物理化學(xué)第一章ppt

1、上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回1.1 理想氣體狀態(tài)方程1.2 理想氣體混合物1.3 氣體的液化及臨界參數(shù)1.4 真實(shí)氣體狀態(tài)方程研究氣體的重要性研究氣體的重要性 在同溫、同壓下，在同溫、同壓下，1mol1mol氣體的體積一般比同量液、氣體的體積一般比同量液、固體體積大得多，因此氣體分子間距一般比液、固體固體體積大得多，因此氣體分子間距一般比液、固體大得多，大得多，氣體分子本身體積可忽略氣體分子本身體積可忽略；而且；而且氣體分子間氣體分子間作用力較液、固體小作用力較液、固體小得多，所以氣體的性質(zhì)相對液、得多，所以氣體的性質(zhì)相對液、固體簡單得多，人們對其研究最多也最透徹。人們常固體簡單得多，人們對

2、其研究最多也最透徹。人們常利用氣體的一些性質(zhì)，并加以修正，可處理液、固體利用氣體的一些性質(zhì)，并加以修正，可處理液、固體行為，所得結(jié)果能令人滿意。行為，所得結(jié)果能令人滿意。 壓力壓力, , p pPressure Pressure Pa Pa 體積體積, ,V VVolume - mVolume - m3 3 溫度溫度, ,T TTemperature - KTemperature - K為何要研究氣體為何要研究氣體pVT行為行為 p p、V V、T T行為是任何物體最基本的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)行為是任何物體最基本的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)的的物理意義非常明確，可以直接測定物理意義非常明確，可以直接測定

3、。又因各性質(zhì)之間有。又因各性質(zhì)之間有相互依存關(guān)系，掌握了相互依存關(guān)系，掌握了pVTpVT的變化，可推算出其它宏觀性質(zhì)的變化，可推算出其它宏觀性質(zhì)的變化。的變化。 聯(lián)系聯(lián)系p p、V V、T T之間關(guān)系的方程稱為之間關(guān)系的方程稱為狀態(tài)方程狀態(tài)方程，狀態(tài)方程，狀態(tài)方程是研究物質(zhì)其他性質(zhì)的基礎(chǔ)。是研究物質(zhì)其他性質(zhì)的基礎(chǔ)。1.1 1.1 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程（1）波義爾定律）波義爾定律:（2）蓋呂薩克定律）蓋呂薩克定律:（3）阿伏加德羅定律）阿伏加德羅定律:例：丙烯例：丙烯(C(C3 3H H6 6) )氣體在反應(yīng)器入口處的壓力為氣體在反應(yīng)器入口處的壓力為2.352.3510105 5Pa

4、Pa，溫度為，溫度為380380，若每小時需輸入丙稀，若每小時需輸入丙稀50kg, 50kg, 求反應(yīng)器入口處丙稀的體積流量（即每小時需輸入丙求反應(yīng)器入口處丙稀的體積流量（即每小時需輸入丙稀的體積）。稀的體積）。解：已知解：已知p p 2.352.3510105 5PaPaT T273.15273.15380=653.15K380=653.15Km=50kg M=0.042kgm=50kg M=0.042kgmolmol-1-135508.314 653.1527.50.0422.35 10mpVRTMm RTVmMp1.1 1.1 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程rr0rr0，引力起主要，引

5、力起主要作用作用r rr0r0，引力最大，引力最大rr0rr0，斥力起主要，斥力起主要作用作用 不可無限壓縮不可無限壓縮真實(shí)氣體微觀模型：分子間有相互作用，分子本身有體積。(2)理想氣體模型理想氣體在微觀上具有兩個特征：分子之間無相互作用力；分子本身不占有體積。可無限壓縮理想氣體是真實(shí)氣體在理想氣體是真實(shí)氣體在 p0 p0 情況下的極限狀態(tài)。嚴(yán)情況下的極限狀態(tài)。嚴(yán)格來說只有符合理想氣體模型的氣體才能在任何溫度格來說只有符合理想氣體模型的氣體才能在任何溫度和壓力下均服從理想氣體狀態(tài)方程。和壓力下均服從理想氣體狀態(tài)方程。理想氣體模型的說明（1 1）絕對的理想氣體是不存在的，它只是一種假想的）絕對的

6、理想氣體是不存在的，它只是一種假想的氣體。建立這種模型是為了在研究中使問題簡化，而氣體。建立這種模型是為了在研究中使問題簡化，而實(shí)際問題可以通過修正模型而得以解決。實(shí)際問題可以通過修正模型而得以解決。真實(shí)氣體并真實(shí)氣體并不嚴(yán)格符合理想氣體狀態(tài)方程，不嚴(yán)格符合理想氣體狀態(tài)方程，也就是說真實(shí)氣體在也就是說真實(shí)氣體在方程方程pV=nRTpV=nRT中的中的R R不為常數(shù)。不為常數(shù)。（2 2）在高溫低壓下，實(shí)際氣體很接近理性氣體，可以在高溫低壓下，實(shí)際氣體很接近理性氣體，可以作為理想氣體處理，近似符合理想氣體狀態(tài)方程。作為理想氣體處理，近似符合理想氣體狀態(tài)方程。通通常，在低于幾百常，在低于幾百kpak

7、pa的壓力下，理想氣體狀態(tài)方程能滿的壓力下，理想氣體狀態(tài)方程能滿足一般工程計算的需要。足一般工程計算的需要。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回nA T, VnB T, VT, V3.3.道爾頓定理道爾頓定理 混合氣體中的某組分單獨(dú)存混合氣體中的某組分單獨(dú)存在，并具有與混合氣體相同的在，并具有與混合氣體相同的溫度和體積時所產(chǎn)生的壓力，溫度和體積時所產(chǎn)生的壓力，稱作該組分的稱作該組分的分壓力分壓力。A、B混合氣體混合氣體nnA +nB氣體氣體A氣體氣體B總壓力總壓力p分壓力分壓力pA分壓力分壓力pB上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回nA T, VnB T, VT, V3.3.道爾頓定理道爾頓定理混合氣體的

8、總壓力等于各組分分混合氣體的總壓力等于各組分分壓力之和。壓力之和。p=p= p pA A+ + p pB Bp=pp=pi iA、B混合氣體混合氣體nnA +nB氣體氣體A氣體氣體B總壓力總壓力p分壓力分壓力pA分壓力分壓力pB上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回VRTnnpBA)(VRTnpBBVRTnpAA3.3.道爾頓定理道爾頓定理理想氣體理想氣體在指定的在指定的T T、V V條件下理想氣體的壓力只與氣體的摩爾數(shù)有條件下理想氣體的壓力只與氣體的摩爾數(shù)有關(guān)而與其種類無關(guān)。關(guān)而與其種類無關(guān)?？倝毫倝毫nRTp 按分壓力的定義則可得按分壓力的定義則可得BABABAppVRTnVRTnVRTnnp

9、)(所以所以混合物的摩爾數(shù)是各組分摩爾數(shù)之和，所以在同樣混合物的摩爾數(shù)是各組分摩爾數(shù)之和，所以在同樣T、V條件下總壓條件下總壓力必然等于分壓力之和。力必然等于分壓力之和。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回iiiiynnVnRTVRTnpp3.3.道爾頓定理道爾頓定理混合氣體中某組分i的的分壓力與總壓力之比稱為i組分的壓力分?jǐn)?shù)。pypii各組分的分壓力可以由該組分的摩爾分?jǐn)?shù)與總壓力的乘積來獲得。某組分的壓力分?jǐn)?shù)等于其摩爾分?jǐn)?shù)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回4.4.阿馬加定律阿馬加定律 混合氣體中某組分混合氣體中某組分i單獨(dú)存在，并且具有混合氣體相單獨(dú)存在，并且具有混合氣體相同的溫度與壓力時的體積，即該

10、組分的分體積同的溫度與壓力時的體積，即該組分的分體積Vi。氣體AnA, T, P氣體BnB, T, Pn=nA + nB, T, P混合氣體混合氣體總體積總體積 V分體積分體積 VB分體積分體積 VA上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回4.4.阿馬加定律阿馬加定律 混合氣體的總體積等于各組分的分體積之和?；旌蠚怏w的總體積等于各組分的分體積之和。V= VA+ VBV=Vi氣體AnA, T, P氣體BnB, T, Pn=nA + nB, T, P混合氣體混合氣體總體積總體積 V分體積分體積 VB分體積分體積 VA上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回pRTnnVBA)(pRTnVBBpRTnVAA4.4.阿馬加

11、定律阿馬加定律理想氣體理想氣體在指定的在指定的T T、p p條件下理想氣體的體積只與氣體的摩爾數(shù)有條件下理想氣體的體積只與氣體的摩爾數(shù)有關(guān)而與其種類無關(guān)。關(guān)而與其種類無關(guān)?？傮w積總體積pnRTV 按分體積的定義則可得按分體積的定義則可得BABABAVVpRTnpRTnpRTnnV)(所以所以混合物的摩爾數(shù)是各組分摩爾數(shù)之和，所以在同樣混合物的摩爾數(shù)是各組分摩爾數(shù)之和，所以在同樣T、p條件下總體條件下總體積必然等于分體積之和。積必然等于分體積之和。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回iiiiynnpnRTpRTnVV混合氣體中某組分i的的分體積與總體積之比稱為i組分的體積分?jǐn)?shù)。VyVii各組分的分體積

12、可以由該組分的摩爾分?jǐn)?shù)與總體積的乘積來獲得。某組分的體積分?jǐn)?shù)等于其摩爾分?jǐn)?shù)4.4.阿馬加定律阿馬加定律上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回理想氣體混合物中某一組分理想氣體混合物中某一組分B的分體積與的分體積與總體積之比或分壓與總壓之比等于該組總體積之比或分壓與總壓之比等于該組分的摩爾分?jǐn)?shù)分的摩爾分?jǐn)?shù)yB。VnRTp 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回1.理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT包括了三個氣體定律，它們是（ ）A.玻義耳定律、蓋呂薩克定律、道爾頓定律B.玻義耳定律、阿伏加德羅定律、阿馬加定律C.阿伏加德羅定律、蓋呂薩克定律、玻義耳定律D.蓋呂薩克定律、阿伏加德羅定律、阿馬加定律答案：（C）上一內(nèi)容下一

13、內(nèi)容回主目錄O返回2.以下哪種情況更接近于理想氣體？A.低溫高壓B.高溫高壓C.低溫低壓D.高溫低壓答案：（ D ）上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回3.對于理想氣體，下面不正確的是（ ）A.氣體分子占有一定體積B.恒壓下升溫體積一定膨脹C.恒溫條件下加壓體積一定減小D.pV=nRT答案：（A）上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回4.理想氣體微觀模型必須具有的兩個特征是（ ）和（ ）。答案：分子本身不占體積，分子間無作用力上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回5.在恒溫、恒容容器中，有A、B兩種理想氣體，A的分壓力為pA，往容器中充入一定量的理想氣體C，則A的分壓力為（ ）A.不變 B.變小 C.變大 D.無法

14、確定答案：（A）上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回6.一容器中有A、B、C三種理想氣體混合物，摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.5、0.3和0.2，容器總壓力為4.0103kPa，則A和B的分壓力分別為（ ）A. 1.2103kPa, 2.0103kPaB. 2.0103kPa,1.2103kPaC. 4.0103kPa, 2.4103kPaD.以上都不對答案：（B）上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回7.隔板兩側(cè)為溫度、壓力同為T、p的同體積純氣體A和純氣體B，抽去隔板后形成A、B混合氣體。如果A、B均為理想氣體，那么混合后以下正確的是（ ）A.系統(tǒng)總壓力pB.A和B的分壓為pC.A的分體積為增加一倍D.A的分體積為

15、減小一倍答案：（A）上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回單位時間內(nèi)由氣體分子變成液體分子的數(shù)目與由液體單位時間內(nèi)由氣體分子變成液體分子的數(shù)目與由液體分子變?yōu)闅怏w分子的數(shù)目相同，宏觀上說即氣體的凝分子變?yōu)闅怏w分子的數(shù)目相同，宏觀上說即氣體的凝結(jié)速度與液體的蒸發(fā)速度相同。結(jié)速度與液體的蒸發(fā)速度相同。氣液平衡氣液平衡上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回PP飽和飽和PP飽和飽和PP飽和飽和上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回不同物質(zhì)在同一溫度下具有不同的飽和蒸氣壓不同物質(zhì)在同一溫度下具有不同的飽和蒸氣壓物質(zhì)本性決定；物質(zhì)本性決定；任一物質(zhì)，不同溫度下具有不同的飽和蒸氣壓任一物質(zhì)，不同溫度下具有不同的飽和蒸氣壓是溫度的函

16、數(shù)。是溫度的函數(shù)。隨溫度的升高而急劇增大上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回 當(dāng)液體的飽和蒸氣壓同外界壓力相等當(dāng)液體的飽和蒸氣壓同外界壓力相等,液體即發(fā)生沸騰，此時的溫液體即發(fā)生沸騰，此時的溫度即為沸點(diǎn)。度即為沸點(diǎn)。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回冬天相對濕度30左右，水很容易蒸發(fā)成水蒸氣，感覺干燥夏天相對濕度90左右，水不容易蒸發(fā)成水蒸氣，感覺悶熱大氣中水蒸汽的壓力與同溫度下水的飽和蒸氣壓之比稱為相對濕度上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回臨界溫度是氣體的一個特性參數(shù)，不同的氣體具有不同的臨界溫度。臨界溫度是氣體的一個特性參數(shù)，不同的氣體具有不同的臨界溫度。如氧氣的臨界溫度為如氧氣的臨界溫度為118.57118.57，氮?dú)獾呐R界溫度為，氮?dú)獾呐R界溫度為147.0147.0。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回1.純物質(zhì)的液體與其蒸氣達(dá)到平衡，以下有關(guān)其飽和蒸氣壓的說法正確的是（ ）A.飽和蒸氣壓與系統(tǒng)溫度有關(guān)B.飽和蒸氣壓與系統(tǒng)壓力有關(guān)C.飽和蒸氣壓與液體的物質(zhì)的量有關(guān)D.飽和蒸氣壓與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)答案：A上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2.加壓使實(shí)際氣體