大学普通化学课件

§1.1气体定律第一章气体和溶液

§1.2稀溶液的依数性

1.1.1理想气体状态方程1.1.2气体的分压定律§1.1气体定律1.1.1理想气体状态方程pV=nRT

R——摩尔气体常数在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等价吗？！

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有体积完全可以忽略。

理想气体实际上并不存在，可以把温度不太低、压力不太高的真实气体当做理想气体处理。1.计算p，V，T，n中的任意物理量2.确定气体的摩尔质量M=Mrgmol-1

理想气体状态方程的应用：pV=nRT

=

=m/V3.确定的气体密度

例1-1：某氧气钢瓶的容积为40.0L，27℃时氧气的压力为10.1MPa。计算钢瓶内氧气的物质的量。

解：V=40.0L=4.0×10-2m3，T=(27+273.15)K=300.15K

p=10.1MPa=1.01×107Pa由pV=nRT得：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。

1.1.2气体的分压定律分压定律：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+

分压的求解：xB

B的摩尔分数

例1-2：某容器中含有NH3、O2、N2等气体。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压为133kPa。试计算各组分气体的分压。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp(N2)=p－p(NH3)－p(O2)

=(133.0－35.5－20.0)kPa=77.5kPa分体积：

混合气体中某一组分B的分体积VB是该组分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。—称为B的体积分数ppBBj=VVxppBBBBj===,例1-3：某一煤气罐在27℃时气体的压力为600kPa，经实验测得其中CO和H2的体积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2的分压。解：根据，p(CO)=0.60×600kPa=3.6×102kPap(H2)=0.10×600kPa=60kPappBBj=1.2.2稀溶液的依数性§1.2稀溶液的依数性1.2.1溶液的浓度1.2.1溶液的浓度物质的量浓度2.质量摩尔浓度3.质量分数4.摩尔分数5.质量浓度1.溶液的蒸气压下降1.2.2稀溶液的依数性(1)液体的蒸气压在一定温度下，将纯液体引入真空、密闭容器中，当液体的蒸发与凝聚速率相等时，液面上方的蒸汽所产生的压力称为该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。记作：p*，单位：Pa或kPa。t/℃p*/kPat/℃p*/kPat/℃p*/kPa00.610650.8719101.2279202.3385304.2423407.37545012.33366019.9183704.2423807.37549012.3336100101.3247表1-1不同温度下水的蒸气压*同一种液体，温度升高，蒸气压增大。

*相同温度下，不同液体蒸气压不同；1.乙醚2.正己烷3.乙醇4.苯5.水

物质的蒸气压——温度关系图当液体的蒸气压等于外界大气压时，液体沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。通常所说的沸点是指大气压为101.325kPa时液体的正常沸点。p*——纯溶剂的蒸气压p——溶液的蒸气压。实验表明p<p*（2）稀溶液的蒸气压下降1887年，法国化学家拉乌尔(F.M.Raoult)研究得出经验公式：*

p=pAxA*式中：p/Pa—难挥发非电解质稀溶液的蒸气压；pA/Pa—纯溶剂A的蒸气压。

xA—溶液中溶剂A的摩尔分数。若溶液仅由溶剂A和溶质B组成，则：xA+xB=1，*

p=pA(1-xB)

*

p=pA(1-xB)

溶液的蒸气压下降：∆p=pA–p*

xB—溶液中溶质B的摩尔分数。

拉乌尔定律：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摩尔分数成正比。代入：∆p=pA–pA(1-xB)=pAxB**则：*在稀溶液中：nA远大于nB，nA+nB≈

nA

∆p=pAxB=pAMAbB=kbB**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成正比。拉乌尔定律的另一种表达形式。沸点：

当液体的蒸气压等于外界压力时，液体会沸腾。此时的温度称为液体的沸点。2.稀溶液的沸点升高101325温度T/K

Tb

p溶液的沸点上升图273.15373.15Tb蒸气压p/Pa

沸点升高：溶液的沸点高于纯溶剂的沸点的性质，称为溶液沸点升高。实验表明，难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质B的质量摩尔浓度成正比：

Tb=kbbB

式中：kb—溶剂的沸点升高系数,K·kg·mol-1

bB

—溶质B的质量摩尔浓度,mol·kg-1

Tb—难挥发非电解质稀溶液的沸点升高。

溶剂的沸点升高系数kb只与溶剂的性质有关。表1-3常见溶剂的沸点和沸点升高系数溶剂Tb/Kkb/(K·kg·mol-1)

溶剂Tb/Kkb/(K·kg·mol-1)

水373.150.512苯353.252.53乙醇315.551.22四氯化碳349.874.95乙酸391.053.07三氯甲烷334.353.85乙醚307.852.02丙酮329.651.71**例1-4：将68.4g蔗糖C12H22O11溶于1.00kg水中，求该溶液的沸点。解：M(C12H22O11)=342g

mol-1

Tb=kbb(C12H22O11)=0.512K

kg

mol-1×0.200mol

kg-1=0.102KTb=

Tb+Tb(H2O

)=0.102K+373.15K=373.25K根据：Tb=kbbB稀溶液沸点升高应用：计算溶质B的摩尔质量。代入上式，整理得：A凝固点降低：溶液凝固点低于纯溶剂凝固点的性质，称为溶液凝固点下降。液体的凝固点：在一定外压下，纯物质的液相与该物质