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1、第1章气体和溶液1第1页，本讲稿共45页第一节：气体第一节：气体一、理想气体状态方程式一、理想气体状态方程式 物质通常以气态、液态或固态形式存在。本章介绍气体和溶液。实际遇到的气体均为非理想气体，但在处于低压(273K)的条件下，可近似视为理想气体。1、概念概念：分子本身不占有体积；分子间没有作用力的气体称为理想气体。2第2页，本讲稿共45页一、理想气体状态方程式一、理想气体状态方程式理想气体状态方程式理想气体状态方程式为：pV=nRT (1-1)P：气体压力 n：气体的物质的量 V：气体体积 T：气体的热力学温度 R：摩尔气体常数 式1-1应用于实际气体时，只适用于温度较高(=273K)、及
2、较低压力(不高于105Pa)的情况。3第3页，本讲稿共45页 R的数值与单位：的数值与单位：随压力和体积单位的不同而不同。当压力为大气压、体积为升代入(1-1)式：R=pV/nT=1atm22.4L/1mol 273.15K =0.082atm l/mol K当压力单位为 Pa，体积为m3时，可得：R=1.01325 105Pa 22.4 10-3m3/1mol 273.15K =8.314Pa m3 mol-1 K-1 =8.314J/mol K4第4页，本讲稿共45页理想气体状态方程式的其它表示形式：pV=mRT/M(1-2)pM=RT（1-3）式中：m 为气体的质量，单位为 kg M 为
3、摩尔质量，单位为 kg/mol 为气体密度，单位为kg/m3 5第5页，本讲稿共45页 例1：标准状况下250ml某气体重0.7924克，求这种气体的相对分子质量。解：根据 pM=RT M=RT/p =(0.7924 10-3/0.25 10-3)(kg/m3)0.0224 (m3/mol)=0.064kg/mol =64.01g/mol6第6页，本讲稿共45页 补充例题：在298 K和9.93 104Pa压力下，0.304L二氧化硫重0.78g，求二氧化硫的分子量。解：根据气体状态方程式：pV=mRT/M M=mRT/pV代入以上数据：M=0.78 10-3 8.314 298/(9.93
4、104 0.304 10-3)=0.064kg/mol=64g/mol 单位：kg PaL/mol K K/PaL=kg/mol7第7页，本讲稿共45页二、道尔顿分压定律二、道尔顿分压定律 道尔顿分压定律讨论的是混合气体的总压力与各组分气体分压力之间的关系。混合气体的总压力等混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和于各组成气体分压力之和，此经验规则称道尔顿分压定律。其数学表达式为：P=P=pi (1-4)某组分的分压力是指该组分在同一温度下单独占有混合气体的容积时所产生的压力。pi=(niRT/V)p=niRT/V=nRT/V 由道尔顿分压定律可知：pi=(ni/n)p总总=xi p总总 即：
5、每一组分气体的分压力等于混合气体的总压力和该组分气体摩尔分数的乘积每一组分气体的分压力等于混合气体的总压力和该组分气体摩尔分数的乘积。注意：分压定律适用于理想气体，对低压下的真实气体混合物近似适用。X称称摩摩尔尔分分数数,可可用用来来表表示示混混合合物物中中某某种种物物质质的的含含量量,混混合合物物中中某某组组分分的的摩摩尔尔分分数数为为该该组组分分的的物物质质的的量量占占混混合物中总物质的量的分数合物中总物质的量的分数,如如:某混合物由某混合物由A、B两组分组成则两组分组成则XA+XB=1 8第8页，本讲稿共45页 道尔顿分压定律对于研究气体混合物非常重要。用排水集气法收集到的气体其实是含有
6、水蒸气的混合气体。例2：在17，99.3kPa的气压下，用排水集气法收集氮气150ml，求在标准状况下，该气体经干燥后的体积。解：查表1-1，17 的饱和水蒸气压1.93kPa P(N2)=(99.3-1.93)=97.4kPa9第9页，本讲稿共45页=136ml10第10页，本讲稿共45页 根据拉乌尔定律，难挥发非电解质稀溶液的沸点升高值与溶液的质量摩尔浓度有下述关系成立：Tb =Kb b (1-12)同理，凝固点下降值与溶液的质量摩尔浓度有下述关系成立：T f =K f b b (1-13)(1-13)Kb沸点升高常数;Kf 凝固点降低常数 Kb、Kf 只与溶剂的性质有关，单位：0Ckg/
7、mol 或 Kkg/mol。（表1-2列出常用溶剂的Kf与Kb值）23第23页，本讲稿共45页（1）0.1 mol/L HAc （2）0.1 mol/L NaCl （3）1 mol/L蔗糖 （4）0.1 mol/L CaCl2 （5）0.1 mol/L葡萄糖 例 按沸点从高到低的顺序排列下列各溶液。26第26页，本讲稿共45页解：在一定体积的溶液中，粒子数目越多，即粒子浓度越大，沸点越高。电解质的粒子数目较相同浓度的非电解质多，强电解质的粒子数较相同浓度的弱电解多，因此，粒子浓度由大到小的顺序为：（3）（4）（2）（1）（5）沸点顺序与此相同。27第27页，本讲稿共45页I胶核胶核(AgI)(AgI)m mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+吸附吸附层扩 散散 层胶粒胶粒胶胶团团38第38页，本讲稿共45页 在容易聚沉的溶胶中，加入适量的大分子物质溶液，如动物胶、蛋白质等，可以大大地增加溶胶的稳定性，这种作用叫做保护作用。例如，土壤中的胶体，因受到腐殖质等大分子物质的保护作用，使胶体更加稳定，因而有利于营养物质的迁移。45第45页，本讲稿共45页