教案基础知识

教案基础知识第1页，课件共48页，创作于2023年2月§1物质的状态：固体

液体

气体

等离子体（Plasma）

分子间作用力:

减弱

密度:

降低

（有例外）

（分子本身所占体积的比例）第2页，课件共48页，创作于2023年2月§1-1

气体2.理想气体人们将符合理想气体状态方程式pV=nRT的气体，称为理想气体。分子体积与气体体积相比可以忽略不计分子之间没有相互吸引力分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞

不造成动能损失----弹性碰撞1.气体的最基本特征

具有可压缩性和扩散性。第3页，课件共48页，创作于2023年2月3.理想气体的状态方程式波义尔定律：当n和T一定时，气体的V与p成反比

V∝1/p

（1）查理-盖吕萨克定律：n和p一定时，V与T成正比

V∝T（2）阿佛加德罗定律：p与T一定时，V和n成正比

V∝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，于是得到理想气体状态方程式:

pV=nRT

(5)适用于：温度较高、压力较低时的稀薄气体第4页，课件共48页，创作于2023年2月pV=nRT

R----

摩尔气体常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol时,Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPa

L

K-1

mol-1理想气体状态方程式

=0.0821atm·dm3·mol-1·K-1注意：R的取值，P、V、n、T单位之间关系

第5页，课件共48页，创作于2023年2月1.计算p，V，T，n四个物理量之一2.气体摩尔质量的计算M=Mrgmol-1理想气体状态方程式的应用适用于高温低压下的真实稀薄气体pV=nRT第6页，课件共48页，创作于2023年2月

=

=m/V3.气体密度的计算第7页，课件共48页，创作于2023年2月组分气体：

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产生的压力，叫做组分气体B的分压。4.混合气体分压定律及其应用第8页，课件共48页，创作于2023年2月分压定律：

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=

pB

n=n1+n2+

第9页，课件共48页，创作于2023年2月分压的求解：xB

B的摩尔分数第10页，课件共48页，创作于2023年2月混合气体分压定律的应用

思考题：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11页，课件共48页，创作于2023年2月例题：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)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算NH3气体的分压。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp(NH3)=

[n(NH3)/n]p第12页，课件共48页，创作于2023年2月分体积：

混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。5.混合气体分体积定律第13页，课件共48页，创作于2023年2月V=V1+V2

+

pnRT=—称为B的体积分数ppBBj=VVxppBBBBj===,第14页，课件共48页，创作于2023年2月例1

A、B两种气体在一定温度下，在一容器中

混合，混合后下面表达式是否正确？PAVA=nARTPV

=nARTPVA=nARTPAV

=nARTPA(VA+VB)=nART(PA+PB)

VA=nART否否是是是是P总V分=P分V总=n分RT第15页，课件共48页，创作于2023年2月6.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第16页，课件共48页，创作于2023年2月温度愈升高，愈接近理想气体N2第17页，课件共48页，创作于2023年2月不同气体的比较（1摩尔,300K)

第18页，课件共48页，创作于2023年2月气体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，分子的自身体积占主导，使得Z>1第19页，课件共48页，创作于2023年2月VanderWaals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第20页，课件共48页，创作于2023年2月VanDerwaalsa和b似与分子间作用力及其分子的质量有关。第21页，课件共48页，创作于2023年2月7.气体扩散定律(自学)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气体分子的速率分布和能量分布（自学）

掌握气体分子的速率和能量分布曲线与温度关系第22页，课件共48页，创作于2023年2月气体的液化问题：1）是否所有气体都可以液化？2）什么样的条件下可以液化？例：·

冬天带眼镜进屋时，镜片会变得模糊。

·

家庭用液化气，主要成分是丙烷、丁烷，加压后变成液体储于高压钢瓶里，打开时减压即气化。

但有时钢瓶还很重却不能点燃。是因为C5H12

或C6H14等级烷烃室温时不能气化。温度压力气体性质Tc以下，均可§1-2

液体第23页，课件共48页，创作于2023年2月临界现象Tb

（沸点）

<

室温Tc

<

室温，室温下加压不能液化Tb<

室温，Tc>

室温，室温下加压可以液化Tb>

室温Tc>

室温，在常温常压下为液体第24页，课件共48页，创作于2023年2月

几个临界常数：临界温度Tc:

每种气体液化时，各有一个特定温度叫临界温度。在Tc以上，无论怎样加大压力，都不能使气体液化。临界压力Pc:

临界温度时，使气体液化所需的最低压力叫临界压力。临界体积Vc:

在Tc和Pc条件下，1mol气体所占的体积叫临界体积。临界常数主要与分子间作用力及分子质量有关。第25页，课件共48页，创作于2023年2月2.液体的气化：蒸发

与

沸腾蒸发:液体表面的气化现象叫蒸发（evaporation)。敞口容器完全蒸发干涸吸热过程分子的动能：红色：大黑色：中蓝色：低第26页，课件共48页，创作于2023年2月2.液体的气化：蒸发与沸腾蒸发:密闭容器蒸发冷凝

“动态平衡”恒温分子的动能：红色：大黑色：中蓝色：低饱和蒸气压：与液相处于动态平衡的这种气体叫饱和蒸气，它的压力叫饱和蒸气压，简称蒸气压。饱和蒸气压的特点：1.温度恒定时，为定值；2.气液共存时，不受量的变化；3.不同的物质有不同的数值。第27页，课件共48页，创作于2023年2月2.液体的气化：蒸发与沸腾沸腾:带活塞容器，活塞压力为P沸点与外界压力有关。外界压力等于101kPa(1atm)时的沸点为正常沸点，简称沸点。

当温度升高到蒸气压与外界气压相等时，液体就沸腾，这个温度就是沸点。热源沸腾是在液体的表面和内部同时气化。第28页，课件共48页，创作于2023年2月例：水的沸点为100°C，但在高山上，由于大气压降低，沸点较低，饭就难于煮熟。

而高压锅内气压可达到约10atm，水的沸点约在180°C左右，饭就很容易煮烂。“过热”液体：温度高于沸点的液体称为过热液体，易产生爆沸。

蒸馏时一定要加入沸石或搅拌，以引入小气泡，产生气化中心，避免爆沸。第29页，课件共48页，创作于2023年2月3.蒸气压的计算蒸气压的对数与的直线关系:lgp=A/T+BA=-(Hvap)/2.303RHvap

为气体的摩尔蒸发热×103/K-1第30页，课件共48页，创作于2023年2月3.蒸气压的计算Clapeyron-Clausius方程:

lgp=-(Hvap)/2.303RT+B温度T1

时，lgp1=-(Hvap)/2.303RT1+B温度T2

时,

lgp2=-(Hvap)/2.303RT2+B两式相减，得

lgp2

–

lgp1=-(Hvap)/2.303R（1/T2–

1/T1）或

lg(p2

/

p1)=Hvap/2.303R[(T2–

T1)/T2•T1]应用：1）计算液体的摩尔蒸发热；2)求某T下蒸气压注意R的单位与Hvap的单位一致。第31页，课件共48页，创作于2023年2月§1-3固体1晶体与非晶体晶体与非晶体的不同点（a）可压性和扩散性均不同（b）晶体有固定的外形，非晶体没有（c）晶体有固定的熔点，非晶体没有（d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的2晶体类型：

分子晶体、离子晶体、原子晶体、金属晶体第32页，课件共48页，创作于2023年2月3晶体的外形－－七大晶系第33页，课件共48页，创作于2023年2月4晶体的内部结构（1）十四种晶格三斜P单斜P单斜C正交P正交C正交I正交F第34页，课件共48页，创作于2023年2月四方P四方F三方P六方P立方P立方F立方I第35页，课件共48页，创作于2023年2月§2

溶液一、溶液的基础知识回顾

溶液的定义及其浓度表示方法（自习）二、溶解度原理

1溶解度原理及其一般规律

2亨利(Henry)定律

三、非电解质稀溶液的依数性1依数性的定义及其适用范围2蒸气压下降－拉乌尔(Raoult)定律3沸点升高4凝固点下降5渗透压6依数性的应用

第36页，课件共48页，创作于2023年2月一、溶液的基础知识回顾

1溶液的定义及其分类（自习）

1)溶液：以分子、原子或离子状态分散于另一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系。2)分类：a气态溶液；b液态溶液；c固态溶液。其中液态溶液常用（溶质＋溶剂）

注意：酒精溶于水，液体的总体积减小（常识积累－－开心词典）。

2溶液浓度的表示方法（自习）

1)质量百分比浓度：(溶质质量/溶液质量)x%2)质量摩尔浓度：m＝(溶质的物质量/溶剂的质量)

mol/kg3)摩尔分数浓度：xi＝ni/n总

4)物质的量浓度：ci＝ni/V总mol/dm3

第37页，课件共48页，创作于2023年2月二、溶解度原理

溶解度原理及其一般规律

1)原理：只是经验理论“相似着相溶”，其中“相似者”是指溶质与溶剂在结构或极性上的相似。

2)经验规律：

a液－液相溶：如含有OH的液体易溶于水，但如有机醇随着碳链增加，越难溶于水。

b固－液溶解：非极性或弱极性固态物质难溶于强极性溶剂（水）；同溶剂中，低熔点的固体比类似结构的高熔点物质易溶解。

c气－液溶解：同溶剂中，高沸点的气体比低沸点的气体溶解度大；与气体溶质近似分子间力的溶剂为较佳溶剂。

第38页，课件共48页，创作于2023年2月溶解度－温度曲线第39页，课件共48页，创作于2023年2月

2亨利(Henry)定律

Henry定律：在中等压强时，气体的溶解度与液面上气相中该气体的分压成正比。

ci=Kpi

其中，ci为第i种气体在液体内的浓度；pi为液面上第i种气体的分压；K为亨利常数。如含CO2气体的饮料

注：压强对液体和固体的溶解度影响小。第40页，课件共48页，创作于2023年2月三、非电解质稀溶液的依数性

1依数性的定义及其适用范围

1)依数性：稀溶液的某些性质主要取决于其中所含溶质粒子的数目而与溶质的本身性质无关，包括溶液的蒸汽压下降、沸点升高、凝固点（冰点）下降和渗透压。

2)适用范围：依数性规律一般只适用于非电介质稀溶液。

2蒸气压下降－－拉乌尔(Raoult)定律

在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积；或难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值

P

和溶质的摩尔分数成正比。

P=PAo

.

XA;XA+XB=1;

P=PAo

.

XB

注：a)适用于非电解质的稀溶液；b)无相互作用的理想溶液。理想溶液：P=PA+PB=PAo

.

XA+PBo

.

XB(了解，物理化学）第41页，课件共48页，创作于2023年2月含有非挥发性溶质的溶液其沸点总是高于纯溶剂的沸点。

TA=KA

.

mBKA是溶剂的摩尔沸点上升常数mB是溶质的质量摩尔浓度mol/kg

TA是溶剂沸点上升数值注：常用于测定溶质的分子量3沸点升高第42页，课件共48页，创作于2023年2月

4凝固点下降含有非挥发性溶质的稀溶液，其凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。

Tf=Kf

.

mBKf是溶剂的摩尔凝固点降低常数mB是溶质的质量摩尔浓度mol/kg

Tf是溶液凝固点下降数值注：a)只要有溶质就使纯溶剂的凝固点降低；b)测定溶质的分子量第43页，课件共48页，创作于2023年2月

5渗透压

膜两边的静压强为渗透压；“一般稀溶液的渗透压与溶液的浓度和温度的关系同理想气体方程式一致”

=nRT/V=cRT

其中

为渗透压；V是溶液体积；n是物质量mol，

c是浓度mol/dm3；R是气体常数；T是绝对温度。6依数性的应用

1)测定分子的摩尔质量2)测定化学式3）制作防冻剂和致冷剂4)配制等渗输液（如葡萄糖液等）第44页，课件共48页，创作于2023年2月

例1.一种化合物含有碳40.00％，氢6.6％，氧53.33％，实验表明，9.00克这种化合物溶解于500克水中，水的沸点上升了0.0510oC。求它的（1）实验式；（2）分子量；（3）分子式

解:(1)设实验室为CxHyOz，则有：

x:y:z=(40.00/12):(6.6/1):(53.33/16)

1:2:1

因而该化合物的实验式为CH2O

(2)

TA=KA

.

mB

已知

TA＝0.0510；KA＝0.518（Kf＝1.86，常识记住）

mB＝1000x9.00/(500xM)（注意质量单位kg)

可求得M=183（3）设分子式为（CH2O）n，可解n

6

因而其分子式为：C6H12O6第45页，课件共48页，创作于2023年2月

例2.为了防止水在仪器内冻结，可在水里面加入甘油。如需使其冰点下降至－2.00oC，则在每100克