无机化学第一章气体
第一课无机化学课件 第一章
某组分气体的分压等于总压与 形式2 该组分PB 气P总体 nn摩总B 尔P总分 xB数的乘摩积尔分数
注意：分压公式中的体积一定为容器的总体积
即：PB
nB V总
RT
而并非：PB
nB VB
RT
T、P不变，n V
ni n
Vi V
其中Vi为组分i的分体积，V是混合气体的总体积
Pi
例
t
时
0
n B
/mol
N123.N20g2 g310H.2302Hg2g
2NHNH3 g3
0
g
ξ
0
t
时
1
n B
/mol
2.0
7.0
2.0
1 =?
t
时n
2B
/mol
ξ1'1ξ.51 Δννnn1NNNN22 225.52.02.130.01/312.30..m00ol
M
（3）计算气体密度
M mRT pV
M mRT M RT
pV
p
pM RT
例：为行车安全，可在汽车 中装备空气袋防止碰撞时司 机受到伤害。这种空气袋是 用氮气充胀起来的，所用的 氮气由叠氮化钠与三氧化二 铁在火花的引发下反应生成。 总反应是：
6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
5、热力学能 (U)(thermodynamic energy)
系统内部含有的总能量称为热力学能（内能）
包括体系内质点的内动能（平动能、 振动能、转动能）、微粒间相互作用 所产生的势能等，但不包括体系整体
大学《无机化学》知识点总结
无机化学第一章：气体第一节：理想气态方程1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。
主要表现在：⑴气体没有固定的体积和形状。
⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。
⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
2、理想气体方程：nRT PV = R 为气体摩尔常数，数值为R =8.31411--⋅⋅K molJ3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。
第二节：气体混合物1、对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
2、Dlton 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg)第二章：热化学第一节：热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。
按传递情况不同，将系统分为： ⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。
系统质量守恒。
⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。
⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。
2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。
描述系统状态的物理量称为状态函数。
状态函数的变化量只与始终态有关，与系统状态的变化途径无关。
3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。
相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。
4、 化学计量数()ν对于反应物为负，对于生成物为正。
5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-，单位：mol第二节：热力学第一定律0、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。
热能自动的由高温物体传向低温物体。
系统的热能变化量用Q 表示。
若环境向系统传递能量，系统吸热，则Q>0；若系统向环境放热，则Q<0。
无机化学-气体和溶液
b —— 体积常数。
（2）实际气体分子间有作用力。因此理想压强P为分子碰撞器 壁产生的压强P实际和内层分子作用力产生的压强P内之和。
热力学推导：
令比例系数为a
a —— 引力常数。分子不同时，相互吸引力不同，a不同。
1
范德华方程： ( p+a n2 )(V - nb)=nRT V2
注：范德华方程仍然是近似的
2、道尔顿分压定律：
∑ p总= p1+ p2+ p3 ⋅⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅= pi
§1.2 溶液
§1.2.1 溶液的概念 §1.2.2 非电解质稀溶液的依数性 §1.2.3 胶体溶液
2
§1.2.1 溶液的概念
相： 物理、化学性质均相同的一部分物质，称为一个相。
一个相
纯物质 （同一状态） 以分子、离子、原子形式均匀混合的混合物
在此假想状态下，描述气体性质的物理量 p、V、T、n 之间服从下列关系式：
pV = nRT
理想气体状态方程式
其中： p — 压强（Pa，kPa, atm，mmHg）， T — 温度（K） V — 体积（m3、cm3、L，ml）， n — 物质的量（mol） R —— 气体常数。
在标准状况下，p =101325Pa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
∆p = p* - p = p* - p*xB = p*xA
p* — 纯溶剂蒸气压； p — 溶液蒸气压； xA — 溶质的摩尔分数
稀溶液中，nA << nB ， ∆p = p*xA≈ p*×MB/1000×bA=KbA
当溶剂一定时，MB、p*一定，故p* ⋅MB/1000为一个常数，用K表示。
简明无机化学第一章 气体和稀溶液课件
而理想气体的体积 V =（m － n b） dm3
如图实际气体的体积 V实 = m dm3
V = （m － n b）dm3 V分 = n b dm3
一般关系式为 V = V实 － nb
（2）
p = p实 + （a n ）2 （1）
V
V = V实 － nb
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1
从式
R=
pV nT
和
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位 为 焦耳 （J）
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m 3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
pV R = nT
若压力用 Pa
混合气体的总压为 3 105 Pa
亦有
p总 = pN2 + pO2
道尔顿（Dalton）进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式。
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
2. 组分气体的摩尔分数
组分气体 i 的物质的量用 ni 表 示，混合气体的物质的量用 n 表示，
无机化学_知识点总结
无机化学（上） 知识点总结第一章 物质存在的状态一、气体1、气体分子运动论的基本理论①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径；②气体分子处于永恒无规则运动状态；③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时；④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。
2、理想气体状态方程①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa ·L ·mol 1-·K 1-③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个；b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=MW ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMVRT =p 3、混合气体的分压定律①混合气体的四个概念a 、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力；b 、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积c 、体积分数：φ=21v v d 、摩尔分数：xi=总n n i ②混合气体的分压定律a 、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和；某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比b 、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体c 、应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、4、气体扩散定律①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比：21u u =21p p =21M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离二、液体1、液体①蒸发气体与蒸发气压A、饱和蒸汽压：与液相处于动态平衡的气体叫饱和气，其气压叫做饱和蒸汽压简称饱和气；B、特点：a、温度恒定时为定值；b、气液共存时不受量的变化而变化；c、物质不同，数值不同②沸腾与沸点A、沸腾：当温度升高到蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾，液体沸腾时的温度叫做沸点；B、特点：a、沸点的大小与外界压力有关；外界压力等于101kPa时的沸点为正常沸点；b、沸腾是液体表面和内部同时气化的现象2、溶液①溶液与蒸汽压a、任何物质都存在饱和蒸汽压；b、纯物质的饱和蒸汽压只与物质本身的性质和温度有关；c、一定温度下饱和蒸汽压为常数；d、溶液蒸汽压的下降：△p=p纯液体-p溶液=K·m②溶液的沸点升高和凝固点的下降a、定量描述：沸点升高△Tb =Kb·m凝固点下降△Tf =Kf·m仅适用于非电解质溶液b、注意：①Tb 、Tf的下降只与溶剂的性质有关②Kb 、Kf的物理意义：1kg溶剂中加入1mol难挥发的非电解质溶质时，沸点的升高或凝固点下降的度数c、应用计算：i、已知稀溶液的浓度，求△Tb 、△Tfii、已知溶液的△Tb 、△Tf求溶液的浓度、溶质的分子量d、实际应用：i、制冷剂：电解质如NaCl、CaCl2ii、实验室常用冰盐浴：NaCl+H2O→22°CCaCl2+H2O→-55°Ciii、防冻剂：非电解质溶液如乙二醇、甘油等③渗透压a、渗透现象及解释：渗透现象的原因：半透膜两侧溶液浓度不同；渗透压：为了阻止渗透作用所需给溶液的额外压力b 、定量描述：Vant'Hoff 公式：∏V=nRT ∏=VnRT 即∏=cRT ∏为溶液的渗透压，c 为溶液的浓度，R 为气体常量，T 为温度。
无机化学(同济大学)
表1-4 几种溶剂的凝固点和凝固点降低系数
溶剂
Tf*/K
kf/
溶剂
(K·kg·mol-1)
Tf*/K
kf/
(K·kg·mol-1)
水 273.15
1.86
四氯 化碳
305.15
32
乙酸 289.85 3.90 乙醚 156.95 1.8
苯 278.65 5.12 萘 353.5 6.9
通过测量非电解质溶液的凝固点降低，可 计算出溶质B的摩尔质量。
渗透压：阻止溶剂分子通过半透膜进入
溶液所施加于溶液上方的额外压力，称为渗 透压。
= cBRT ——称为van’t Hoff方程
式中：
— 非电解质稀溶液的渗透压力，kPa
cB—B的物质的量浓度， mol·L-1 R — 摩尔气体常数，8.314 J·mol-1·K-1 T — 热力学温度，K 若水溶液的浓度很小，则cB≈bB ，
pB
nBRT V
分压定律： 混合气体的总压等于混合气体中各组分 气体分压之和。 p = p1 + p2 + 或 p = pB
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
p
n1RT V
n2RT V
n1 n2
RT
V
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nB RT V
p
nRT V
第一章 气体和溶液
§1.1 气体定律 §1.2 稀溶液的依数性
§1.1 气体定律
1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 气体的分压定律
1.1.1 理想气体状态方程
无机化学第一章+气体及稀溶液
单位
符号
长度 (l) 质量 (m) 时间 (t) 开尔文温度 (T) 物质的量 (n) 电流 (I) 光强度 (Iv)米m千克kg秒
s
开尔文
K
摩尔
mol
安培
A
坎德拉
cd
在化学中，前面六种单位是常用单位。
开尔文温度、华氏温度和摄氏温度的相互转换
• 摄氏温度 → 开尔文温度:
T (K ) t (o C) 273.15
2. 质量摩尔浓度
bB
=
溶质B的物质的量（mol） 溶剂的质量（kg）
单位: mol/kg
3. 摩尔分数
xB
nB n总
物质B的摩尔分数xB：混合物中物质B的 物质的量与混合物的总物质的量之比。
xi x j xk .... 1 混合物中各物质的摩尔分
数之和等于 1。
4. 质量百分比浓度：即100克溶液中所含溶质的克数， 用符号（wB/w）％表示。
中文称号 吉 兆 千 毫 微 钠 皮
国际称号 G M k m n p
此外还必须认识一些常用的非国际单位制单位
第二节 理想气体状态方程及其应用
一、理想气体
理想气体符合理想气体状态方程。
二、理想气体状态方程 pV = nRT R ---- 摩尔气体常数
在标准状况下（p = 101.325kPa, T = 273.15K）
解： 292K 时，p (H2O) = 2.20 kPa Mr (NH4NO2) = 64.04
n(N2)
pV RT
=
(97.8 2.20)kPa 4.16L 8.314J K-1 mol-1 292K
0.164
无机化学第一章气体
无机化学第一章气体
p1
n1 RT V
,
p2
n2 RT V
,
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
n =n1+ n2+
p
nRT V
无机化学第一章气体
分压的求解：
pB
nB RT V
p
nRT V
pB p
nB n
xB
pB
nB n
规律：各组分气体分别遵循理想气体状态方程。 即： PVB = nBRT
分体积定律：混合气体的总体积等于混合气体中
各组分气体的分体积之和。
V = V1 + V2 +
或
V = VB
无机化学第一章气体
V n1RT n2 RT
p
p
n1
n2
RT
p
nRT p
VB V
nB n
B
—称为组分B的体积分数
pB p
xB
VB V
B
,
VB B V
结论：某组分气体的分体积等于混合气体的总体 积和该组分气体的体积分数(摩尔分数)的乘积。
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g)
65.39g
1mol
m(Zn)=?
0.0964mol
m(Zn) =
65.39g 0.0964mol 1mol
= 6.30g
答：（略）
无机化学第一章气体
*1.2.2 分体积定律
分体积： 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组
份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力 时所占有的体积。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
相等。各自有其特点，可在一定条件下相互转化，气体最
简单。
气体的最基本特征：
具有可压缩性和扩散性
一、理想气体和真实气体
符合下面两条假定的气体，叫做理想气体： （1） 气体分子的自身体积可以忽略，分子可看成有 质量的几何点。 （2） 分子间的作用力可以忽略，分子与分子之间、 分子与器壁之间的碰撞，可认为是完全弹性碰撞 —— 无动能损失。
n1 RT n 2 RT V p p nRT RT n1 n2 p p
VB nB B —称为组分B的体积分数 V n pB VB xB B , VB B V p V
结论：某组分气体的分体积等于混合气体的总体 积和该组分气体的体积分数(摩尔分数)的乘积。
分压。在25℃下,用排水
集气法收集氢气，集气瓶中气体压力为98.70kPa（25℃时, 水的饱和蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反应中消
耗锌的质量。
解： T =(273+25)K = 298K
p= 98.70kPa V=2.50L 298K时，p(H2O)=3.17kPa Mr (Zn)=65.39
问题：R取值受哪些因素影响？分别取何值？
R ---- 其值和单位随P、V的单位而异，但一般取值为 R = 8.314 kPa L mol-1 K-1
= 8.314 Pa m3 mol-1 K-1
= 8.314 J mol-1 K-1
1.1.2 理想气体状态方程的应用
nNH3 p( NH3 ) p n
0.320 133 .0kPa 35.5kPa 1.200
n(O 2 ) p (O 2 ) p n
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2)= p - p(NH3) - p(O2) = (133.0 - 35.5 - 20.0)kPa = 77.5kPa 答：（略）
在低压高温下，真实气体气体分子自身的体积远远小
于气体占有的体积；分子间的平均距离相当大，分子间作 用力比较小。
低压下高温的真实气体很接近理想气体。
故理想气体的这种假定是有实际意义的。
二、理想气体状态方程
Boyle 定律
n，T 一定时 Charles 定律 n，p 一定时 Avogadro 定律 p，T 一定时 V n V T V 1/p
= 6.30g 答：（略）
*1.2.2
分体积定律
分体积： 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组 份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力 时所占有的体积。 规律：各组分气体分别遵循理想气体状态方程。 即： PVB = nBRT
分体积定律：混合气体的总体积等于混合气体中 各组分气体的分体积之和。 V = V1 + V2 + 或 V = VB
第一篇
化学反应原理
气 体
第一章
§1.1 理想气体状态方程
§1.2 气体混合物
*§1.3 气体分子运动理论 §1.4 真实气体
§1.1 理想气体状态方程
1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 理想气体状态方程的应用
1.1.1 理想气体状态方程
物质通常的聚集状态：
气、液、固三种，此外还有液晶、等离子体、流变
即
PBV = nBRT
分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组 分气体分压之和。 p = p1 + p2 +
或
p = pB
n1 RT p1 , V
n 2 RT p2 , V
n1RT n2 RT RT p n1 n2 V V V
n =n1+ n2+
p nRT V
分压的求解：
pB
n B RT V
nRT p V
pB nB xB p n nB pB p xB p x B 组分B的摩尔分数 n
结论：某组分气体的分压等于混合气体的总压 和该组分气体的摩尔分数的乘积。
例题：某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。取样
分 析 后 ， 其 中 n(NH3)=0.320mol ， n(O2)=0.180mol ， n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组 分气体的分压。
解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2) = 0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
=m/V
pM = RT
当 P—kPa、M—g/mol、T—K R—JK-1mol-1 = Pa m3 K-1mol-1 = kPa L K-1mol-1
则 ρ— g/L
§1.2 气体混合物
1.2.1 分压定律
*1.2.2
分体积定律
1.2.1 分压定律
组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组 分气体。 分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相 同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。 规律：各组分气体分别遵循理想气体状态方程。
1. 计算p，V，T，n 中的任意物理量
pV = nRT
用于温度不太低，压力不太高的实际气体。
2. 确定气体的摩尔质量
pV nRT
m pV RT M
m n M
m RT M pV
M = Mr gmol-1
Mr — 分子量
3. 确定气体的密度
m RT M pV RT M p
密度（ρ）的单位：
(98.70 3.17)kPa 2.50L n(H2) = 8.314J K -1 mol -1 298K
=0.0964mol
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g) 65.39g 1mol
m(Zn)=?
m(Zn) =
0.0964mol
65.39g 0.0964mol 1mol
综合以上三式，得
nT V p
以 R 做比例系数，比例式 V V= nRT p
nT p
则变成等式
得
pV = nRT
此式即为理想气体状态方程。
若压力 p 的单位为 Pa，体积 V 的单位为 m3，温度 T 的单 位为 K，物质的量 n 的单位为 mol ，
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1 R 称为摩尔气体常数。