基础化学第五章

基础化学第五章第一页，共二十一页，2022年，8月28日一、物质的聚集状态◆各种物质总是以一定的聚集状态存在的。◆常温、常压下，通常有气、液、固三种聚集状态，各具特征，在一定条件下可相互转化。

二、物理性质：气体的物理性质包含体积，温度和压力。三、气体压力◆压力是气体的主要特性，压力不同可以造成气体的流动。◆不同的气体对温度，压力的反应是相同的。第一节基本概念第二页，共二十一页，2022年，8月28日◆压力定义为单位面积所受的力。压力＝力/面积（g/cm2）◆大气压是因空气具有质量而这些质量压到地面的结果称为大气压，海拔越高其压力越小。可用气压计测得。

◆气压的标准单位1大气压。（1atm）在0℃760mm水银柱高的压力为1atm。压力可用mmHg或Torr表示

1atm＝760mmHg＝1.013×105Pa(帕斯卡)

【例】385mmHg＝？atm0.75atm＝？Pa第三页，共二十一页，2022年，8月28日第二节气体定律◆气体的物性只依四个变数：压力（P），体积（V），开尔文温度（T）和摩尔数（n）一、波义尔定律温度固定时，气体的压力乘体积是一常数。

P×V=常数P1×V1=P2×V1

【例】712ml的气体有505torr的压力，将其压缩到压力变为825torr是，最后体积？第四页，共二十一页，2022年，8月28日二、查尔斯定律压力固定时，气体的体积和温度（K）成正比。

V＝常数×TV1/T1=V2/T2【例】在0.800atm固定压力下，512ml的气体，由0℃被加热到41.0℃，算最后体积。第五页，共二十一页，2022年，8月28日三、盖吕萨克定律体积固定时，定量气体随着开尔文温度的增加，压力随着增加。

P＝常数×TP1/T1=P2/T2【例】体积固定，0.0℃时压力时0.50atm加热到41.0℃时其压力是多少？第六页，共二十一页，2022年，8月28日

四、阿佛加德罗定律

相同体积的气体，在相同温度和压力下，含相同之分子数。

V＝常数×nV1/n1=V2/n2【例】一个体积为220ml的气球被注入2.0molHe，如果再注入3.0mol（共5mol）He。计算最后体积。例2：8.0g的O2体积5.00L，如再加入4.00gO2进去，其最后体积为何？第七页，共二十一页，2022年，8月28日◆标准状况

标准温度＝0℃（273K）标准压力＝1atm（760mmHg）五、综合气体定律当气体V，T和P三者，有两个同时变化时，对另一个的改变，可用综合气体定律求得。

PV/T＝常数

P1V1/T1=P2V2/T2(n不变）第八页，共二十一页，2022年，8月28日【例】1.20L体积的气体在27.0℃和1.00atm压力下，被加热到177℃和1.50atm压力，求其最后体积？【例】1.76L气体在6.00℃和0.920atm压力下，被加热到254℃和2.75atm压力，求最后体积？第九页，共二十一页，2022年，8月28日第三节

理想气体一、理想气体定义理想气体是一种虚拟气体，它只占位置不占体积，是一个具有质量的几何点，并且分子间没有吸引力，分子之间及分子与器壁之间发生碰撞不造成动能损失。这种气体称之为理想气体。二、理想气体状态方程式

pV=nRT其中：p—压力，Pa；V—体积，m３；ｎ—物质的量，mol；T—热力学温度，K；R—摩尔气体常数，又称气体常数。表明了气体的p、V、T、n四个量之间的关系。在标准状态下，任何1mol的气体均占有体积22.4LR=PV/nT=（1atm×22.4L）/（1mol×273K）

R＝第十页，共二十一页，2022年，8月28日三、摩尔质量

n＝g/MM＝摩尔质量

PV=（g/M）×RT

M=gRT/pVd—密度（g/L）M=gRT/pV=（g/V）×（RT/p）=d×（RT/p）

pM＝dRT

M

=dRT/p第十一页，共二十一页，2022年，8月28日【例】

吸入含160torr氧的空气，人体肺体积约为3.00L，体温是37℃，计算氧在肺内的质量。（torr，托：压力单位，约等于1.316×10-3气压或1,333帕斯卡）解：160torr×（1atm/760torr）＝0.211atm37℃+273＝310Kn＝PV/RT＝（0.211atm×3.00L）/（-1.mol-1×310K＝0.0249mol=0.0249mol*32g/mol=0.797g【例】在25℃和1atm气压下，CO2的密度是1.80g/L,计算其摩尔质量。解：M＝dRT/p＝（-1.mol-1×298K）/1atm＝44.0g/mol第十二页，共二十一页，2022年，8月28日第四节

道尔顿的分压定律一、气体总压力混合气体的总压力等于各组分气体压力之和。

P＝PA+PB+PC+…

＝∑

Pi

（

PA、PB、PC为各组分压力，也称分压Pi）二、气体分压在相同温度下，各组分气体占有与混合气体相同体积时，所产生的压力（Pi）。Pi＝PXiXi

＝ni/n（Xi为各组分气体的摩尔分数）。

n＝∑

ni

第十三页，共二十一页，2022年，8月28日三、气体分体积组分气体在保持混合气体的温度、压力下，单独存在时所占有的体积称为气体分体积（Vi

）。

V=∑ViXi=

Pi/P=ni/n=Vi/V第十四页，共二十一页，2022年，8月28日【例】

空气中氧气的分压是160torr，氮气之分压为何？解：760-160＝600torr【练习】在25摄氏度时，水上收集氢气之总压力为755torr，在该温度下水的蒸气压为23.8torr，收集的氢气有0.320mol，计算氢气的体积？

PV=nRT第十五页，共二十一页，2022年，8月28日第五节气体溶解度（液体中）一、亨利定律在固定温度时，气体溶解于液体的量随它的压力的增加而增加。气体溶于液体的量和气体压力的关系（气体溶解度）称为亨利定律。二、单一气体气体溶解的量/溶剂的单位体积＝CH×气压三、混合气体气体溶解的量/溶剂的单位体积＝CH×气压分压其中：CH为亨利定律常数，依不同温度，不同气体而变。量与体积单位ml；

压力atm或torr第十六页，共二十一页，2022年，8月28日【例】纯氧在20℃及1atm时的亨利常数0.0310mlO2/mlH2O，计算在20℃时1.00atm氧气在水中含量。解：1atm×（0.0310mlO2/mlH2O.1atm）＝0.0310mlO2/mlH2O【例】在20℃时，空气中氧溶入在水中的含量？解：1atm空气＝0.2atm氧气，0.8atm氮气0.2atm×（0.0310mlO2/1mlH2O.1atm）＝0.00620mlO2/mlH2O第十七页，共二十一页，2022年，8月28日【总结】波义尔定律：P×V=CC：常数查尔斯定律：V=T(K)×C盖吕萨克定律：P=T(K)×C阿佛加德罗定律：V=n×C综合气体定律：PV＝T(K)×C理想气体定律：PV＝nT(K)×C亨利定律：气体溶入量/液体V＝CH×气压第十八页，共二十一页，2022年，8月28日【习题】1.应用查尔斯气体定律时，气体的4个变数，P,V,T和n，哪个是固定的，其公式定律为何？2.有一气体，其起始状态是P＝1.50atm，t＝25.0℃，V＝1.20L，当情况改变至V＝0.600L,t＝50.0℃，其最后压力为何？3.有一气体在0.830atm和25.0℃时，体积为2.00L。在STP时其体积为何？4.计算R（气体常数）值在STP时V用ml和P用atm表示。第十九页，共二十一页，2022年，8月28日5.计算8.00g的氧气，在STP时的体积为何？6.H2和NH3气体在STP时，各有体积11.2L和5.60L。算其质量各为多少克？7.0.250mol的O2和0.750mol的N2的混和气体被装入一容器而有800torr的总压力，请计算混和气内氧和氮的分压为何？8.气体在100℃和650torr时的密度是2.18g/L，算其mol质量。9.Henry’sLaw常数在20℃和1atm总压时是0.0152molN2/mlH2O，算在20℃氮分压为456torr时，有多少ml的氮气溶于1ml的水。第二十页，共二十一页，2022年，8月28日10.在下表中，填入适当的数于空白处：

P(atm)V(L)T(K)n(mol)a.