第一章气体气体第1章第1章第气体第1章第1章第气体第1章第1章第气体第1章第1章第.
物理化学 第一章 绪论气体
物理化学讲课的内容
第一章 气体的pVT关系 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学第二定律 第四章 多组分热力学 第五章 相平衡
3-10周 讲课 40 h
第六章 化学平衡 第七章 电化学 第八章 化学动力学 第九章 界面现象与
描述真实气体的 pVT 关系的方法： 1）引入压缩因子Z，修正理想气体状态方程 2）引入 p、V 修正项，修正理想气体状态方程 3）使用经验公式，如维里方程，描述压缩因子Z 它们的共同特点是在低压下均可还原为理想气体状态方程
1. 真实气体的 pVm - p 图及波义尔温度
T > TB
pVm - p曲线都有左图所示三种
c
T4
说明Vm(g) 与Vm(l)之差减小。
l2 l1
l
g2 g1
T3
Tc
TT12gg´´12 g
T = Tc时， l – g 线变为拐点c c：临界点 ；Tc 临界温度； pc 临界压力； Vm,c 临界体积
Vm
临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，界
面消失气态、液态无法区分，此时：
V p m Tc 0 ,
类型。
pVm
T = TB T < TB
(1) pVm 随 p增加而上升； (2) pVm 随 p增加，开始不变， 然后增加
p 图1.4.1 气体在不同温度下的 pVm－p 图
(3) pVm 随 p增加，先降后升。
T > TB T = TB
对任何气体都有一个特殊温度 -
波义尔温度 TB ，在该温度下，压
（密闭容器）
水
乙醇
苯
t / ºC 20 40 60 80 100 120
第一章 气体
分压。 解：已知 φ（CO2）＝96.5%,φ（N2）＝3.5%,P＝9.2×103KPa 由于同温、同压下，φB＝χB ∴ χ(CO2) ＝φ（CO2）＝96.5% χ (N2) ＝φ（N2）＝3.5% 又由 PB＝χBP 可得： P (CO2) ＝χ （CO2） P＝96.5%×9.2×103 kPa＝8.878×103kPa P (N2) ＝χ(N2)P＝3.5%×9.2×103 kPa＝3.22×103kPa 13．氰化氢(HCN) 气体是用甲烷和氨作原料制造的。反应如下：
○ 2
故氮的氧化物的分子式为 N2O4。 7．在 0.237g 某碳氢化合物中，其ω(C)=80.0％，ω(H)=20.0％。22 ℃，756.8mmHg 下，体积为 191.7mL。确定该化合物的化学式。
解：火星大气中的 CO2 压力为： P1＝(
5 ×101.325) kPa＝0.667kPa 760
m RT M mRT ∴该化合物的摩尔质量 M＝ PV 0.237 × 8.314 × 295.15 g/mol ＝ 100898.368 × 1.917 × 10－4 ＝30g/mol 30 × 80％ ＝2 ∴相应化合物化学式中 n (C) ＝ 12 30 × 20％ n (H) ＝ ＝6 1
PV＝ 故该化合物的化学式为：C2H6 8．在火星赤道附近中午时，温度为 20℃，火星大气的主要成分是 CO2，其压力约为 5mmHg,则其为多少千帕？相同温度下火星上的 CO2 与地球上的 CO2（干空气中，x(CO2)=0.00033）相比，何者更接近理想 气体？
,1100℃ 2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g) Pt → 2HCN(g)+6H2O(g)
无机及分析化学第一章第一节气体
例 1-3
• 在 25 ℃下，将 0.100m ol 的 O 2 和 0.350mol 的 H 2 装入 3.0 0L 的容器中，通电后氧气 和氢气反应生成水，剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各部分的分压。 •
解：反应前 0.100mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（O 2） 82.6kPa 3.00L 0.350mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（H 2） 289kPa 3.00L p 82.6kPa 289kPa 372kPa( 四舍五入) 通电时0.100mol O 2只与0.200molH2 反应生成0.200molH2 O，而剩余0.150molH 2。 液态水所占的体积与容 器体积相比可忽略不计 ，但由此产生的饱和水 蒸气却必须考虑。 因此反应后 0.150mol 8.315kPa L mol-1 K -1 298K p（H 2） 124kPa 3.00L P（H 2 O） 3.17kPa p 124kPa 3.17kPa 127kPa(四舍五入)
无机及分析 化学
第一章 气体和溶液
1.1 气体 1.1.1 理想气体状态方程
概念：分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体称为理想气体。 低压状态下可以看做理想气体，所遇到的实际情况都不是理想气体。 理想气体状态方程： pV=nRT p 代表了气体的压力 V 代表了气体的体积
T 代表了气体的温度
• 解：
mRT 0.118g 8.315kPa L mol-1 K -1 298K -1 M 16 . 0 g mol pV 73.3kPa 250 10-3 L 所以该气体的相对分子 质量为 16.0g mol-1。
第1章气体、液体和胶体
第1章气体、液体和胶体1．有一煤气罐容积为100L ，27℃时压力为500kPa ，经气体分析，煤气中含CO 的体积分数0.600，H 2的体积分数0.100，其余气体的体积分数为0.300，求此储罐中CO 、H 2的物质的量。
解：n ===20.047mol RT PV )27273(314.8500100+××X CO ==0.6总n n CO =20.074×0.6=12.028molCO n =20.074×0.1=2.005mol2H n 2．含甲烷和乙烷的混合气体，在20℃时，压力为100kPa 。
已知混合气体中含甲烷与乙烷质量相等，求它们的分压。
解：设甲烷质量为x 克==4CH n 16x 62H C n 30x =4CH p VRTn 4CH =62H C p V RT n 62H C ===624H C CH p p 644H C CH n n 1630815P 总＝＋4CH p 62H C p ＝65.22kPa4CH p ＝34.78kPa62H C p 3．在20℃时，用排水取气法收集到压力为100kPa 的氢气300cm 3，问去除水蒸气后干燥的氢气体积有多大。
解：20℃P=100kPa,v=0.3L20℃时水的饱和蒸汽压为2.33kPaV 总＝P 总(干燥)2H p 2H V（100－2.33）×0.3=100×(干燥)2H V ＝＝293mL 2H V 1003.067.97×4.已知浓硫酸的相对密度为1.84g/mL ，其中H 2SO 4含量约为96%，求其浓度为多少？如何配置1L 浓度为0.15mol/L 硫酸溶液？解：==18.02mol/L 42SO H c 9896.084.11000××配置1L 浓度为0.15mol/L 硫酸溶液应取18.02mol/L 的浓硫酸：V==8.34mL 02.1815.01000×5．用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为0.03，该溶液的密度为1.0g/mL ，计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质的量浓度和物质的量分数。
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。
物理化学第一章气体
17
18
第一章 气体的pVT关系
1.了解理想气体的微观模型，能熟练使用理 想气体的状态方程 2.理解气体的液化和临界参数 3.了解真实气体的状态方程及对应状态原理 与压缩因子图 重点： 理想气体的状态方程、微观模型、 临界参数。 难点：对应状态原理与压缩因子图。
1
问题：1.理想气体的状态方程式主要有哪些 应用？ 2.何为理想气体混合物？在理想气体混合物中 某组分的分压是如何定义的？其物理意义如何，如 何计算？ 3.何为纯液体的饱和蒸气压？它与哪些因素
有关？
2
3
1.分子之间无相互作用力 2.分子本身不占有体积
状态方程 理想气体 分压及分体积定律 气体 液化及临界现象 实际气体 对应状态原理及压缩因子图 状态方程
如何变成理 想气体？
4
1.1 理想气体的状态方程
pV nRT
导出公式：
M mRT / pV
pM / RT
例：六氟化铀UF6是密度很大的一种气体，求在
适合条件:理想气体或低压下的真实气体
6
1.分子之间无相互作用力 2.分子本身不占有体积
状态方程 理想气体 分压及分体积定律 气体
液化及临界现象
实际气体 状态方程 对应状态原理及压缩因子图
7
1.3 气体的液化及临界参数
饱和蒸气压：指定温度下，密闭系统中某物质处 于气液平衡共存时其蒸气的压力。
临界参数：
9
b.求真实气体的压缩因子Z
真实气体的pVT关系： 对比参数： 对比压力: pr =p/pc
pVm ZRT
对比温度: Tr =T/Tc
对比体积: Vr =Vm/ Vm，c
人教版 选修1-2 高二物理 第一章 1.4气体 教学课件(共44张PPT)
解： 化学反应完成后，硝酸甘油释放 的总能量为
Ｗ＝ｍＵ， 设反应后气体的温度为Ｔ，根据题意，有 Ｗ＝Ｑ（Ｔ－Ｔ０）， 器壁所受的压强为 ｐ＝ＣＴ／Ｖ０， 联立以上各式并代入数据，得 ｐ＝3．4×10８ＰA．
7.某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10-3m3 ．往桶内倒入4.2×10-3m3的药液后开始打气， 打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打 进2.5×10-4m3的空气，要使喷雾器内空气的压 强达到4标准大气压应打气几次？这个压强能 否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强 为1标准大气压）
可以发现秤指针的读数更大。 钢珠的动能越大，对秤盘产生额压力越大
结论
气体压强的大小与两个因 素有关：一是气体分子的 平均动能；二是分子的密 集程度。
注意
1.气体的平均动能越大，分子撞击容器壁 时产生的作用力越大，气体的压强就越大; 温度是分子平均动能的标志，所以气体的 压强就和温度有关。 2.气体越密集，每秒撞击容器壁单位面积 的分子越多，气体压强越大。一定质量的 气体，体积越小，分子越密集，因此气体 压强与体积有关。
4.气体分子的速率分布 和统计规律
根据这个图表我们可以发现温度较高时，速率较大的分 子占得比例大一些，速率小的分子占得比例小一些，对于 一定种类的大量分子来说，在一定温度下，处于一定速率 范围呢的分子数所占的百分比是确定的，呈现一定的规律，
即统计规律。
让我们通过实验来理解统计规律
伽尔顿板
向入口投入大量的小球，观察小球 落下后在槽内的分布。用数量级不 同的小球反复该实验。
气体压强 就是气体
对于容器壁的压强，在国际
名
制中，压强的单位是帕斯卡，
词
简称帕，符号式Pa。
解
无机化学第一章气体
P理想 = P实际 + a(n/V)2
例题：分别按理想气体状态方程和范德华方程计算 1.50mol SO2在30摄氏度占有20.0L体积时的压力，并 比较两者的相对误差dr。如果体积减少为2.00L，其 相对误差又如何？ 解：已知：T =303K，V=20.0L，n=1.50mol， a=0.6803Pa ·m6 ·mol-2=0.6803 103kPa ·L2 ·mol-2 b=0.563610-4m3 ·mol-1 =0.05636 L ·mol-1
答：（略）
§1.4 真实气体
真实气体与理想气体的运动状态不同，存在偏 差。
产生偏差的主要原因是： ①气体分子本身的体积的影响； (分子本身有大小、占有体积，有时不能忽略) ②分子间力的影响。
（分子间存在相互吸引力，对器壁压力减小）
理想气体状态方程仅在温度不太低、压力不太高的情
况下适合于真实气体。否则必须对体积和压力进行校正。
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+
分压定律的应用
例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。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
物理化学教案第1章 气体
第一章 气 体（ 6 学时）教学目的：了解理想气体的概念和特点、气体的液化过程及饱和蒸气压的概念、对应状态参数的概念及对应态原理；理解临界参数、压缩因子的概念；掌握分压、分体积概念及分压定律、分体积定律、压缩因子法真实气体的计算。
教学重点：理想气体状态方程进行相关计算；分压定律和分体积定律计算混合气体问题；利用压缩因子法计算真实气体的PVT 性质。
教学难点：临界参数的理解；对应态原理；范德华方程、维里方程计算真实气体的PVT 性质；第一节 理想气体PVT 关系一. 理想气体状态方程1. 理想气体实际气体在压力很低时，体积很大，彼此间的引力可忽略不计，即在较低压力或较高温度时实际气体接近理想气体。
理想气体在微观上具有以下两个特征：①分子本身的大小比分子间的平均距离小的多，可以忽略，所以认为分子本身没有体积，视为质点。
②分子间无相互作用力。
2. 理想气体状态方程通过大量实验，基于波义耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律，人们归纳出低压气体的p 、V 、T 关系都服从的理想气体状态方程：nRT pV = （1-1）或 RT PV Mm = (1-2) 其中的R 称为摩尔气体常数，其值等于8.314J K -1 mol -1，且与气体种类无关。
理想气体状态方程只适用理想气体。
理想气体可以定义为:在任何温度、压强下都严格遵守理想气体状态方程的气体。
实际气体处在温度较高、压力较低即气体十分稀薄时，能较好地符合这个关系式。
【例1-1】【例1-2】 二.理想气体混合物1.分压定律如图1-1所示。
混合气体的总压等于组成混合气体的各组分分压之和，这个经验定律称为道尔顿分压定律。
通式为 i p p ∑= （1-3）根据理想气体状态方程有 RT V n p B B = RT V n p 总总= 两式相比有 B B B y n n p p ==总总 即 总p y p B B = （1-4） 上式表明混合气体中气体的压力分数等于摩尔分数，某组分的分压等于该组分的摩尔分数与混合气体总压的乘积。
物理化学第一、二章习题+答案
第一章 气 体1 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中气体。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
2 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。
但容器于300 K 条件下大平衡时，容器内压力为 kPa 。
若把该容器移至 K 的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。
设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。
300 K 时水的饱和蒸气压为 kPa 。
解：将气相看作理想气体，在300 K 时空气的分压为由于体积不变（忽略水的任何体积变化）， K 时空气的分压为由于容器中始终有水存在，在 K 时，水的饱和蒸气压为 kPa ，系统中水蒸气的分压为 kPa ，所以系统的总压()()K 15.373,O H P air P P 2+=＝ + KPa ＝第二章 热力学第一定律1. 1mol 理想气体经如下变化过程到末态，求整个过程的W 、Q 、△U 、△H.解：KnR V P T K nR V P T KnR V P T 7.243314.81101105.20262437314.811010105.20267.243314.8110101065.202333333322233111=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯==---恒容升温过程：W 1= 0 J恒压压缩过程：W 2= -P 外(V 3-V 1) = ×103×(1-10)×10-3= kJ恒容1 mol 理想气体P 2= KPa V 2=10dm 3T 2=1 mol 理想气体P 1= KPa V 1=10 dm 3 T 1=1 mol 理想气体P 3= KPa V 3=1 dm 3 T 3=恒压J W W W k 24.1821=+=T 3=T 1, ()()J 0T T C n H J 0T T C n U 13m .P 13m .v =-⋅⋅=∆=-⋅⋅=∆， 根据热力学第一定律J W U Q 8.24k 1-24.18-0==-∆=2. 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。
第一章-气体
第一章 气体自然界中物质的聚集状态一般可分为三种：气体、液体和固体。
气体与液体均可以流动，统称为流体(fluid)；液体和固体又统称为凝聚态(condense)。
无论物质处于哪一种状态，都有许多宏观性质，如压力(pressure)p 、体积(volume)V 、温度(temperature)T 、密度(density)ρ和热力学能(thermodynamic energy)U ，等等。
对于一定量的纯物质而言，p 、V 、T 是三个最基本的性质；而混合物的基本性质还应包括组成。
由一定量纯物质组成的均相流体，p 、V 、T 中任意两个量确定后，第三个量即随之确定，此时就说物质处于一定的状态。
处于一定状态的物质，各种宏观性质都有确定的值和确定的关系。
联系p 、V 、T 之间关系的方程称为状态方程。
本章着重介绍气体的状态方程。
§1-1 理想气体状态方程1.理想气体状态方程气体的物质的量n 与压力p 、体积V 与温度T 之间是有联系的。
从17世纪中叶开始 .先后经过波义尔（Boyle R,1662）、盖-吕萨克（Gay J-Lussac J,1808）及阿伏伽德罗（A Avogadro,1869）等著名科学家长达一个多世纪的研究，测定了某些气体的物质的量n 与它们的p 、V 、T 性质间的相互关系。
得出了对各种气体都普遍适用的三个经验定律(empirical law)。
在此基础上，人们归纳出一个对各种纯低压气体都适用的气体状态方程：nRT pV = (1-1-1a)上式称为理想气体状态方程（state equations of the ideal gas ）。
式中p 的单位为Pa ，V 的单位为m 3，n 的单位为mol ，T 的单位为K 。
R 是是一个对各种气体都适用的比例常数(ratioconstant)，称为摩尔气体常数，在一般计算中，可取R=8.314 J ·mol -1·K -1。
物理化学 第一章 气体
反应活性很高的O原子与O2结合形成O3: O＋O2＋M O3＋M 臭氧自身吸收200nm~300nm的uv,而发生
分解:
O3 UV O＋O2
在 STP 条 件 下 , 臭 氧 层 厚 度 仅 仅 有 3mm。本世纪七十年代中期科学家们已 关切到某些氟氯烃对臭氧层的有害影响 使用中的氟氯烃最终大多逃逸到大气中 ，然后扩散到平流层中，在175~220nm 波长的uv辐射下引起分解：
理想气体状态方程的应用
• 计算p、V、T、n中的任意物理量,
应用于低压、高温下的真实气体。 • 气体摩尔质量的计算。 • 气体密度的计算。
例：丁烷C4H10是一种易液化的气体燃 料，计算在23℃，90.6KPa下，丁烷 气体的密度。
pV＝nRT= mRT/M
＝m/V
＝
pM RT
＝2.14g·L－1
第一章 气体
气体的基本物理特性：扩散性和可压缩性。 表现为： （1）气体没有固定的体积和形状。 （2）气体是最易被压缩的一种聚集状态。 （3）不同种气体能以任意比例相互均匀混合。 （4）气体的密度比液体和固体的密度小很多。
• 1.1 理想气体状态方程 • 1.2 气体混合物 • 1.3 气体分子运动论 • 1.4 真实气体 • 1.5 大气化学
2NO(g)+O2(g) 2NO2 (g)
波长小于400nm的阳光能引起NO2的 光化学分解：
2NO2 (g)+hv NO(g)+O(g)
O(g)+O2(g)+M O3 (g)+M 继而臭氧与未燃烧的烃和其他有机化 合物反应生成过氧乙酰硝酸脂（PAN） 、醛等二次污染物。一次和二次污染物 随着每时的时间变化而变化。
物化复习题
思考题第一章气体一、填空题1和 。
2图上用 法求取气体常数R 3．要使气体液化，一般需要 和4．在恒压下，为了将某容器中300K 的气体赶出3，需将容器（设容积不变）加热到 K ．４５０5．在300.15K 、200kPa 下，测得Ne 与Ar 混合气体的密度为2.37kg ·m -3。
则混合气体中Ne 的分压力为 kPa 。
104．746．在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ，即均为零，０，０ =∂∂T m V p )( =∂∂T mV p)(22 7．若不同的气体有两个对比状态参数彼此相当，则第三个对比状态参数 。
大体上具有相同的值 8．对于一定量的组成不变的气体，则∂∂∂∂∂∂V p T pTT V V p )()()(9．恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其温度随体积的变化率p VT)(∂∂= 。
10．某实际气体在366.5K ，2067kPa 时临界温度T c =385.0K, 临界压力ｐc =4123.9kPa 。
则该气体的对比温度T r ＝ ，对比压力ｐr ＝ 。
11.当液体的蒸气压与外压相当时，液体就开始沸腾，此时的温度称为 ． 9．P/nR10．0.952, 0.501 11．沸点1．B 2．Ｃ ３．Ａ，Ｃ ４．Ｃ ５．Ｃ D 6．Ｂ 7．Ｂ 8．Ａ，Ｂ，Ｃ 9．Ａ，Ｂ １0．Ａ １1．Ｃ １2．Ｂ，Ｄ １3．Ｃ 二、选择题１．对于实际气体，下列与理想气体相近的条件是（ ）。
A ．高温高压 B.。
高温低压 C 。
低温高压锅 D 。
低温低压 2．理想气体状态方程pV ＝nRT 包括了三个气体定律，它们是（ ）。
A ．波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律B ．波义尔定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律C ．阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律、D ．盖-吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3．对于理想气体，下面不正确的是（ ）。
4．在298.15Ｋ，Ａ、Ｂ两个抽空的容器中分别为100g 和200g 水。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第1章 气体
答：(C)。这种情况符合 Dalton 分压定律，而不符合 Amagat 分体积定律。 2．在温度 T 、容积 V 都恒定的容器中，含有 A 和 B 两种理想气体，它们的物质的量、 分压和分体积分别为 nA , pA ,VA 和 nB , pB ,VB ，容器中的总压为 p 。试判断下列公式中哪个 是正确的？ (A) pAV nA RT (C) pAVA nA RT (B) pVB (nA nB ) RT (D) pBVB nB RT ( )
6
（
）
(A) 液态 (C)气-液两相平衡
(B) 气态 (D) 无法确定
答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界区域，这时 仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氢气液化。 4． 在一个绝热的真空容器中， 灌满 373 K 和压力为 101.325 kPa 的纯水， 不留一点空隙， 这时水的饱和蒸汽压 （A）等于零 （C）小于 101.325 kPa （B）大于 101.325 kPa （D）等于 101.325 kPa （ ）
p pA pB =100 kPa+100 kPa=200 kPa 。
9．在 298 K 时，往容积都等于 2 dm 并预先抽空的容器 A、B 中，分别灌入 100 g 和 200 g 水，当达到平衡时，两容器中的压力分别为 pA 和 pB ，两者的关系为 （A） pA < pB （C） pA = pB （B） pA > pB （D）无法确定 （ ）
第一章
1．了解低压下气体的几个经验定律；
气体
一．基本要求
2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程； 3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意 Dalton 分压定律和 Amagat 分体积 定律的使用前提； 4．了解真实气体 p Vm 图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用； 5．了解 van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。
普通化学原理第一章
2KClO3 (s) 2KCl (s) + 3O2 (g)
23 24
4
习题: 在57C将O2通过一盛水容器，在100 kPa下收
集氧气 1.00 dm3。问：
1. 温度不变，将压强降为50.0 kPa 时，混合气体的体积是多少？ 2. 温度不变，将压强增加到200 kPa 时，混合气体的体积是多少？ 3. 压强不变，将温度升高到100 C 时，混合气体的体积是多少？
Combined gas law
8
SATP (Standard ambient temperature and pressure): T = 298.15 K (25 C), p = 100 kPa
7
典型的Boyle定律实验
等温线 (isotherm)
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Charles 定律实验：恒压下气体体积与温 度的关系
1.4 气体扩散定律
气体分子不停地做无规则运动，它们的 运动速率与其本身的性质有关。
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4. 压强不变，将温度降至 10 C 时，混合气体的体积是多少？ 已知水在10和57C时的饱和蒸气压分别为1.2和17.0 kPa。
解题思路:
1. 氧气与水蒸气的混合气体的总体积, n总不变，p1V1= p2V2 2. 压强增加会引起水蒸气的凝聚，但氧气的物质的量没有变化，可 以用氧气的分压来计算总体积： p气1V1 = n气RT = p气2V2 3. n总不变， V1/T1 = V2/T2 = 常数 4. 温度降低也会引起水蒸气的凝聚，但氧气的物质的量没有变化， 可以用氧气的分压来计算总体积： p气1V1 /T1= n气R = p气2V2/T2
M = mRT/(pV)
第一章 气体
第一章气体、液体和溶液的性质1.敞口烧瓶在7℃所盛的气体，必须加热到什么温度，才能使1/3气体逸出烧瓶？2.已知一气筒在27℃，30.0atm时，含480g的氧气。
若此筒被加热到100℃，然后启开阀门（温度保持在100℃），一直到气体压力降到1.00atm时，共放出多少克氧气？3. 在30℃时，把8.0gCO2、6.0gO2和未知量的N2放入10dm3的容器中，总压力达800 mmHg。
试求：(1) 容器中气体的总摩尔数为多少？(2) 每种气体的摩尔分数为多少？(3) 每种气体的分压为多少？(4) 容器中氮气为多少克？3.CO和CO2的混合密度为1.82g dm－3(在STP下）。
问CO的重量百分数为多少？4.已知某混合气体组成为：20份氦气，20份氮气，50份一氧化氮，50份二氧化氮。
问：在0℃，760mmHg下200dm3此混合气体中，氮气为多少克？5.S2F10的沸点为29℃，问：在此温度和1atm下，该气体的密度为多少？7. 体积为8.2dm3的长颈瓶中，含有4.0g氢气，0.50mol氧气和分压为2atm 的氩气。
这时的温度为127℃。
问：(1) 此长颈瓶中混合气体的混合密度为多少？(2) 此长颈瓶内的总压多大？(3) 氢的摩尔分数为多少？(4) 假设在长颈瓶中点火花，使之发生如下反应，直到反应完全：2H2(g) + O2(g) ＝2H2O(g)当温度仍然保持在127℃时，此长颈瓶中的总压又为多大？8. 在通常的条件下，二氧化氮实际上是二氧化氮和四氧化二氮的两种混合气体。
在45℃，总压为1atm时，混合气体的密度为2.56g dm－3。
计算：(1) 这两种气体的分压。
(2) 这两种气体的重量百分比。
9. 在1.00atm和100℃时，混合300cm3H2和100 cm3O2，并使之反应。
反应后温度和压力回到原来的状态。
问此时混合气体的体积为多少毫升？若反应完成后把温度降低到27℃，压力仍为1.00atm，则混合气体的体积为多少毫升？(已知27℃时水的饱和蒸汽压为26.7mmHg)10. 当0.75mol的“A4”固体与2mol的气态O2在一密闭的容器中加热，若反应物完全消耗仅能生成一种化合物，已知当温度降回到初温时，容器内所施的压力等于原来的一半，从这些数据，你对反应生成物如何下结论？11. 有两个容器A和B，各装有氧气和氮气。
第1章 气体
第1章气体一、单选题1、某气体AB，在高温下建立下列平衡∶AB(g)==A(g)＋B(g).若把1.00mol此气体在T=300K，P=101 kPa下放在某密闭容器中，加热到600K时，有25.0%解离。
此时体系的内部压力(kPa)为( )A． 253 B． 101 C．50.5 D．1262、一敞口烧瓶在7℃时盛满某种气体，欲使1/3 的气体逸出烧瓶，需加热到（）A．100℃B．693 ℃C．420 ℃D．147 ℃3、实际气体和理想气体更接近的条件是( )A．高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压4、Ａ，Ｂ两种气体在容器中混合，容器体积为V，在温度T下测得压力为P，V A ，V B 分别为两气体的分体积，P A ，P B 为两气体的分压，下列算式中不正确的一个是( )A. PV A = n A RTB. P A V A =n A RTC. P A V= n A RVD. P A (V A+V B )= n A RT5、某容器中加入相同物质的量的NO和Cl2，在一定温度下发生反应：NOCl(g)。
平衡时，各物种分压的结论肯定错误的NO(g)+1/2Cl是（）A. P(NO)=P(Cl2)B. P(NO)=P(NOCl)C. P(NO)<P(Cl2)D. P(NO)>P(NOCl)6、The height of a column of liquid supported by atmospheric pressure is inverselyproportional to the density of the liquid. Mercury has a density of 13.6 g/mL. How high a column of water (density = 1.00 g/mL) would be supported by an atmospheric pressure of 0.876 atm? ( )A. 9.05×103 mmB. 1.03×104 mmC. 49.0 mmD. 11.9 mm7、If you purchase a balloon filled with helium and take it outside on a cold day, you will notice that it shrinks and becomes less buoyant. What gas law explains this observation? ( )A. Boyle'sB. Charles'sC. Avogadro'sD. Graham's8、A sample of gas occupies 10.0 L at 50°C. Assuming that pressure is constant, what volume will the gas occupy at 100°C? ( )A. 10.0 LB. 20.0 LC. 11.5 LD. 5.0 L9、What is the Charles's law constant (in L/K) for 200 mg of carbon dioxide at 600 mm pressure? ( )A. 4.73 10–4 L/KB. 5.64 10–3 L/KC. 42.0 L/KD. 2.11 103 L/K10、At a given temperature and pressure, which gas occupies the smallest volume per unit mass? ( )A O2 B. Ar C. CO2 D. Xe11、At what temperature (in °C) will 25.0 g of carbon dioxide (at 1.00 atm) occupy.( )A. 188°C B 461°C C. –263°C D. –270°C12、What is the molar mass of a gas that has a density of 3.11 g/L at 100°C and 1.50 atm pressure? ( )A. 0.152 g/molB. 95.2 g/molC. 17.0 g/molD. 63.5 g/mol13、What volume of N2 gas would be produced by the decomposition of 35.0 g NaN3 solid? (Assume that the gas is produced at 1.00 atm pressure and 150°C.) ( )A 28.0 L B. 9.95 L C. 18.7 L D. 56.1 L14、At what temperature would CO2 gas have the same average molecular speed as O2 gas has at 400 K? ( )A. 250 KB. 550 KC. 400 KD. 600K15、How much faster does nitrogen escape from the balloon than oxygen? ( )A. 1.07 times fasterB. 1.14 times fasterC. 0.875 times as fastD. 0.935 times as fast二、判断题（判断下列各项叙述是否正确，对，打“√”；错，打“×”。
第1章 气 体
第1章气体一、授课题目（教学章、节或主题）第1章气体二、教学时间安排共1课时三、教学目的、要求1．掌握理想气体状态方程、混合气体分压定律，并运用定律进行有关计算；四、教学重点和难点理想气体状态方程、混合气体分压定律。
五、教学方法及手段教学方法以讲授法为主，采用多媒体教学手段。
六、教学过程设计(一)组织教学(二)导入新课各种物质都是由微观粒子（如分子、原子、离子等）聚集而成。
由于微观粒子间作用力的差别，物质的聚集状态也有所不同，通常有气态、液态和固态三种状态。
与液体和固体相比，气体是一种较简单的聚集状态，本章主要介绍气态物质的一些基本性质。
(三)新课内容§1.1 理想气体状态方程提问：当将一定量的气体引入任何容器中，会出现什么现象？(例如氯气通入集气瓶中)气体将立即向各方扩散并均匀地充满容器的整个空间。
说明什么？即气体没有固定的体积和形状，只能具有与容器相同的形状和体积。
结论：气体具有扩散性。
又问：如果对一定量的气体或液体、固体加压，结果有什么不同？显然，气体最易被压缩，这是因为气体分子之间的空隙最大的缘故。
结论：气体具有可压缩性。
故气体的最基本特征是：扩散性和可压缩性。
大家知道，温度T 、压力p 和体积V 是描写一定量气体状态的3个参量，那么，三者之间有什么关系呢？对理想气体来说，三者和物质的量n 之间存在有如下关系：pV = nRT 该式称为理想气体状态方程，式中R 为摩尔气体常数。
只有理想气体才完全遵守此方程。
那么，什么是理想气体？理想气体是指分子本身不占有体积，分子间没有作用力的气体。
显然，理想气体是一种假想模型，实际气体都是非理想气体，因为它的分子本身有体积，分子之间有作用力，但对于处于高温、低压下的实际气体来说，分子间距离很大，相互的作用力极微弱，分子本身的大小相对于整个气体的体积可以忽略不计，因此可以近似地视为理想气体。
此时用pV = nRT 计算的结果能接近实际情况。
用理想气体状态方程式进行计算时，务必注意各物理量的单位，其中温度T 为热力学温度，单位为K ；压力p 的单位为Pa(帕)；物质的量n 的单位为mol ；体积V 的单位为m 3已知在标准状况(p = 101.325 kPa ，T = 273.15 K)下，1 mol 气体的标准摩尔体积为22.414×10-3m 3，据此可以确定摩尔气体常数R 的数值及单位： R =nTpV = 8.314 kPa ·dm 3·mol -1·K -1 = 8.314 Pa ·m 3·mol -1·K -1= 8.314 J ·mol -1·K -1根据理想气体状态方程可以计算气体的相对分子质量及一定温度和压力下气体密度等。
第一章气体——精选推荐
第一章 气 体一、选择题1、由理想气体分子运动论得出的结果，每一气体分子的平均平动能是（ ）A ．12kTB ．kTC ．32 kTD ．12RT 2、下述说法中，错误的是（ ）A ．体系的状态即是平衡态B ．状态方程式即体系状态函数之间的关系式C ．体系的状态与状态图上实点一一对应D ．体系的状态即是流动体系稳定态3、两个气球中分装有O 2和N 2O 气体，温度和密度都相等。
已测得O 2气球中的压力是N 2O 气球中压力的1.3754倍，N 2O 的分子量为（ ）A ．=24B ．=34C ．=44D ．=542N O M 2N O M 2N O M 2N O M 4、煅烧150 t 石灰石，在15℃和94.6 kPa 下可得CO 2的体积为（ ）A ．3.8×107 LB ．2.5×106 LC ．3.0×108 LD ．4.5×105 L5、一容器的容积为V 1 =162.4 m 3，内有空气，其压力为p 1=94.6 kPa ，温度为t 1=15.5℃。
当把容器加热到某一温度t x ，里面的空气就逸出，逸出的气体在t 2=14℃，p 2=93.0 kPa 时占据体积V 2=114.3 m 3，则t x = （ ）A ．765℃B ．675℃C ．576℃D ．567℃6、空气的平均分子量是28.96，则15℃、1.01×102 kPa 时的空气空气密度为（ ） A ．1.23×10-3 g·mL-1 B ．2.13×10-3 g·mL -1 C ．3.21×10-4 g·mL -1 D ．2.31×10-2 g·mL-1 7、空气组成的体积分数为：N 2 78%，O 2 21%，Ar 1%，在20℃和98.6 kPa 下空气的的密度为（ ）A ．0.87 g·L -1B ．1.17 g·L -1C ．1.23 g·L -1D ．0.7 g·L -18、用130℃的水蒸气（饱和压力273.5 kPa ）与1200℃的焦炭反应生成水煤气C（cr）+H2O（g）CO（g）+H2（g）如果通入的水蒸气反应掉70%，若设总压保持273.5 kPa不变，那么反应后混合气体中组分CO的分压为（）A．72.9 kPa B．112.4 kPa C．234.0 kPa D．174.2 kPa9、气体常数R的值可以用下述三种方法求得，其中最不准确的方法是（）A．低压高温下的实际气体作pV m～p图外推至p= 0时的pV m值计算而得B．范得华气体的对比状态方程827caRbT=计算而得C．用R=kN0计算而得，N0为阿佛加德罗常数，k为玻尔兹曼常数10、完全燃烧4 L乙炔气，需要同样压力和温度的氧气体积为（）A．4 L B．10 L C．15 L D．18 L11、物质临界点的性质与（）有关A．与外界温度有关B．与外界压力有关C．与外界物质有关D．是物质本身的特性12、气态物质全部变为液态需经的状态为（）A．必须经过气-液二相平衡的共存状态B．不一定要经过气-液二相平衡的共存状态C．不可能经过气-液二相平衡的共存状态13、在向自行车胎打气时，充入车胎的气体温度会（）A．升高B．降低C．不变D．不一定14、两瓶理想气体，如果它们的分子平均平动能相同，而它们密度不同，则它们的压力之间的关系为（）A．相同B．不相同C．不一定相同15、CO2空钢瓶在工厂车间充气时（车间温度15℃）会发现，当充气压力表到达一定数值后，就不再升高，而钢瓶的总重量却还在增加，原因为（）A．钢瓶容积增加B．钢瓶中出现干冰C．钢瓶中出现液态CO2 D．B+C16、理想气体的分子运动论公式为213pV mNu =，式中u 是（ ） A ．分子平均运动速率 B ．最可几速率C ．分子运动最大速率D ．根均方速率17、下列几种条件下的实际气体，最接近理想气体的行为的是（ ）A ．高温高压B ．高温低压C ．低温高压D ．低温低压18、下列对某物质临界点的描述，错误的是（ ）A ．液相摩尔体积与气相摩尔体积相等B ．液相与气相的相界面消失C ．气化热为零D ．气、液、固三相共存19、下列各种函数中，广度性质的是（ ），强度性质的是（ ）A ．若L =L （T ，p ，n 1，n 2，…），则λL =0（λ为常数）B ．若L =L （T ，p ，n 1，n 2，…），则L =L （T ，p ，λn 1，λn 2，…） C ．若L =L （T ，p ，n 1，n 2，…），则λL =L （T ，p ，λn 1，λn 2，…） D ．若L =L （T ，p ，n 1，n 2，…），则λ2L =L （T ，p ，n 1，n 2，…） 20、实验室中有一压力反应体系。