气体的临界常数及在水中的溶解度

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气体溶解实验研究气体在溶液中的溶解度

气体溶解实验研究气体在溶液中的溶解度气体的溶解度是指在一定温度和压力条件下，气体分子在溶液中溶解的程度。

研究气体在溶液中的溶解度对于理解物质的溶解行为以及应用于化学工业等领域具有重要意义。

在化学实验室中，我们可以通过一些简单的实验来研究气体的溶解度。

一种常见的实验是研究二氧化碳在水中的溶解度。

首先，我们需要准备两个玻璃容器，一个装满水，另一个置入玻璃纸片和少量的洗洁精。

将纸片浸湿并挂在容器内壁上，然后高度标记两个容器。

接下来，我们用一个吸管将二氧化碳气体从气瓶中抽出，并快速地用塞子封住封有洗洁精的容器。

在实验开始前，记录下容器内二氧化碳气体的压强。

随后，我们可以观察到纸片上的气泡开始冒出，并逐渐增多。

通过观察气泡的数量和大小，我们可以推测二氧化碳在水中的溶解度。

此外，实验中我们还可以通过改变温度和压强来研究气体在溶液中的溶解度。

根据沙斯顿定律，气体溶解度与温度成反比，因此在不同温度下进行实验可以观察到不同的溶解度。

同样地，改变气体的压强也可以影响气体的溶解度。

根据亨利定律，气体溶解度与气体分压成正比。

因此，通过改变压强，我们可以探究气体在不同条件下的溶解度差异。

值得注意的是，气体溶解度还受到其他因素的影响，比如溶液的成分和pH值。

对于不同的气体和溶剂，有不同的溶解度。

例如，氧气在水中的溶解度大约是氮气的三倍。

另外，当溶液的pH值改变时，气体溶解度也会受到影响。

比如，二氧化碳在碱性溶液中的溶解度比在酸性溶液中高。

通过深入研究气体在溶液中的溶解度，我们可以更好地理解溶解现象，并在实际应用中发挥积极作用。

例如，在矿泉水工业中，了解二氧化碳在水中的溶解度有助于调整饮料的气味和口感。

此外，在环境领域中，了解氧气在水中的溶解度可以帮助我们更好地监测水体中的氧气含量，从而评估水质的好坏。

总之，气体溶解实验是一种研究气体在溶液中溶解度的重要方法。

通过改变温度、压强以及溶液的成分和pH值等因素，我们可以更深入地了解气体溶解的规律。

氨的物理特性

稳定性：稳定
危险标记6(有毒气体)
气体常数：49.78
1
名称
氨
2
化学式
NH3
3
CAS注册号
7664-41-7
4
相对分子质量
17.031
5
熔点
195.41K，-77.74℃，-107.9tm)
239.72K，-33.43℃，-28.17oF
7
临界温度
405.65K，-132.5℃，-270.5oF
25×10-6(φ)
---
41
自燃点
651.1℃，1204oF
42
燃烧热，25℃(77oF)气态时
18603.1kj/kg，7999.3BTU/1b
43
美国政府工业卫生工作者会议(ACGIH)阈值浓度
25×10-6(φ)
44
美国职业安全与卫生管理局(OSHA)允许浓度值
50×10-6(φ)
45
美国国立职业安全与卫生研究所(NIOSH)推荐浓度值
-45.9kj/mol
28
气体摩尔吉布斯生成能，25℃时
-16.4kj/mol
29
溶解度参数
29.217(j/cm3 )0.5
30
液体摩尔体积
24.993cm3 /mol
31
在水中的溶解度，25℃时
全溶
32
辛醇-水分配系数，lgKow
---
33
在水中的亨利定律常数，25℃时
---
34
气体黏度，25℃时
19
熔化热，熔点下
332.16kj/kg，142.83BTU/1b
20
气体定压比热容cp，25℃时
2.112kj/(kg? k)，0.505BTU/(1b·R)

真实气体的液化及临界参数

对应状态原理：当不同气体有两个对比参数相等时，第三个对比
参数也将(大致)相等。
3. 普遍化压缩因子图
将对比参数引入压缩因子，有：
Z
pVm RT
pcVm,c RTc
prVr Tr
Zc
prVr Tr
Zc 近似为常数（Zc 0.26~0.29 ) 当pr , Vr , Tr 相同时，Z大致相同，
Z = f (Tr , pr ) 适用于所有真实气体
•
(0.035+0.025)×8.314×373.15
=
Pa
2.0×10-3
•
• =93.07kPa < 101.325kPa
• 所以H2O肯定为气态 • 定T，pB < pB*，B液体蒸发为气体至pB = pB*
2. 临界参数
由表1.3.1可知：p*=f (T) T ，p*
当T＝Tc 时，液相消失，加压不再可使气体液化。临界温度 (Tc或tc)：使气体能够液化所允许的最高温度
Z
Vm ห้องสมุดไป่ตู้m
真实理想
理想气体 Z＝1 真实气体 Z < 1 ：比理想气体易压缩
Z > 1 ：比理想气体难压缩
在一定的T，p下，某真实气体的Vm，真实大于理想气体的Vm，理想，则该气体的压缩因子Z（）
a. >1 b. <1 c. =1 d. 无法判断
答案：a
临界点时的 Zc :
Zc
pcVm,c RTc
a. 气 b. 液 c. 气-液两相平衡 d. 无法确定其状态
答案：a
3. 真实气体的 p-Vm 图及气体的液化
三个区域： T > Tc T < Tc T = Tc

化学实验：气体的溶解度与溶解动力学

气体溶解度与压力、温度的关系
气体溶解度与压力的关系：随着压力的增加，气体溶解度也增加。
气体溶解度与温度的关系：随着温度的升高，气体溶解度降低。
压力对气体溶解度的影响：压力越大，气体溶解度越高。
温度对气体溶解度的影响：温度越高，气体溶解度越低。
溶解动力学
第二章
溶解动力学的定义
实验结果分析
实验数据记录：准确记录实验过程中的各项数据，包括气体溶解度、溶解速率等。
数据处理：对实验数据进行整理、计算和分析，得出有意义的结果。
结果分析：根据实验结果，分析气体溶解度与溶解动力学之间的关系，探究影响气体溶解度的因素。
结论总结：总结实验结果，得出结论，并与理论进行比较，验证理论的正确性。
实验注意事项
第五章
安全注意事项
实验前必须穿戴好防护眼镜、实验服等个人防护用品
实验室内严禁吸烟、饮食和带入火种
实验中要保持室内通风良好，防止中毒和爆炸事故发生
实验后要及时清理实验现场，确保安全卫生
实验误差分析
气体纯度误差：气体不纯会影响溶解度，导致实验结果偏离真实值
温度误差：温度波动会影响溶解度，导致实验结果不准确
溶解动力学是研究物质在溶剂中的溶解速率和溶解过程的学科。溶解动力学主要关注溶解过程中的速率控制步骤和机理。溶解动力学对于理解物质溶解过程的本质和规律，以及优化溶解过程具有重要意义。溶解动力学可以通过实验测定和理论计算等方法进行研究。
溶解速率的影响因素
温度：温度越高，溶解速率越快压力：压力越大，溶解速率越快搅拌：搅拌可以增加溶质与溶剂的接触面积，从而提高溶解速率溶质与溶剂的相互作用：溶质与溶剂的相互作用也会影响溶解速率

气体溶解度排序

气体的溶解度通常指的是该气体在一定温度和压力下，能够溶解在单位体积溶剂中的最大量。

一般来说，气体的溶解度会随着温度的升高而降低，随着压力的增大而增大。

不同的气体在相同条件下的溶解度也会有所不同。

以下是一些常见气体在水中的溶解度大小排序（在常温、常压条件下）：1.氨气（NH3）：氨气在水中的溶解度非常大，大约是1 体积的水
可以溶解700 体积的氨气。

2.二氧化硫（SO2）：二氧化硫在水中的溶解度也比较大，大约是1
体积的水可以溶解40 体积的二氧化硫。

3.氯化氢（HCl）：氯化氢在水中的溶解度较大，大约是1 体积的
水可以溶解500 体积的氯化氢。

4.二氧化碳（CO2）：二氧化碳在水中的溶解度适中，大约是1 体
积的水可以溶解1 体积的二氧化碳。

5.氧气（O2）：氧气在水中的溶解度较小，大约是1 体积的水可
以溶解0.03 体积的氧气。

6.氮气（N2）：氮气在水中的溶解度非常小，大约是1 体积的水可
以溶解0.02 体积的氮气。

需要注意的是，气体的溶解度会受到温度、压力、溶剂种类等因素的影响，因此在不同条件下，气体的溶解度大小可能会有所不同。

如何判断气体在水中的溶解度

如何判断气体在水中的溶解度气体溶解度是指单位体积溶液中溶解气体的量，通常用摩尔分数或体积分数表示。

判断气体在水中的溶解度可以通过实验或计算来完成。

以下是一些常用的方法和技巧来判断气体在水中的溶解度。

实验方法：1. 饱和溶解度实验：将一定体积的水置于密闭容器中，加入少量待测气体，并充分搅拌，使其达到饱和状态。

然后通过测量溶液中气体的分压、体积或其他物理性质的变化来得到溶解度的数值。

一般情况下，饱和溶解度实验可以通过气体压力法、量热法等不同的实验方法来进行。

2. 溶解度曲线法：将一定质量的溶质在不同温度下溶解在一定质量的水中，测量溶解质的质量或体积，并绘制溶解度与温度的图像。

根据溶解度曲线的变化趋势，可以判断气体在水中的溶解度随温度的变化规律。

计算方法：1. Henry定律：Henry定律指出，在一定温度下，气体的溶解度与其分压成正比。

根据Henry定律，可以通过测量气体在水中的分压和溶液中气体的浓度，来计算气体的溶解度。

2. Raoult定律：Raoult定律适用于能够互相溶解的液体混合物。

当液体中同时存在溶质和溶剂时，Raoult定律描述了溶质分子和溶剂分子的相互作用关系。

根据Raoult定律，可以通过测量气体在水中的摩尔分数和溶液中的总体积，来计算气体的溶解度。

3. Van't Hoff因子：Van't Hoff因子描述了溶液中电离物质数量与化学物质数量之间的关系。

对于电解质溶液来说，气体溶解度的计算需要考虑Van't Hoff因子，因为电离后的离子会影响气体在水中的溶解度。

综合应用实验和计算方法可以获得较为准确的气体溶解度。

但需要注意的是，在实际应用中，溶解度可能会受到其他因素的影响，如溶质之间的相互作用、溶剂的性质以及溶解条件（如温度、压力等）。

因此，在判断气体在水中的溶解度时，需要综合考虑多种因素，并结合实验和计算方法来进行。

总结：通过实验和计算方法可以判断气体在水中的溶解度。

气体溶解度

气体的溶解度气体的溶解度大小，首先决定于气体的性质，同时也随着气体的压强和溶剂的温度的不同而变化。

例如，在20℃时，气体的压强为101 kPa，1 L水可以溶解气体的体积是：氨气为702 L，氢气为0.018 19 L，氧气为0.031 02 L。

氨气易溶于水，是因为氨气是极性分子，水也是极性分子，而且氨气分子跟水分子还能形成氢键，发生显著的水合作用，所以，它的溶解度很大；而氢气、氧气是非极性分子，所以在水里的溶解度很小。

当压强一定时，气体的溶解度随着温度的升高而减小。

这一点对气体来说没有例外，因为当温度升高时，气体分子运动速率加大，容易自水面逸出。

当温度一定时，气体的溶解度随着气体的压强的增大而增大。

这是因为当压强增大时，液面上的气体的浓度增大，因此，进入液面的气体分子比从液面逸出的分子多，从而使气体的溶解度变大。

而且，气体的溶解度和该气体的压强(分压)在一定范围内成正比(在气体不跟水发生化学变化的情况下)。

例如，在20℃时，氢气的压强是101 kPa，氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L；同样在20℃，在2×101 kPa时，氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L×2＝0.036 38 L。

气体的溶解度有两种表示方法，一种是在一定温度下，气体的压强(或称该气体的分压，不包括水蒸气的压强)是101 kPa时，溶解于1体积水里，达到饱和的气体的体积(并需换算成在0 ℃时的体积)，即这种气体在水里的溶解度。

另一种气体的溶解度的表示方法是，在一定温度下，该气体在100 g水里，气体的总压强为101 kＰa(气体的分压加上当时水蒸气的压强)所溶解的质量，用这种方法表示气体的溶解度就可和教材中固体溶解度的定义统一起来。

气体物质的溶解性和溶解度的关系固体物质的溶解度1．概念在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

第03章海水中的溶解气体(琼)

第三节
海洋中的溶解氧
海洋中的溶解氧
海洋中氧的来源
海水中氧的消耗过程
水体中氧的消耗量表示法
海洋中的无氧区
大洋海水中氧的分布中国近海溶解氧的分布
海洋中氧的来源
大气输送大气中的O2通过海－空交换进入海洋表层，在海洋表层通过涡动扩散及对流作用，将表层的富氧水带入海洋内部及深层。光合作用海洋真光层中植物光合作用产生的O2是海洋中氧的重要来源之一。植物中的叶绿素在日光照射下，将 CO2和H2O合成为碳水化合物，同时释放出O2。
海水中气体溶解度关系式
• Herry定律仅表示了气体溶解度与气体分压的关系，
无法表示气体溶解度与温度、盐度之间的关系；
• 对于某一大气气体成分（不变成分），如果大气压
力取标准大气压（即1 atm，为101,325Pa），则气
体分压就被确定。气体溶解度为温度和盐度的函数
海水中气体分压
分压的概念可应用与溶存于水体中的各种气体由Henry定律 cG* =KG-1·pg
C ' g C l dG DG .A dt
式中：DG为气体G的分子扩散系数；
cl为液相本体中该气体的浓度，与Pl相对应， cl =KG-1·pl c’g为薄层与气相交界处的浓度，与pg相对应,
C ' g C l
·
c’g =KG-1·pg

−为扩散层内气体G的浓度梯度
பைடு நூலகம்
影响气体交换速率的因素
间。对于一般环境条件通常取0.01 cm进行计
算（大概相当105个分子厚度），风速增大，
表面扰动加剧，扩散层有效厚度减少
影响气体交换速率的因素
风速增大导致扩散层有效

气态液态临界值计算公式

气态液态临界值计算公式气态液态临界值是指物质在临界点时，气态和液态之间的临界条件。

在这种条件下，气态和液态之间的区别变得模糊，物质的性质也会发生变化。

因此，对于许多工程和科学领域来说，确定气态液态临界值是非常重要的。

而计算气态液态临界值的公式则是帮助我们更准确地进行相关研究和应用的重要工具。

气态液态临界值的计算公式通常是基于物质的性质和状态方程来推导的。

在研究中，我们通常使用状态方程来描述气体和液体的性质，其中最常用的状态方程是范德瓦尔斯方程。

范德瓦尔斯方程可以描述气体和液体的压力、体积和温度之间的关系，因此可以用来推导气态液态临界值的计算公式。

范德瓦尔斯方程的一般形式为：(P + a/V^2)(V b) = RT。

其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，T表示气体的温度，a和b分别是范德瓦尔斯方程的两个参数，R为气体常数。

通过对范德瓦尔斯方程进行分析和推导，我们可以得到气态液态临界值的计算公式。

在这里，我们以氢气为例来说明气态液态临界值的计算过程。

首先，我们需要确定氢气的范德瓦尔斯参数a和b。

根据实验数据和理论分析，可以得到氢气的a和b的数值。

然后，我们可以将这些数值代入范德瓦尔斯方程，并将方程中的压力P、体积V和温度T分别表示为Pc、Vc和Tc，即气态液态临界值的压力、体积和温度。

通过对范德瓦尔斯方程进行简化和求解，我们可以得到气态液态临界值的计算公式：Pc = a/27b^2。

Vc = 3b。

Tc = 8a/27bR。

其中，Pc表示气态液态临界值的压力，Vc表示气态液态临界值的体积，Tc表示气态液态临界值的温度，a和b分别是范德瓦尔斯参数，R为气体常数。

通过这些计算公式，我们可以方便地计算出气态液态临界值，从而更准确地进行相关研究和应用。

这些计算公式也为工程和科学领域的相关工作提供了重要的参考和指导，有助于我们更好地理解和利用气态液态临界值的性质和特点。

总之，气态液态临界值的计算公式是非常重要的工具，它可以帮助我们更准确地进行相关研究和应用。

临界温度和临界压力

临界温度和临界压力因为任何气体在一点温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使在增加多大的压力也不能液化，这个温度叫临界温度，在这一温度下最低的压力就叫做临界压力，例如：水的临界温度为374.15℃，临界压力为225.65kgf/cm2;,氨的临界温度为132.4℃，临界压力为115.2kgf/cm2;。

通常我们所见到的物质常以三种形态存在，即固体、液体和气体。

形态是物质的一种属性，不同物质的形态有所不同，如铁是固体，水是液体，空气是气体等。

一种物质所具有的形态与其所存在的客观条件有关，并非永恒不变。

例如，在一般情况下二氧化碳是气体，但在一定的低温和一定压力下也可以是液体或固体（俗称干冰）。

其它物质的形态也同样随着外界条件的变化而改变。

气体变成液体的过程叫做气体的液化。

对气体能否变成液体的问题是有个认识过程的。

早在19世纪以前，曾认为气体本质上就是气体，不能使之改变。

只是在19世纪20年代，人们才成功地用加大压力的办法做氨气、氯气、二氧化碳及其它一些气体变成液体。

但是还有许多其它气体（如组成空气的主要成分——氮气和氧气），虽然作了很大努力，也不能使之液化。

因此，人们曾错误地认为当时还不能液化的这些气体是“永久气体”，这种形而上学的观点，阻碍了人们进一步研究如何使空气液化的工作。

随着科学的不断发展，人们逐渐认识到：组成物质的分子间都存在相互吸引和相互排斥的两种作用力，当分子间相互排斥力＞分子间相互吸引力时，物质的气体；当分子间的相互吸引力＞分子间的相互排斥力或至少等于排斥力的时候，气体才有可能转变为液体。

分子间的相互吸引作用，实际上可以认为不依赖于温度；相反，由分子的相互撞击而引起互相排斥作用则强烈地依赖于温度，所以只有当气体的温度降低到一定程度时，才有可能使分子间的吸引作用≥分子间的排斥作用。

即才有可能使气体变为液体。

这种使分子间的吸引作用等于分子间的排斥作用时，所许可存在的最高温度叫做该气体的临界温度。

溶解度的概念

溶解度溶解度，在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度1．固体及少量液体物质的溶解度是指在一定的温度下，某固体物质在100克溶剂里（通常为水）达到饱和状态时所能溶解的质量（在一定温度下，100克溶剂里溶解某物质的最大量），用字母S表示，其单位是“g/100g水”。

在未注明的情况下，通常溶解度指的是物质在水里的溶解度。

2．气体的溶解度通常指的是该气体（其压强为1标准大气压）在一定温度时溶解在1体积水里的体积数。

也常用“g/100g溶剂”作单位（自然也可用体积）。

3．特别注意：溶解度的单位是克(或者是克/100克溶剂)而不是没有单位。

在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中溶解的最高量。

一般以100克溶剂中能溶解物质的克数来表示。

一种物质在某种溶剂中的溶解度主要决定于溶剂和溶质的性质，即溶质在溶剂的溶解平衡常数。

例如，水是最普通最常用的溶剂，甲醇和乙醇可以任何比例与水互溶。

大多数碱金属盐类都可以溶于水；苯几乎不溶于水。

溶解度明显受温度的影响，大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大；气体物质的溶解度则与此相反，随温度的升高而降低。

溶解度与温度的依赖关系可以用溶解度曲线来表示。

氯化钠NaCl的溶解度随温度的升高而缓慢增大，硝酸钾KNO3的溶解度随温度的升高而迅速增大，而硫酸钠Na2SO4的溶解度却随温度的升高而减小。

固体和液体的溶解度基本不受压力的影响，而气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比。

物质的溶解度对于化学和化学工业都很重要，在固体物质的重结晶和分级结晶、化学物质的制备和分离、混合气体的分离等工艺中都要利用物质溶解度的差别在一定温度下，某物质在100g溶剂里达到饱和状态（或称溶解平衡）时所溶解的克数，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

在一定温度和压强下，物质在一定量的溶剂中溶解的最大量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

溶解度和溶解性是一种物质在另一种物质中的溶解能力，通常用易溶、可溶、微溶、难溶或不溶等粗略的概念来表示。

高考化学知识点总结：气体的溶解性

高考化学知识点总结：气体的溶解性如在0℃、1个标准大气压时1体积水能溶解0.049体积氧气，此时氧气的溶解度为0.049。

气体的溶解度除与气体本性、溶剂性质有关外，还与温度、压强有关：其溶解度一般随着温度升高而减少。

由于气体溶解时体积变化很大，故其溶解度随压强增大而显着增大。

关于气体溶解于液体的溶解度，在1803年英国化学家威廉·亨利，根据对稀溶液的研究总结出一条定律，称为亨利定律。

1一、气体的溶解性知识点(1)气体的溶解性①常温极易溶解的NH3[1(水):700(气)]HCl(1:500)还有HF，HBr，HI，甲醛(40%水溶液—福尔马林)。

②常温溶于水的CO2(1:1)Cl2(1:2)H2S(1:2.6)SO2(1:40)③微溶于水的O2，O3，C2H2等④难溶于水的H2，N2，CH4，C2H2，NO，CO等。

1二、一些气体的溶解度1、气体的溶解平衡是指在密闭容器中，溶解在液体中的气体分子与液体上面的气体分子保持平衡。

溶解达平衡时，气体在液体中的浓度就是气体的溶解度。

通常用1体积液体中所能溶解气体的体积表示。

表1-1是一些气体在水中的溶解度。

表1－1一些气体在水中的溶解度温度/℃O2H2N2CO2HCLNH300.04890.02150.02351.7135071176200.03100.01820.0155 0.878442702300.02610.01700.01340.665413586(28℃)350.02440.01670.01260.59 2————从表1-1中可以明显地看出，温度升高，气体的溶解度减小。

也可以看出，不同的气体在水中的溶解度相差很大，这与气体及溶剂的本性有关。

H2，O2，N2等气体在水中的溶解度较小，因为这些气体在溶解过程中不与水发生化学反应，称为物理溶解。

2、CO2，HCL，NH3等气体在水中的溶解度较大，因为这些气体在溶解过程中与水发生了化学反应，称为化学溶解。

常用的气体溶解度计算公式

常用的气体溶解度计算公式气体溶解度是指气体在液体中溶解的程度，通常用单位体积的液体中溶解的气体的质量或体积来表示。

气体溶解度的计算对于许多领域都具有重要意义，比如在化工生产、环境保护、药物制备等方面都需要对气体溶解度进行准确的计算和预测。

在实际应用中，我们常用一些常用的气体溶解度计算公式来进行计算和预测。

一、亨利定律。

亨利定律是描述气体在液体中溶解度的一个基本规律。

亨利定律的数学表达式为：P = k·C。

其中，P表示气体在液体中的分压，k为亨利常数，C表示气体在液体中的浓度。

亨利定律适用于低溶解度的气体在液体中的溶解情况。

当液体中的溶解度较高时，亨利定律不再适用。

亨利定律可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随温度、压力的变化规律。

二、伦道尔定律。

伦道尔定律是描述气体在液体中溶解度与压力的关系的一个定律。

伦道尔定律的数学表达式为：C = k·P。

其中，C表示气体在液体中的浓度，k为伦道尔常数，P表示气体的分压。

伦道尔定律适用于气体在液体中的高溶解度情况。

当气体在液体中的溶解度较低时，伦道尔定律不再适用。

伦道尔定律可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随压力的变化规律。

三、亨利-伦道尔定律。

亨利-伦道尔定律是亨利定律和伦道尔定律的综合应用，描述了气体在液体中溶解度与温度、压力的关系。

亨利-伦道尔定律的数学表达式为：C = k·P·H(T)。

其中，C表示气体在液体中的浓度，k为亨利-伦道尔常数，P表示气体的分压，H(T)表示与温度有关的函数。

亨利-伦道尔定律适用于气体在液体中的各种溶解度情况，可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随温度、压力的变化规律。

四、温度和压力对气体溶解度的影响。

在实际应用中，气体在液体中的溶解度受到温度和压力的影响。

一般来说，随着温度的升高，气体在液体中的溶解度会减小；而随着压力的增大，气体在液体中的溶解度会增大。

物理化学(齐鲁工业大学)智慧树知到答案章节测试2023年

绪论单元测试1.下面哪一个定律是研究化学反应的方向和限度问题？A:热力学第一定律B:热力学第零定律C:热力学第三定律D:热力学第二定律答案:D2.物理化学的研究内容涉及到宏观、微观及介观物质。

A:错B:对答案:B第一章测试1.在临界状态下，任何真实气体的宏观特征为气液两相不可区分。

A:对B:错答案:A2.某实际气体的状态方程为pVm = RT+ap,式中a为大于零的常数，此气体偏离理想气体的主要微观原因是分子本身占有体积。

A:对B:错答案:A3.有A、B两种气体，其临界温度Tc,A>Tc,B，其临界压力pc,A<pc,B，则A比B更易液化；同溫同压下A气体的压缩因子更趋近于1。

A:错B:对答案:A4.恒温100°C下，在一个带有活塞的气缸中装有3.5mol的水蒸气，当缓慢压缩到压力为100kPa时，才可能有水滴出现。

A:错B:对答案:A5.在一个密闭容器里放有足够多的某纯液体物质，在相当大的温度范围内皆存在气（g）、液(l)两相平衡。

当温度逐渐升高时液体的饱和蒸汽压P*变大，则饱和蒸气的摩尔体积Vm(g)变小。

A:对B:错答案:A6.由A(g)和B(g)形成的理想气体混合系统，p=pA+pB,V=VA+VB,n=nA+nB，下列各式中只有（）是正确的。

A:pVA=nARTB:pBVB=nBRTC:pAVA*=nARTD:pBV=nBRT答案:D7.在温度恒定为373.15K,体积为2.0dm3的容器中含有0.035mol的水蒸气。

若向上述容器中加入0.025mol的液态水，则容器中的H2O必然是：A:液态B:气态C:气-液两相平衡D:无法确定其相态答案:A8.27℃时，已知钢瓶中某物质的对比温度为9.19，则瓶中物质肯定是：A:液体B:固体C:气体D:无法确定答案:C9.真实气体的压缩因子ZA:易液化B:易被压缩C:难液化D:难被压缩答案:B第二章测试1.当反应 2NH3 = N2 + 3H2 的反应进度△ξ= 1mol时，它表示系统中（）A:有1mol NH3已参加了反应B:反应已进行完全而系统中只有生成物存在C:有1mol N2和3mol H2已参加了反应D:有1mol 2NH3变成1mol N2和1mol 3H2答案:D2.双原子理想气体的热容商γ= Cp/Cv为（）A:2.50B:2.00C:1.67D:1.40答案:D3.一定量的理想气体由同一始态出发，分别经恒温可逆和绝热可逆膨胀到相同的终态压力时，终态体积谁大( )A:V恒温> V绝热B:V恒温< V绝热C:V恒温= V绝热D:无法判定答案:A4.常压下一化学反应△rCp = 0 , 则有 ( )A:△rHm不随温度变化B:△rHm随温度升高而增大C:△rHm随温度升高而降低D:△rHm变化无规则答案:A5.实际气体节流膨胀后（）A:Q=0，ΔH=0，ΔTB:Q=0，ΔHC:Q=0，ΔH=0，ΔpD:Q答案:C6.下列说法正确的是（）A:自发过程均使系统的熵值增加B:凡是熵增加过程，必定是自发过程C:从系统的熵增加，不能判断过程的自发性D:自发过程均使环境的熵值增加答案:C7.1mol液体苯在298 K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264 kJ⋅mol - 1，则其等压燃烧焓为( ) kJ⋅mol-1A:–3268B:3268C:3264D:–3265答案:A8.单组分、单相封闭体系中，焓值在恒压只做膨胀功的条件下，随温度的升高将如何变化？( )A:△HB:△H>0C:△H=0D:不一定答案:B9. = 常数(γ = Cp,m/CV,m)适用的条件是：（）A:绝热可逆过程B:理想气体绝热过程C:绝热过程D:理想气体绝热可逆过程答案:D10.方程式适用于下列那些过程（ )A:C(石墨)↔┴(平衡) C(金刚石)B:Hg_2 “C” “l” _2 (s)↔┴(平衡) “2HgCl”(g)C:I_2 (s)↔┴(平衡) I_2 (g)D:N_2 (g,T_1,p_1)→N_2 (g,T_2,p_2)答案:C第三章测试1.纯液体在其正常沸点时完全汽化，则不发生变化的是（）。

气体溶解度的计算溶液中气体浓度与气体压力的关系

气体溶解度的计算溶液中气体浓度与气体压力的关系气体溶解度是指气体在溶液中的溶解程度，通常用溶质在溶剂中的质量分数或体积分数来表示。

溶液中气体浓度与气体压力之间存在着密切的关系，下面将详细介绍这一关系以及相应的计算方法。

1. Henry定律Henry定律是描述溶液中气体浓度与气体压力关系的定律。

该定律由英国化学家亨利于1803年提出，被称为亨利定律或亨利-达尔顿定律。

根据Henry定律，当温度恒定时，气体在液体中的溶解度与其压力成正比。

即溶液中气体的浓度（质量分数或体积分数）与气体的分压（压力）之间存在线性关系。

2. Henry定律的数学表示Henry定律可以用以下数学公式表示：C = kP其中C表示气体在溶液中的浓度，P表示气体的分压（压力），k为Henry常数，是与溶质和溶剂有关的常数。

3. Henry常数的影响因素Henry常数取决于多种因素，包括溶质和溶剂的性质，温度等。

不同气体在相同溶剂中的Henry常数不同，反映了气体溶解度的差异。

4. 气体溶解度的计算根据Henry定律，可以通过已知气体分压和Henry常数来计算气体在溶液中的浓度。

具体计算步骤如下：1) 确定溶质和溶剂，记录溶质的分压（压力）P和Henry常数k的值。

2) 将溶质分压P代入Henry定律的公式C = kP中，计算出溶质在溶液中的浓度C。

5. 实例分析以二氧化碳在水中的溶解为例，二氧化碳气体的分压为0.2 atm，Henry常数为3.3 mol/L·atm。

根据Henry定律，可计算出二氧化碳在水中的浓度：C = (3.3 mol/L·atm) × (0.2 atm) = 0.66 mol/L6. 气体浓度与压力关系的应用气体溶解度的计算和气体浓度与压力关系的研究在许多领域具有重要的应用价值。

例如，在环境科学中，研究大气中气体的溶解度有助于了解大气污染的形成机制。

在工业生产中，溶解气体的浓度与压力关系的研究可以指导气体的储存、运输以及溶液的制备等工艺。

第四章溶解气体

不饱和程度、水面扰动状况、表面积
* 气体溶解与影响因素之间的关系
1）水中氧气的不饱和度成正比。 2）扰动状况相关。与水的运动：如波浪、潮汐、河流
的流动。（增加气—液界面接触面） 3）表面积越大，溶解速率越快。 4）与风力成正比（增加气—液界面接触面） 5）当大气的氧气分压或雨水中的氧气分压高于水体中
* 二、水中氧气的消耗
1、鱼、虾等养殖生物呼吸 2、水中微型生物耗氧 3、底质耗氧 4、逸出
1、鱼、虾等养殖生物呼吸
耗氧量=mg/（尾×单位时间）耗氧率=mg/（每g鱼体重×单位时间）
黄良敏, 谢仰杰, 刘涛等. 条纹斑竹鲨耗氧率的研究. 集美大学学报(自然科学研究). 2005,10(4):305310.
1）（日或季）变化明显：
日变化：白天十几小时增氧，晚上反而耗氧。
季变化：养鱼池（哈尔滨）冬季光合作用产氧速率表层0.21～12.45，平均2.34～2.11mg•L-1•d-1，仅为夏季的11～13%
2）水层差别大。
一般河流、湖泊表层夏季
表层是中层的4-100倍，平均16倍
产氧速率 0.5-10g/m2•d
• 研究养鱼池的“水呼吸”耗氧速率的大小，对于了解池塘溶解氧的变化规律，建立溶解氧周日变化的动态方程，测报溶氧,预防浮头都具有重要的理论和实际意义.
• 水呼吸耗氧的测定：
a. 2个瓶子，一黑一白； b. 同一水层取水； c. 测白瓶中的含氧量，同时黑瓶沉入取水水层； d. 一定时间后，取出黑瓶测定含氧量； e. 白瓶减黑瓶，单位换算求得水呼吸耗氧量。
23.2mg/L
101.325kPa
道尔顿分压定律： PB=PT× ΦB
=1.2atm×40% =101.325kPa/atm×1.2atm×40%

几种常见气体特性

几种常见气体特性
临界常数名称压缩气体空气 air 氧 oxygen 氢气 hydrogen 氮气 nitrogen 甲烷 methane 一氧化碳 carbon monoxide 二氧化碳 carbon dioxide -195.75 -146.95 3.3944 0.29 1.25.6 -252.8 -183 -118.37 5.05 0.294 1.105 -194 -140.7 3.769 0.23 1.2928 无色、无味、无嗅的气体无色、无味、无嗅的气体; 液体（-183℃），固体（-252.5℃）；无色、无味、无嗅的气体; 53.59(pa -239.9 0.304 ) 0.08988 密度小。无色、无味、无嗅的气体; 液体（-195.81℃），固体（-209.86℃）。 -161.49 -82.6 4.6042 0.288 0.716 无色、无嗅的气体 ; 与空气或氧气混合可形成爆鸣性气体，化学性质比较稳定。无味、无嗅、毒性很强的气体，与人体的血红蛋白有很强的亲和力（比氧大 200-300倍）。爆炸极限（20℃时，%体积）：在空气中:5～15%；氧气中:5～60%。爆炸极限（20℃时，%体积）：在空气中:12.5～74%；在氧气中:15.5～ 93.9% 具有强烈的化学性质，特别是助燃性质，遇油脂可自燃。易燃、助燃；化学性质活泼爆炸极限（20℃时，%体积）：空气中:4～74.5%；氧气中:4～94%。化学性质不活泼，高温下可与氧和氢化合，（人在94%中）能使人窒息。沸点（℃）温度（℃）压力 (Mpa) 压缩密度 (0 ℃ ,0.10325 系数 Mpa) kg/m3 物理性质化学性质
191.48
-140.2
3.4957
0.294

氮氧物理性质比较

1、氧气的物理性质氧气在通常状况下是一种没有颜色、没有气味的气体，约占空气总体积含量的20.9%。

在标准状况①下，氧气的密度是1.429g/L，比空气略大(空气的密度是1.293g/L)。

在压强为1.01×105Pa时，氧气约在-183℃时变为淡蓝色液体，液氧的密度为 1.143kg/L，约在-218℃时变成淡蓝色雪花状固体。

氧气微溶于水，在通常状况下，1L水中只能溶解约30mL氧气。

鱼类就靠水中溶解的氧气进行呼吸来维持生命。

氧气的物理性质1 名称氧2 化学式 O23 CAS 注册号 7784-44-74 相对分子质量 31.9995 熔点 54.36K,-218.79℃,-361.82oF6 沸点，101.325kPa(1atm)时 90.17K,-182.98℃,-297.36oF7 临界温度 154.58K,-118.57℃,-181.43oF8 临界压力 5.04mPa,50.43bar,49.77atm,731.43psia9 临界体积 73.4cm3/mol10 临界密度 0.436g/cm311 临界压缩系数 0.28812 偏心因子 0.02213 液体刻密度,-140℃时 0.876/cm314 液体热膨胀系数,-140℃时 0.00954 1/℃15 表面张力,-218℃时 22.5×10-3 N/m,22.5dyn/cm16 气体密度,101.325 kPa(atm)和70oF(21.1℃)时 1.325kg/m3 ,0.0827 lb/ft317 气体相对密度,101.325 kPa(1atm)和70oF时(空气=1) 1.10518 汽化热, 沸点下 210.63kj/kg,90.57BTU/1b19 熔化热, 熔点下 23.88kj/kg,5.97BTU/1b20 气体定压比热容cp,25℃时0.921kj/(kg• k),0.22BTU/(1b•R)21 气体定容比热容cp,25℃时0.661kj/(kg• k),0.158BTU/(1b•R)22 气体比热容比, cp/cv 1.39323 液体比热容,-173℃时 1.729kj/(kg•k ),0.413BTU/(1b•R )24 因体比热容,-243℃时0.894kj/(kg•k ),0.214BTU/(1b•R )25 气体摩尔熵,25℃时205.04j/(mol•k)26 气体摩尔生成熵,25℃时0j/(mol•k )27 气体摩尔生成焓,25℃时 0kj/mol28 气体摩尔吉布斯生成能,25℃时 0kj/mol29 溶解度参数 8.182(j/cm3)0.530 液体摩尔体积 28.052cm3/mol31 在水中的溶解度,25℃时 39.45×10-6(ω)32 辛醇-水分配系数,lgKow ---33 在水中的亨利定律常数,25℃时 4420.8MPa/x,43630.1atm/(x)34 气体黏度,25℃时 201.74×10-7 Pa•s,201.74μP35 液体黏度,-130℃时0.071mPa •s,0.071cp36 气体热导率,25℃时0.02571W/(m • k)37 液体热导率,-150℃时0.1206W/(m • k)38 空气中爆炸低限含量 ---39 空气中爆炸高限含量 ---40 闪点 ---41 自燃点 ---42 燃烧热,25℃(77oF)气态时 ---43 美国政府工业卫生工作者会议(ACGIH) 阈值浓度 ---44 美国职业安全与卫生管理局(OSHA) 允许浓度值 ---45 美国国立职业安全与卫生研究所(NIOSH) 推荐浓度值 ---2、氮气的物理性质单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，约占空气总体积含量的78%，在标准情况下的气体密度是1.25g•dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，密度为0.81(-196℃)，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。