少准确的数据，但类似的规律性为：近程排斥；中程吸引； 为零。当排斥力起主要作用时，PV

>>nRT

，因为在排斥力的作用下，即使增大一定的压力，由于排斥力的抵抗，气体的体积也不会