混合氣體的分壓定律課件

1.2混合氣體的分壓定律1.2.1基本概念

由兩種或兩種以上的氣體混合在一起，組成的體系，稱為混合氣體。1.2混合氣體的分壓定律11

顯然，空氣是混合氣體，其中的O2，N2，CO2

等，均為空氣這種混合氣體的組分氣體。

組成混合氣體的每種氣體，都稱為該混合氣體的組分氣體。顯然，空氣是混合氣體，其中組2

第

i

種組分氣體的物質的量用

ni

表示，混合氣體的物質的量用

n

表示顯然有n=

nii第i種組分氣體的物質的量顯然有3

第

i

種組分氣體的摩爾分數(shù)用xi表示，則

例如，由3molH2

和1molN2

組成的混合氣體，則其中xi=nin第i種組分氣體的摩爾分數(shù)4x

==H2nnH234x

==N2nnN214顯然有

xi=1ix==H2nnH2351.總體積和分壓

當?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨存在，且占有總體積

V總

時，其具有的壓力，稱為該組分氣體的分壓。

混合氣體的體積稱為總體積，用V總

表示。1.總體積和分壓當?shù)?

應有如下關系式

p

V

=n

RT

第

i

種組分氣體的分壓，用

pi表示ii

總應有如下關系式 第i72.總壓和分體積

當?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨存在，且具有總壓時，其所占有的體積，稱為該組分氣體的分體積。

混合氣體所具有的壓力，稱為總壓，用

p總表示。2.總壓和分體積當?shù)?

應有下面關系式

p

V

=nRTii

總

第

i

種組分氣體的分體積，用

Vi表示應有下面關系式 i9

第

i

種組分氣體的分體積Vi，與混合氣體的總體積V總之比稱為該組分氣體的體積分數(shù)。ViV總第i種組分氣體的分體積Vi101.2.2分壓定律——分壓與總壓的關系

我們通過實驗來研究分壓與總壓的關系2dm3

2105PaO2N2+

O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總1.2.2分壓定律——分壓與總壓的關系11

將N2

和O2

按上圖所示混合。2dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總

測得混合氣體的p總為4105Pa。將N2和O2按上圖所示混合。122dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa4105Pa

按分壓的定義pO=2105PapN=2105Pa2dm3O2N2+O2+2dm3N213

可見p總

=pN+pO

測得混合氣體的p總為4105Pa。pO=2105PapN=2105Pa，可見p總=141dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

+再考察一個實驗N2O2N2

+O2

測得混合氣體的總壓為3105Pa1dm32dm3151dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

N2O2N2

+O2

+pN=2105PapO=1105Pa

由分壓的定義，得1dm32dm316

亦有p總

=pN+pO

混合氣體的總壓為3105PapN=2105PapO=1105Pa亦有p總=pN17

道爾頓（Dalton）

進行了大量實驗，提出了混合氣體的分壓定律

——混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和

此即道爾頓分壓定律的數(shù)學表達式p總

=

pii道爾頓（Dalton）進行了大量18

理想氣體混合時，由于分子間無相互作用，故碰撞器壁產(chǎn)生的壓力，與獨立存在時是相同的。亦即在混合氣體中，組分氣體是各自獨立的。

這是分壓定律的實質。理想氣體混合時，由于分子間無19

p總V總=nRT

piV總=niRT

p總Vi=niRT（1）（2）（3）

1.2.3分壓與組成之間的關系

我們已有下面關系式 p總V總=nRT（1）1.2.20

piV總

=niRTp總V總=nRT（2）（1）ninpip總=

得（2）（1） piV總=niRT（2）ninpip總=21

即組分氣體的分壓等于總壓與該組分氣體的摩爾分數(shù)之積。

故pi=p總?xi=xininpip總=

即組分氣體的分壓等于總壓22ViV總nin=

p總Vi=niRTp總V總=nRT（3）（1）

又得（3）（1）ViV總nin= p總Vi=niRT（323

故pi=p總?ViV總=xininViV總=

又有pi=p總?xi故pi=p總?Vi24

即組分氣體的分壓，等于總壓與該組分氣體的體積分數(shù)之積。

pi=p總?ViV總即組分氣體的分壓，等于總壓pi=25

例1.1

某溫度下，將

2105Pa的O23dm3和

3105Pa的N26dm3

充入

6dm3的真空容器中。

求各組分氣體的分壓及混合氣體的總壓。例1.1某溫度下，將26O2

V1=3dm3，

p1=2105Pa， V2=6dm3，

pO=p2

解：根據(jù)分壓的定義求組分氣體的分壓，=1

105（Pa）V2p1V1pO

==2105

3

6

同理=3

105（Pa）pN

=3

105

6

6O2 V1=3dm3，27

由道爾頓分壓定律p總

=

piip總

=pO+

pN

=1105+3105

=4105（Pa）由道爾頓分壓定律p總=pii28

例1.2

常壓（1.0105Pa）下，將4.4gCO2，11.2gN2

和

16.0gO2

相混合。

求各組分氣體的分壓。例1.2常壓（1.010529

解：混合氣體的總壓和組成已知，可用總壓和組成求分壓。N2n==0.40（mol）

28

11.2CO2n==0.10（mol）

44

4.4O2n==0.50（mol）

32

16.0n=

ni=1.0（mol）i解：混合氣體的總壓和組成已N2n30CO2x===0.10nnCO2

1.0

0.10N2x===0.40nnN2

1.0

0.40O2x===0.50nnO2

1.0

0.50CO2x==31CO2p=p總

xCO2=0.10105（Pa）=1.01050.10CO2p=p總xCO2=0.1032N2p=p總

xN2=0.40105（Pa）=1.01050.40N2p=p總xN2=0.4033O2p=p總

xO2=0.50105（Pa）=1.01050.50O2p=p總xO2=0.50341.3氣體擴散定律

格拉罕姆（Graham）指出，

這就是格拉罕姆氣體擴散定律。

同溫同壓下氣體的擴散速度

與其密度

的平方根成反比。1.3氣體擴散定律格35

氣體擴散定律的數(shù)學表達式為

1或

=A

AB

B氣體擴散定律的數(shù)學表達式為36=A

AB

B變成

=A

MAB

MB

由于氣體的密度與其摩爾質量M成正比pRT

由式

=M·

=AABB變成37

即氣體的擴散速度與其摩爾質量M的平方根成反比。=A

MAB

MB即氣體的擴散速度與其摩爾=A38

例

1.3使NH3

和HCl兩種氣體分別從一根長100cm的玻璃管的兩端自由擴散。

求發(fā)生反應

NH3+HCl———NH4Cl在玻璃管中產(chǎn)生白煙的位置。例1.3使NH3和H39

解：設t

時間后發(fā)生反應，玻璃管中產(chǎn)生白煙的位置距NH3端xcm，則距HCl端（100－x

）cm。NH3HClNH4Cl

x100－x解：設t時間后發(fā)生反應，玻璃NH340

由公式=A

MAB

MB

得

=100－x

t

x

t36.517NH3HClNH4Cl

x100－x由公式=AMAB解得x=59.5

由

=100－x

t

x

t36.517NH3HClNH4Cl

x100－x解得x=59.5由42

即生成NH4Cl產(chǎn)生白煙的位置距NH3端59.5cm。NH3HClNH4Cl

x100－x

x=59.5即生成NH4Cl產(chǎn)生白煙的NH3HC43混合氣體的分壓定律課件441.2混合氣體的分壓定律1.2.1基本概念

由兩種或兩種以上的氣體混合在一起，組成的體系，稱為混合氣體。1.2混合氣體的分壓定律145

顯然，空氣是混合氣體，其中的O2，N2，CO2

等，均為空氣這種混合氣體的組分氣體。

組成混合氣體的每種氣體，都稱為該混合氣體的組分氣體。顯然，空氣是混合氣體，其中組46

第

i

種組分氣體的物質的量用

ni

表示，混合氣體的物質的量用

n

表示顯然有n=

nii第i種組分氣體的物質的量顯然有47

第

i

種組分氣體的摩爾分數(shù)用xi表示，則

例如，由3molH2

和1molN2

組成的混合氣體，則其中xi=nin第i種組分氣體的摩爾分數(shù)48x

==H2nnH234x

==N2nnN214顯然有

xi=1ix==H2nnH23491.總體積和分壓

當?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨存在，且占有總體積

V總

時，其具有的壓力，稱為該組分氣體的分壓。

混合氣體的體積稱為總體積，用V總

表示。1.總體積和分壓當?shù)?0

應有如下關系式

p

V

=n

RT

第

i

種組分氣體的分壓，用

pi表示ii

總應有如下關系式 第i512.總壓和分體積

當?shù)?/p>

i

種組分氣體單獨存在，且具有總壓時，其所占有的體積，稱為該組分氣體的分體積。

混合氣體所具有的壓力，稱為總壓，用

p總表示。2.總壓和分體積當?shù)?2

應有下面關系式

p

V

=nRTii

總

第

i

種組分氣體的分體積，用

Vi表示應有下面關系式 i53

第

i

種組分氣體的分體積Vi，與混合氣體的總體積V總之比稱為該組分氣體的體積分數(shù)。ViV總第i種組分氣體的分體積Vi541.2.2分壓定律——分壓與總壓的關系

我們通過實驗來研究分壓與總壓的關系2dm3

2105PaO2N2+

O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總1.2.2分壓定律——分壓與總壓的關系55

將N2

和O2

按上圖所示混合。2dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa

p總

測得混合氣體的p總為4105Pa。將N2和O2按上圖所示混合。562dm3

2105PaO2N2+O2+2dm3N22dm3

2105Pa4105Pa

按分壓的定義pO=2105PapN=2105Pa2dm3O2N2+O2+2dm3N257

可見p總

=pN+pO

測得混合氣體的p總為4105Pa。pO=2105PapN=2105Pa，可見p總=581dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

+再考察一個實驗N2O2N2

+O2

測得混合氣體的總壓為3105Pa1dm32dm3591dm32dm3 4dm3

8105Pa2105Pa p總

N2O2N2

+O2

+pN=2105PapO=1105Pa

由分壓的定義，得1dm32dm360

亦有p總

=pN+pO

混合氣體的總壓為3105PapN=2105PapO=1105Pa亦有p總=pN61

道爾頓（Dalton）

進行了大量實驗，提出了混合氣體的分壓定律

——混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和

此即道爾頓分壓定律的數(shù)學表達式p總

=

pii道爾頓（Dalton）進行了大量62

理想氣體混合時，由于分子間無相互作用，故碰撞器壁產(chǎn)生的壓力，與獨立存在時是相同的。亦即在混合氣體中，組分氣體是各自獨立的。

這是分壓定律的實質。理想氣體混合時，由于分子間無63

p總V總=nRT

piV總=niRT

p總Vi=niRT（1）（2）（3）

1.2.3分壓與組成之間的關系

我們已有下面關系式 p總V總=nRT（1）1.2.64

piV總

=niRTp總V總=nRT（2）（1）ninpip總=

得（2）（1） piV總=niRT（2）ninpip總=65

即組分氣體的分壓等于總壓與該組分氣體的摩爾分數(shù)之積。

故pi=p總?xi=xininpip總=

即組分氣體的分壓等于總壓66ViV總nin=

p總Vi=niRTp總V總=nRT（3）（1）

又得（3）（1）ViV總nin= p總Vi=niRT（367

故pi=p總?ViV總=xininViV總=

又有pi=p總?xi故pi=p總?Vi68

即組分氣體的分壓，等于總壓與該組分氣體的體積分數(shù)之積。

pi=p總?ViV總即組分氣體的分壓，等于總壓pi=69

例1.1

某溫度下，將

2105Pa的O23dm3和

3105Pa的N26dm3

充入

6dm3的真空容器中。

求各組分氣體的分壓及混合氣體的總壓。例1.1某溫度下，將70O2

V1=3dm3，

p1=2105Pa， V2=6dm3，

pO=p2

解：根據(jù)分壓的定義求組分氣體的分壓，=1

105（Pa）V2p1V1pO

==2105

3

6

同理=3

105（Pa）pN

=3

105

6

6O2 V1=3dm3，71

由道爾頓分壓定律p總

=

piip總

=pO+

pN

=1105+3105

=4105（Pa）由道爾頓分壓定律p總=pii72

例1.2

常壓（1.0105Pa）下，將4.4gCO2，11.2gN2

和

16.0gO2

相混合。

求各組分氣體的分壓。例1.2常壓（1.010573

解：混合氣體的總壓和組成已知，可用總壓和組成求分壓。N2n==0.40（mol）

28

11.2CO2n==0.10（mol）

44

4.4O2n==0.50（mol）

32

16.0n=

ni=1.0（mol）i解：混合氣體的總壓和組成已N2n74CO2x===0.10nnCO2

1.0

0.10N2x===0.40nnN2

1.0

0.40O2x===0.50nnO2

1.0

0.50CO2x==75CO2p=p總

xCO2=0.10105（Pa）=1.01050.10CO2p=p總xCO2=0.1076N2p=p總

xN2=0.40105（Pa）=1.01050.40N2p=p總xN2=0.4077O2p=p總

xO2=0.50105（Pa）=1.01050.50O2p=p總xO2=0.50