第一章物质的聚集状态

第一章物质的聚集状态1.1理想气体状态方程气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性人们将符合理想气体状态方程的气体称为理想气体理想气体分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占体积完全可以忽略。1.1.1状态方程式与摩尔气体常数R:摩尔气体常数在标准状况下，p=101325Pa,T=273.15Kn=1mol,V=22.414dm3=22.414×10－3m3理想气体状态方程式：1.1.2理想气体状态方程式的应用1.计算p、V、T、n四个物理量之一也适用于温度不太低，压力不太高的真实气体2.气体摩尔质量的计算∵∴3.气体密度的计算∵∴例题：计算摩尔质量惰性气体氙能和氟形成多种氟化物XeFx。实验测定在80oC，15.6kPa

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r（g·dm-3)，质量为m(g)，

R应选用8.314（kPa·dm3·mol-1·K-1）。∵

PV=nRT=(m/M)RT∴M

=(m/V)(RT/P)=r(RT/P)=(0.899×8.314×353)/15.6=169(g•mol-1)已知原子量Xe131,F19,

XeFx

∴131+19x=169

x=2∴这种氟化氙的分子式为：XeF21.2分压定律1.2.1分压定律组分气体：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具有的压力，叫做该组分的分压。用pB表示。、……∵∴分压定律：混合理想气体的总压力等于各组分的分压之和。分压的求解：∵∴1.3分体积定律分体积：混合气体中某一组分气体B单独存在并具有与混合气体相同的温度和压力时所占有的体积，叫该组分的分体积VB。分体积定律：混合理想气体的总体积等于各组分的分体积之和。用与分压定律类似的方法可以推导出分体积定律（请同学们自己推出）：B的体积分数例

在58℃将某气体通过一盛水容器，在100kPa下收集该气体1.00dm3。问：1.温度不变，将压力降为50.0kPa

时，气体的体积是多少？2.温度不变，将压力增加到200kPa

时，气体的体积是多少？3.压力不变，将温度升高到100℃

时，气体的体积是多少？4.压力不变，将温度降至10℃

时，气体的体积是多少？解题思路：1.该气体与水蒸气的混合气体的总体积,n总不变，P1V1=P2V22.压力增加会引起水蒸气的凝聚，但该气体的物质的量没有变可以用该气体的分压来计算总体积：P气1V1=n气RT=P气2V23.n总不变，

V1/T1=V2/T2=常数温度降低也会引起水蒸气的凝聚，但该气体的物质的量没有变化，可以用该气体的分压来计算总体积：

P气1V1/T1=n气R=P气2V2/T2解：1.P1V1=P2V2

100×1.00=50.0V2

V2=

2.00(dm3)2.58℃时，P水

=18.1kPa,P气体

=(100-18.1)kPaV2=(P气1×V1)/P气2

=((100-18.1)×1.00)/(200-18.1)=0.450(dm3)3.V1/T1=V2/T2

1.00/(273+58)=V2/(273+100)V2=

1.13(dm3)4.P1V1/T1=P2V2/T2

10℃时P水=1.23kPa,P气体=(100-1.23)kPa

(100-1.23)V2/(273+10)=((100-18.1)×1.00)/(273+58)V2=

0.709(dm3)1.4实际气体与VanderWaals方程

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温度愈升高，愈接近理想气体

N2不同气体的比较（1摩尔,300K)

气体Z-P图的讨论常压常温下，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>1VanderWaals方程

(P+an2/V2)(V-nb)=nRT其中，a、b

为范德华常数

a

用于校正压力，是与分子间作用力有关的常数，分子间作用力与气体浓度的平方成正比

b

约等于气体凝聚为液体时的摩尔体积VanDerwaalsa和b,似与分子间作用力及其分子的质量有关。习题与思考题室温下，将1.0atm、10dm3

的H2

与1.0atm、20dm3

的N2

在40dm3

容器中混合，求：H2

、N2的分压、分体积、及摩尔比。在20°C、

99kPa

下，用排水取气法收集1.5dm3

的O2,问：需多少克KClO3

分解？

2KClO3=2KCl+3O2(查水（20°C）的蒸气压为2.34kPa)第一章小结一、理想气体状态方程1理想气体的概念2PV=nRT

的运用、R的取值

3密度和摩尔质量的计算

PV=(m/M)RT，r=