第二章 化学基础知识汇总

机
积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
化
学 电
pB
nBRT V
（表达式之一）
子 教
内容：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。
案
p = p1 + p2 +
或 p = pB
（表达式之二）
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
无
机 化
n =n1+ n2+
学 分压的求解：
电
子 教
pB
沸点，了解晶体的外形及内部结构。
§2-1 气体
2.1.1 理想气体的状态方程
无
机
2.1.2 实际气体状态方程
化
学 电
2.1.3 混合气体的分压定律
子
教
2.1.4 气体扩散定律
案
2.1.5气体分子的速率分布和能量分布
2.1.1理想气体的状态方程
气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性。
理想气体 概念：
nT
1.0mol 273.15K
8.314Pa m3 mol1 K1 8.314 J mol1 K1
3. 应用
➢ 计算 p，V，T，n 四个物理量之一。
pV = nRT, 用于温度不太低，压力不太高的真实气体。
无
机 化
➢ 计算气体的摩尔质源自文库。
学
电
pV nRT
子
n m M
教
案
pV m RT
无 式仅在足够低的压力下 机 化 适合于真实气体。
学 电 子
产生偏差的主要原 因是：
教 ①气体分子本身的体积 案 的影响；
②分子间力的影响。
因此状态方程修正为
P
an2 V2
(V
nb)
nRT
范德华方程式 (1873)
无 机 化 学
P内
a
n V
2
分子间吸引力正比于(n/V)2，即 P内 = a(n/V)2, 则 pideal = preal+a(n/V)2
nB RT V
案
pB p
nB n
xB
x B B的摩尔分数
p
nRT V
p
nRT V
pB
nB n
p xB p
分压定律的应用
无 机 化 学 电 子 教 案
例: 可以用亚硝酸铵受热分解的方法制取纯氮气。反应如下：
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 如果在19℃、97.8 kPa下，以排水集气法在水面上收集到
无
的氮气体积为4.16 L，计算消耗掉的亚硝酸铵的质量。
机
(该温度下水的饱和蒸汽压为 p(H2O) = 2.20 kpa)
化
学 电
解： pN2 p pH2O 97.8 2.2 95.6kPa
子 教 案
nN2
pN
V
2
RT
95.6 103 4.16 103 8.314 (273 19)
0.164mol
无 ➢ 分子体积与气体体积相比可以忽略不计
机 化
➢ 分子之间没有相互吸引力
学 ➢ 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失 电
子 人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为理想气体。
教
案 气体模型，高温低压下的实际气体接近于理想气体
➢ 分子自身体积与气体体积相比可以忽略 ➢ 分子间的作用力微不足道
无机化学
无
机
化
第二章：化学基础知识
学
电
子 教
Chapter 2 Rudimentary
案
Knowledge of Chemistry
基本内容和重点要求
§2-1 气体
无
机 化
§2-2 液体和溶液
学
电 子
§2-3 固体
教
案
了解气体及气体分子的运动，掌握气体分压定律、
稀溶液依数性，气体扩散定律，理解液体蒸发、液体的
电
a是与分子引力有关的常数
子
教
案 Videal＝ V-nb
等于气体分子运动的自由空间
b 是1mol气体分子自身的体积。
a，b 统称为van der waals常数。
2-1-3混合气体分压定律(1801年Dalton)
组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。
无 分 压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体
无 解：n，T一定时，P1V1=P2V2
机 化 学
N2的分压为
P(N2
)
3.33104
0.2 0.3
2.22
104
Pa
电 子
O2的分压为 P(O2 ) 4.67 104 Pa
教 案
总压力为 P P(N2 ) P(O2 ) 6.89 104 Pa
NH4NO2 (s) 2 H2O(g) + N2 (g)
m(NH4NO2 ) 64.04 0.164 10.5g
（3）*气体分体积定律（选讲）
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。
无 机
VB
nBRT p
T，P不变
化 学
V = V1 + V2 +
M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
➢ 计算气体的密度。
M mRT pV
=m/V
无
机 化
M RT
学
p
电
pM
RT
子 教
单位：标准单位 m：kg；M： kg/mol
案
1 M1 2 M2
(T, P)
2.1.2 实际气体状态方程(1873,Van der Walls)
理想气体状态方程
（1）理想气体的状态方程式
1. 在描述气体状态时，常用以下物理量：
无
机
气体物质的量（n）——单位（mol）
化
学 电
气体的体积（V）——指气体所在容器的体积，m3
子
教
气体的压强（p）——气体分子无规则运动时，对器壁发
案
生碰 而产生了 气体的压强，Pa
气体的温度（T）——热力学温度，K
2. 经验定律
通常写成 pV = nRT 理想气体状态方程
无
R---- 摩尔气体常数
机 化
在STP下，p = 101.325kPa, T = 273.15K，n = 1.0 mol时,
学 电
Vm= 22.414 L = 22.414×10-3 m3
子 教
R pV 101325Pa 22.414 103m3
案
波义尔定律：当 n 和 T 一定时，气体的V与p成反比
无
V 1/p
(1)
机 查理-盖吕萨克定律： n 和 p 一定时，V与T成正比
化
学
VT
(2)
电 子
阿佛加德罗定律：p 与 T 一定时，V 和 n 成正比
教
Vn
(3)
案 以上三个经验定律的表达式合并得
V nT/p
(4)
实验测得比例系数为 R，则 V = nRT／ p
或
V VB
电
B
子 教 案
V
n1RT p
n2 RT p
Vi
(n1
n2
)
RT p
nRT p
VB V
nB n
B
VB VB
: 称为B的体积分数
﹡例 在298K时，将压力为3.33×104 Pa的N2 0.2 L和压力为 4.67×104 Pa的O2 0.3 L移入0.3 L的真空容器中。问混合气体 中各组分气体的分压力、分体积和总压力是多少？