物質(zhì)聚集狀態(tài)液體及溶液

1、第五章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)5.2 液體和溶液5.1 氣體5.3 純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖5.4 等離子體一、理想氣體5.1 氣 體（1）理想氣體分子間無相互作用（2）理想氣體分子本身不占有體積，可視為質(zhì)點(diǎn)。 1、理想氣體模型的兩個假設(shè) 實(shí)際氣體若溫度不太低（室溫左右）、壓強(qiáng)不太大（1atm左右），可近似為理想氣體。5.1.1 理想氣體 2、理想氣體狀態(tài)方程 （1）波義耳定律: 在恒定的溫度下，一定量氣體的體積與所受壓強(qiáng)成反比。若T 恒定，則5.1.1 理想氣體 2、理想氣體狀態(tài)方程 （2）查理定律: 在恒定的壓強(qiáng)下，一定量氣體的體積與絕對溫度成正比。若 p 恒定，則（3）阿伏加德羅定律: 在恒定的

2、溫度和壓強(qiáng)下，如果氣體的分子數(shù)相同，則氣體的體積也相同。若 T ，p 恒定，則5.1.1 理想氣體 2、理想氣體狀態(tài)方程 pV = nRT方程變形，可求一定狀態(tài)下給定氣體的密度：5.1.1 理想氣體 3、摩爾氣體常數(shù) R 當(dāng)壓力的單位為Pa，體積的單位為m3，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（101325 Pa ，273.15 K），實(shí)驗(yàn)測得1mol氣體的體積為22.41410-3 m3。據(jù)此，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求出R 。5.1.1 理想氣體 3、摩爾氣體常數(shù) R 對應(yīng)不同的單位，R 有不同的數(shù)值：若壓強(qiáng)單位為kPa，體積單位為L，則R =？ 1、分壓定律 道爾頓（1766 1844）出生于英國的一個手工業(yè)家

3、庭。他本人的職業(yè)一直是鄉(xiāng)村小學(xué)教師。從21歲開始業(yè)余研究氣象學(xué)。通過大量實(shí)驗(yàn)的觀察和測定，分別于1801年提出了混合氣體分壓定律、1803年的原子論，并自行設(shè)計(jì)了一套原子符號。5.1.2 分壓定律和分容定律道爾頓設(shè)計(jì)的原子符號 1、分壓定律 混合氣體中各組分氣體的分壓等于同溫度下該氣體單獨(dú)占有總體積時的壓強(qiáng)。5.1.2 分壓定律和分容定律（2）混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和。nA, nB, nCp, V, TpApCpB對任一組分 i ,有pi /p = ni /n = xixi 為組分 i 的摩爾分?jǐn)?shù) 2、分容定律（分體積定律） 混合氣體中各組分氣體的分體積等于同溫同壓下該氣體單獨(dú)占

4、有的體積。5.1.2 分壓定律和分容定律（2）混合氣體的總體積等于各組分氣體的分體積之和。nA, nB, nCp, V, TVAVCVB對任一組分 i ,有Vi /V = ni /n = xi = pi /p 例：加熱KClO3制備O2，生成的O2用排水法收集。在25，100kPa下，得到的氣體體積為250mL。計(jì)算（1）O2的物質(zhì)的量；（2）干燥O2的體積。5.1.2 分壓定律和分容定律解：（1）O2的物質(zhì)的量：（2）干燥O2的體積：氣體分子運(yùn)動論的基本要點(diǎn)：5.1.3 氣體分子運(yùn)動論（1）氣體由不停地作無規(guī)則運(yùn)動的分子組成。分子本身占有的體積與氣體總體積相比可以忽略。 1、氣體分子運(yùn)動論（

5、2）氣體分子間相互作用力很小，可以忽略。分子可視為獨(dú)立運(yùn)動。（3）氣體分子間彼此碰撞是完全彈性的，只有碰撞器壁才產(chǎn)生壓強(qiáng)。（4）氣體分子的平均平動能與氣體的熱力學(xué)溫度成正比。 同溫同壓下，氣體的擴(kuò)散速率與該氣體的密度（或分子量）的平方根成反比。5.1.3 氣體分子運(yùn)動論 2、氣體擴(kuò)散定律氣體擴(kuò)散模擬實(shí)驗(yàn)濃氨水濃鹽酸5.1.4 實(shí)際氣體 1、實(shí)際氣體與理想氣體的偏差 CO2的 p V 圖動畫1動畫5動畫4動畫3動畫2CO2的壓縮動畫1CO2的壓縮動畫2CO2的壓縮動畫3CO2的壓縮動畫4CO2的壓縮動畫55.1.4 實(shí)際氣體 2、理想氣體狀態(tài)方程的修正 （1）壓縮因子定義壓縮因子 Z：壓縮因子p

6、 /MPa5.1.4 實(shí)際氣體 2、理想氣體狀態(tài)方程的修正 （2）范德華方程當(dāng)n = 1mol，與理想氣體狀態(tài)方程比較：的存在導(dǎo)致 p實(shí) V理想 例： 40時，1mol CO2氣體在1.20dm3的容器中，實(shí)驗(yàn)測定其壓強(qiáng)為1.97MPa，試分別用理想氣體狀態(tài)方程和范德華方程計(jì)算CO2的壓強(qiáng)。解：（1）用理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算：5.1.4 實(shí)際氣體（2）用范德華方程計(jì)算： 查表，得CO2的a , b 參數(shù)分別為：5.2 液體和溶液一、液體的蒸發(fā)和蒸氣壓 液體的飽和蒸氣壓與液體的量無關(guān)！液體蒸發(fā)模擬實(shí)驗(yàn)5.2 液體和溶液幾種液體的飽和蒸氣壓曲線t /p/kPa 液體的飽和蒸氣壓僅與溫度和液體的種類有

7、關(guān)，而與液體的量無關(guān)！5.2.2 溶液的濃度1，質(zhì)量分?jǐn)?shù) (wB) ：溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量與全部溶液的質(zhì)量之比，無量綱。2，物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) (xB) ：溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)與全部溶液的摩爾數(shù)之比，無量綱。3，物質(zhì)的量濃度 (cB) ：單位體積 (通常為1升) 溶液中含有溶質(zhì)的摩爾數(shù)。單位：molL-14，質(zhì)量摩爾濃度 (mB)：每1000克溶劑中含有溶質(zhì)的摩爾數(shù)。單位：molkg-15.2.3 稀溶液的依數(shù)性一，非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：1，蒸氣壓下降 pi : 稀溶液的蒸氣壓。 pi *: 純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?x1 : 溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。 x2 : 溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。稀溶液蒸氣壓下降實(shí)驗(yàn)5.2.3 稀溶液的

8、依數(shù)性 例： 將17.1克蔗糖（C12H22O11）溶于100克水中，求20 時所得溶液的蒸氣壓。解：蔗糖的摩爾質(zhì)量為342克/摩爾, 查表得20 時純水的飽和蒸氣壓為2.34 kPa根據(jù)5.2.3 稀溶液的依數(shù)性一，非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：2，稀溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降稀溶液的沸點(diǎn)上升：稀溶液的凝固點(diǎn)下降：5.2.3 稀溶液的依數(shù)性一，非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：3，稀溶液的滲透壓或者： 利用滲透壓數(shù)據(jù)可求物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。滲透壓演示實(shí)驗(yàn)5.2.3 稀溶液的依數(shù)性 例：20時將1.00g某蛋白質(zhì)樣品溶于100g水，測得滲透壓為1.62kPa，試求蛋白質(zhì)的摩爾質(zhì)量。解：設(shè)蛋白質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，則摩

9、爾濃度可表示為：根據(jù)：反滲透與海水淡化海水淡化 工廠5.2.3 稀溶液的依數(shù)性二，電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：獲首屆諾貝爾化學(xué)獎的范特霍夫 授予化學(xué)的諾貝爾獎?wù)路疵鎴D案5.2.3 稀溶液的依數(shù)性二，電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：阿侖尼烏斯 1887年瑞典化學(xué)家阿侖尼烏斯提出了電離理論，解釋了電解質(zhì)溶液的“反常”依數(shù)性5.2.3 稀溶液的依數(shù)性二，電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性：5.3 純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖CBDAEFtbtf溫度時間CBDAEFtbtf溫度時間冷卻曲線示意圖1圖2圖AB為氣體降溫，BC為氣體冷凝，CD為液體降溫，DE為液體凝固，EF為固體降溫。過冷液體5.3 純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖CO2相圖H2O相圖三相點(diǎn): tt=-56.6; pt=5170kPa臨界點(diǎn): tc=31.01; pc=7383kPatt=0.01; pt=0.610kPatc=373.93; pc=22100kPa5.4 等離子體1、組成 是一種導(dǎo)電流體，其中含有大量帶電粒子(包括正、負(fù)離子和