物质的相态-水的相图 ppt课件

体系自定。
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OA 气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不 能任意延长，终止于临界点。临界点 T 647 K , p 2.2107 Pa ，这时气-液界面消失。高于临界温 度，不能用加压的方法使气体液化。
OB 气-固两相平衡线， 即冰的升华曲线，理论上 可延长至0 K附近。
课后任务
下次课要解决的问题：
【问题3-5】生产实践中遇到的气体往往不是 单一的气体，而是由多种气体组成的气体混合 物，例如空气、工业生产中产生的尾气等。 若在一体积为V的容器中，放入 的N2气、 的 O2气，那么容器中气体的总压力是多少？容 器中N2、O2各自的压力为多少？各自的压力 能否用 来计算？
学会查阅资料， 加强相互合作， 锻炼文字、语 言表达能力。
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学习内容
物质的相态——相和相图；饱和蒸汽压和 温度
气体——理想气体、混合气体、实际气体 溶液——稀溶液依数性；非电解质溶液气
液平衡；电解质的电解 胶体——胶体的特殊性质；物质的表面特征
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物质的聚集状态
气态
液态
物质的聚集状态变化
因为四氯化碳与水不相 溶。
四氯化碳分子与水分子 不是处于“最均匀”的 状态。
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问题分析
④2mL苯酚与98mL 去离子水混合并搅拌 后静止；
溶液是一相
因为苯酚在水中有一定 溶解度。
苯酚分子与水分子处于 “最均匀”的状态。
相数Φ=1； 组分数S=2
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问题分析
⑤2mL去离子水与 98mL酚混合并搅拌 后静止；
（3）冰水系统的饱和蒸气压随温度上升而下降,与大部 分系统不同。由于一般情况下,冰的体积大于水的体积, 2出2 现这种现象与冰水的特殊结构有关。 PPT课件
下图是二氧化碳的相图，根据相图回答问题
P/Pa
(1)分析相图
Ⅰ 固相
中区、线、
点的意义。
(2)OC线的
斜率是正还
B
是负？
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C
Ⅱ
液相
A
Ⅲ
O
气相
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学习效果检验
一、选择题
1.铁块与铁粉的混合物相数为（（2）） （1）1； （2）2； （3）3； （4）4。 2.在不饱和的NaCl溶液中组分数C, 相数Φ为 （（3））。 （1）2，1；（2）2，2；（3）2，1；（4）2，2。 3.在NaCl固体与饱和的NaCl溶液共存体系中C , 相 数Φ分别为（（2））。 （1）2，1； （2）2，2； （3）2，1；（4）2，2。
都可以在一定范围内自由变化而不致引起相变化。
（ √ ）4.冰在压力低于610.62Pa（水的三相点压力）
升温时可以升华。
（ √ ）5.从水的相图看，水结冰后体积会变大。
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内容总结
1.学会判断一个系统的相数和组分数； 2.学会分析水的相图，利用水的相图解
决实际问题；
3.学会用克-克方程计算不同压力下液体 的沸点。
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课后任务
作业：
1.请查阅二氧化碳单组份系统相图，并与水的 相图进行比较，并解释为什么干冰会直接升华 而不是液化。
2.将玻璃烧杯装满水放在冰柜中冷冻，会将烧 杯“涨破”，为什么？如果烧杯中装的不是水 而是其他液体（例如乙醇），冷冻凝固后会怎 样？
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课后任务
作业： 4.生活中，用高压锅煮肉会在很短时间内煮的
围绕课程标准
紧密结合教材 方便教师讲课
便于学生理解
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第三章 物质的聚集状态 主要内容
饱和蒸汽压和温度——相图或公式
气体——温度、压力、体积和量的关系
溶液——稀溶液、非电解质溶液、电解 质溶液
胶体——物质表面有特性
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学习目标
掌握气体、溶 液、胶体等不 同聚集状态物 质的性质
能够利用不同 聚集状态物质 性质指导生产 和生活
（此规律不受其它气体存在的影响）
相对湿度的概念：相对湿度
=
空气中 p H2O p
H2O

100%
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在一定温度和压力下，任何纯物质达到两相平 衡H时，蒸气压随温度的变化率V可用下式表示：
dp H dT T V
ln p2 vapHm ( 1 1 )
p1
R T1 T2
（3）水的冰点和三相点有区别吗？
（4）从水的相图上看出OC线的斜率是正还是
21 负？能说明什么问题？
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（1）在水的相图中常常会出现OD线,是水的过冷线。 实验表明,当温度低于0.01℃时,水应该结成冰,但有时往 往不是这样,温度甚至到-20℃ 仍不结冰，这种现象称为
过冷现象,这种水称为过冷水。过冷水是一种亚稳态， 是热力学上不稳定的状态，在一定条件下会自动结成冰。 （2）三相点的温度(0.01℃)比冰点(0℃)稍高,原因是冰 点为101.325kPa外压下被空气饱和的水的凝固点。空 气溶解在水中,压力由三相点压力增大到101.325kPa,两 者使冰点比三相点的温度0.01℃。
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T/K
三、液体的饱和蒸汽压
液体的饱和蒸汽压：
动态平衡
沸腾
外界压力
沸点： 一定外压下，液体沸腾的温度。
液体的饱和蒸汽压与沸点的关系：
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图1.3.1 气－液平衡示意图
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气液平衡时： 气体称为饱和蒸气； 液体称为饱和液体； 压力称为饱和蒸气压。
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饱和蒸气压是温度的函数
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（1）C= 1，Φ=1；（2）C= 1，Φ=3； （3）C= 2，Φ=3；（4）C= 3，Φ=3。
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学习效果检验
（×）1.粉碎得很细的铜粉和铁粉经过均匀混合后
成为一个相。
（ √ ）2.为了使水在90℃沸腾，可以降低压力，使
其压力在90℃的保证蒸汽压下温度达到90℃即可。
（√ ）3.对于氯化钠的水溶液，温度、压力和浓度
根据液体互溶程度可以组成一相、两相或三相 共存。
一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论 混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外， 它是单相）。
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二、水的相图
水的相平衡实验数据表
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绘制水的相图
P/Pa
气-液平衡数据-水在不同 温度的饱和蒸气压
气-固平衡数据-冰在不同 温度的饱和蒸气压
相数Φ=1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 组分数S=2
溶液是一相
因为水在苯酚中也有一 定的溶解度。
水分子与苯酚分子处于 “最均匀”的状态。
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问题分析
⑥50mL苯酚与 50mL去离子水混合 并搅拌后静止；
相数Φ=2； 组分数S=2
溶液是两相
因为苯酚与水不完全相 溶。
苯酚分子与水分子不是 处于“最均匀”的状态 。
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学习效果检验
4.由79%N2和21%O2所组成的空气系统的组分数C, 相数Φ分别为（（1））。 （1）C= 2，Φ=1；（2）C= 2，Φ=2； （3）C= 2，Φ=1；（4）C= 2，Φ=1。 5.水蒸气、水、冰三相平衡共存的点，称为三相点 点，在该点组分数、相数分别为（（2））。
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一、物质的聚集状态——相
上述的“最均匀”的状 相：系统内部物理和化
态是什么？
学性质完全均匀的部分
相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界 面上宏观性质的改变是飞跃式的——例如问题 ③水和四氯化碳的界面。
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一、物质的聚集状态——相
如何确定一个系统有几相？ 不论有多少种气体混合，只有一相——气相
②20mL的乙醇和 80mL的去离子水混 合并搅拌后静止；
相数Φ=1； 组分数S=2
溶液是一相
因为乙醇与水能以任意 比例混溶。
乙醇分子与水分子处于 “最均匀”的状态。
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问题分析
③20mL的四氯化碳 与80mL去离子水混 合并搅拌后静止；
相数Φ=2； 组分数S=2
溶液是两相
101.325 80.1 101.325
100
101.325
100
222.48
100 181.44
120
198.54
120
422.35
120 308.11
饱和蒸气压＝外压时的温度称为沸点
26 饱和蒸气压＝101.325kPa时的温度称为正常沸点PPT课件
T一定时： 如 pB < pB*，B液体蒸发为气体至pB＝pB* pB > pB*，B气体凝结为液体至pB＝pB*
⑤2mL去离子水与98mL酚混合并搅拌后静止；
⑥50mL酚与50mL去离子水混合并搅拌后静
止；
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问题分析
①2g氯化钠投入 100mL水中，搅拌 后静止；
相数Φ=1； 组分数S=2
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溶液是一相 因为氯化钠溶于水中。 氯化钠电解出的离子与 水分子处于“最均匀” 的状态。
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问题分析
熟烂，道理是什么？ 5.为什么二氧化碳灭火器使用时喷出的是粉末
而不是液体？
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课后任务
下次课要解决的问题：
【问题3-4】生活中常见到炎热的夏天汽车在 高速公路行驶时间长容易爆胎，自行车在夏天 太阳下容易爆胎；氢气球一旦脱离束缚会升空 等等，请说明这些现象的原因。
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表1.3.1 水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压
H2O
t / ℃ p*/ kPa
乙醇
t / ℃ p*/ kPa
苯
t / ℃ p*/ kPa
20
2.338
20
5.671
20
9.9712
40
7.376
40
17.395
40
24.411
60
19.916
60
46.008
60
51.993
80
47.343
78.4
O点 是三相点，气-液-固
三相共存，F 3, f 0。三相
点的温度和压力皆由体系自 定。
H2O的三相点温 度为273.16 K， 压力为610.62 Pa。
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1、回答下列问题
（1）从水的相图上看，如果想让冰直接升华 成水蒸汽，压力最高不能超过多少？
（2）从水的相图可以看出液态水的饱和蒸汽 压随温度的升高而增大还是减小？
气化
液化
固态 等离子体 熔化
5
凝固
升华
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物质的相态——水的相图
【问题】请分析下面几种情况系统是几相 ①2g氯化钠投入100mL水中，搅拌后静止；
②20mL的乙醇和80mL的去离子水混合并搅
拌后静止；
③20mL的四氯化碳与80mL去离子水混合并
搅拌后静止；
④2mL酚与98mL去离子水混合并搅拌后静止；
OC 液-固两相平衡线， 当C点延长至压力大于 2108 Pa 时，相图变得 复杂，有不同结构的冰 生成。
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OD 是AO的延长线，是过冷水和水蒸气的介稳平衡 线。因为在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸 气压，所以OD线在OB线之上。过冷水处于不稳定状 态，一旦有凝聚中心出现，就立即全部变成冰。
液-固平衡数据-水和冰在
16不同温度时的平衡压力
C
D O
B
A PPT课件 T/K
分析水的相图
水的相图是根据实验绘制的。图上有：
三个单相区 在气、液、固三个 单相区内，φ=1， 温度和压力都可以在一定限度内变 化不会引起相的改变。
三条两相平衡线 气液、气固、固液，φ=2，
压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温度由