2分壓定律和分體積定律

1、2分壓定律和分體積定律2分壓定律和分體積定律5/52分壓定律和分體積定律第二節(jié)理想氣體混雜物的兩個定律復(fù)習(xí)回憶：1、理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式；、理想氣體微觀模型的特色。解說新課：一、分壓定律1、基本看法1）道爾頓分壓定律：低壓下氣體混雜物的總壓等于組成該氣體混雜物的各組分的分壓力之和，這個定律稱為道爾頓分壓定律。（2）分壓力：所謂分壓力是指氣體混雜物中任一組分B單獨(dú)存在于氣體混雜物所處的溫度、體積條件下所產(chǎn)生的壓力pB。2、道爾頓分壓定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式p(T,V)pA(T,V)pB(T,V)或ppB（1-4）B對于理想氣體混雜物，在T、V必然條件下，壓力只與氣體物質(zhì)的量有關(guān)，依照理想氣體狀態(tài)

2、方程，有pVnBnCnnARTpAVpBVpCVRTRTRT(pApBpC)V/RT故有p(pApBpC)或ppBB適用范圍：理想氣體混雜物或湊近于理想氣體性質(zhì)的氣體混雜物。3、氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與分壓力的關(guān)系氣體混雜物中組分B的分壓力與總壓力之比可用理想氣體狀態(tài)方程得出pBnBRT/VnByBpnRT/Vn即pByBp（1-5）式中yB組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)式（1-5）表示，混雜氣體中任一組分的分壓等于該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與總壓的乘積。例題1-3某烴類混雜氣體的壓力為100kPa，其中水蒸氣的分壓為20kPa，求每100mol該混雜氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量。-3kg/mol解：p=100kPa，p

3、(HO)=20kPa，n=100mol，M（HO）=181022由式（1-5）得y(H2O)p(H2O)200.2p100又y(Hn(H2O)2O)n所以n(H2O)y(H2O)n0.210020mol100mol混雜氣體中水蒸氣的質(zhì)量m(HO)為2m(H2O)n(H2O)M(H2O)20181030.36kg課堂練習(xí)題1、某氣柜內(nèi)貯有氣體烴類混雜物，其壓力p為104364Pa，氣體中含水蒸氣的分壓力p(H2O)為?，F(xiàn)將使混雜氣體用干燥器脫水后使用，脫水后的干氣中含水量可忽略。問每千摩爾濕氣體需脫去多少千克的水（0.587kg）2、組成某理想氣體混雜物的體積分?jǐn)?shù)為，及，試求在20與98658壓

4、力下該混雜氣體的密度。（1334.9g/m3）二、分體積定律1、基本看法1）阿瑪格分體積定律：低壓氣體混雜物的整體積等于組成該氣體混雜物的各組分的分體積之和。（2）分體積：所謂分體積就是指氣體混雜物中的任一組分B單獨(dú)存在于氣體混雜物所處的溫度、壓力條件下所占有的體積VB。2、阿瑪格分體積定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式V(p,T)VA(p,T)VB(p,T)或VVB（1-6）B對于理想氣體混雜物，在p、T必然條件下，氣體體積只與氣體物質(zhì)的量有關(guān)，依照理想氣體狀態(tài)方程，有pVnAnBnCnRTpVApVBpVCRTRTRT(VAVBVC)p/RT故有V(VAVBVC)或VVBB適用范圍：理想氣體混雜物或湊近于理

5、想氣體性質(zhì)的氣體混雜物。3、氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與分體積的關(guān)系氣體混雜物中組分B的分體積與整體積之比可用理想氣體狀態(tài)方程得出VBnBRT/pnByBVnRT/pn即VByBV（1-7）式中yB組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)式（1-7）表示，混雜氣體中任一組分的分體積等于該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與整體積的乘積。例題1-4設(shè)有一混雜氣體，壓力為，取樣氣體體積為，用氣體剖析儀進(jìn)行剖析。第一用氫氧化鈉溶液吸取232CO，吸取后節(jié)余氣體體積為dm；接著用焦性沒食子酸溶液吸取O，吸取后余下氣體體積為dm3；再用濃硫酸吸取乙烯，最后節(jié)余氣體的體積為dm3，已知混雜氣體有CO2、O2、C2H4、H2四個組分，試求（1）各組分的

6、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；（2）各組分的分壓。解：（1）CO2吸取前，氣體體積為，吸取后為33dm，顯然CO2的體積為（）dm=，其他氣體的體積以此類推。按式（1-4）的各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為y(CO2)V(CO2)V0.0300.100V(O2)y(O2)V0.0100.100y(C2H4)V(C2H4)0.330V0.100y(H2)V(H2)0.063V0.6300.100所以，y（CO2）=，y（O2）=，y（C2H4）=，y（H2）=（2）由式（1-5）的各氣體的分壓為p（CO2）=y（CO2）p=p（O2）=y（O2）p=p（C2H4）=y（C2H4）p=p（H2）=y（H2）p=課堂練習(xí)：有

7、2dm3濕空氣，壓力為，其中水蒸氣的分壓力為。設(shè)空氣中O2與N2的體積分?jǐn)?shù)分別為與，求水蒸氣、N2及O2的分體積以及O2、N2在濕空氣中的分壓力。解：V（總）=2dm3，濕空氣中p（H2O）=，p(總)=y（H2O）=p（H2O）/p(總)=y（N2）=1-y（H2O）=y（O2）=1-y（H2O）=在必然T、p下，任一組分B的分體積V（B）=V（總）y（B），所以，V（H2O）=2=V（N2）=2=V（O2）=2=在必然V、T下，任一組分B的分壓力p（B）=p（總）y（B），所以，p（O2）=p（N2）=也可用以下方法計算O2及N2的分壓，即p（O2）=p（總）-p（H2O）=p（N2）=p

8、（總）-p（H2O）=三、混雜物的平均摩爾質(zhì)量設(shè)有A、B而組分氣體混雜物，其摩爾質(zhì)量分別為MA、MB，則氣體混雜物的物質(zhì)的量n為n=n+nAB若氣體混雜物的質(zhì)量為m，則氣體混雜物的平均摩爾質(zhì)量M為mnAMAnBMByAMAyBMBMnn氣體混雜物的平均摩爾質(zhì)量等于各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與它們的摩爾質(zhì)量乘積的總和。通式為MyBMB（1-8）B式中，yB組分B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，無量綱；MB組分B的摩爾質(zhì)量，kg/mol。式（1-8）不僅適用于氣體混雜物，也適用于液體及固體混雜物。例題1-5水煤氣的體積分?jǐn)?shù)分別為：H2O，；CO，；N2，；CO2，；CH4，；在25、100kPa下，（1）求各組分的分壓；

9、（2）計算水煤氣的平均摩爾質(zhì)量和在該條件下的密度。解：（1）依照式（1-7）可得水煤氣中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為y(H2O)=；y(CO)=；y(N2)=；y(CO2)=；y(CH4)=據(jù)式（1-5）可得各組分的分壓分別為p(H2O)=y(H2O)p=100=p(CO)=y(CO)p=100=p(N2)=y(N2)p=100=p(CO2)=y(CO2)p=100=p(CH4)=y(CH4)p=100=按式（1-8）可得水煤氣的平均摩爾質(zhì)量為My(H2O)M(H2O)y(CO)M(CO)y(N2)M(N2)y(CO2)M(CO2)y(CH4)M(CH4)18+28+28+44+16=23.68g/mol=10-2kg/mol依式（1-3）水煤氣在25