气体和溶液
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。
气体和溶液知识点总结高中
气体和溶液知识点总结高中一、气体1. 气体的物理性质气体的物理性质有压力、体积、温度和量的性质。
气体具有压力是因为气体分子在容器壁上产生的冲击力。
气体的体积可以通过容器的形状和大小来改变。
气体温度的升高会导致气体的分子速度增加，压力也会增加。
气体的量则是通过摩尔来表示的，可以用摩尔的数量来确定气体的量。
2. 气体的状态方程气体的状态方程可以表示为PV=nRT，其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，T表示气体的温度。
通过这个方程可以计算气体在不同条件下的压力、体积、温度和摩尔数。
3. 理想气体和实际气体的差异理想气体是指在所有温度和压力下都按照理想气体状态方程的行为的气体，而实际气体则是存在分子间相互作用和分子大小的影响，因此它的行为与理想气体不完全相同。
理想气体的状态方程适用于低压和高温，而在高压和低温下实际气体的行为就会与理想气体有所差异。
4. 气体的分子速率气体的分子速率是指气体分子在单位时间内的平均速度。
根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布律，气体分子的速率是满足正态分布的。
速率较快的分子将产生更大的冲击力，导致较高的压力。
5. 气体的扩散和离子率气体在压力差下会自发地向低压处移动，这种现象称为气体的扩散。
而气体在水中的溶解度是由溶解度量化的，它受温度、压力等因素的影响。
6. 气体的溶解度和溶解度计算气体在水中的溶解度与温度、压力和气体的种类有关。
溶解度可以通过亨利定律计算，亨利定律表示气体溶解度与气体分压成正比。
7. 气体的化学性质气体的化学性质包括燃烧性、与金属、非金属和卤素的反应性等。
不同的气体在化学反应中会表现出不同的性质，如氧气具有很强的氧化性，而氢气则具有很强的还原性。
8. 气体的应用气体在生活和工业中有着广泛的应用，如氧气用于焊接和制氧，氮气用于保护食物，氢气用于石油加工等。
二、溶液1. 溶液的组成和分类溶液是由溶质和溶剂组成的，溶质是指被溶解的物质，而溶剂则是指将溶质溶解的物质。
气体与溶液的物理性质
气体与溶液的物理性质在我们的日常生活和科学研究中，气体和溶液是经常遇到的两种物质状态。
它们各自具有独特的物理性质，这些性质不仅影响着它们在自然界中的存在和变化，也在许多工业和化学过程中起着至关重要的作用。
首先来聊聊气体的物理性质。
气体具有可压缩性，这是其一个非常显著的特点。
由于气体分子之间的距离较大，分子间的作用力相对较弱，所以在施加压力时，气体的体积能够明显减小。
比如说，我们给充满气体的轮胎打气，就是通过压缩气体来增加轮胎内的气压。
气体的扩散性也很强。
气体分子能够迅速地在空间中扩散，从而使不同的气体能够均匀混合。
想象一下，在一个房间里打开一瓶香水，很快整个房间都能闻到香味，这就是气体扩散的表现。
而且，气体的密度通常比固体和液体小得多。
这是因为气体分子间的间距大，单位体积内的分子数量相对较少。
温度对气体的性质影响很大。
当温度升高时，气体分子的热运动加剧，压强会增大，体积也会膨胀。
反之，温度降低时，气体的压强减小，体积收缩。
这就是我们常说的“热胀冷缩”原理在气体中的体现。
接下来看看溶液的物理性质。
溶液具有均一性，也就是说，溶液中各部分的组成和性质完全相同。
比如一杯糖水，无论从哪个部位品尝，甜度都是一样的。
溶液的稳定性也是其重要特性之一。
在一定条件下，溶质能够稳定地分散在溶剂中，不会自行分离出来。
但需要注意的是，这里的稳定是相对的，如果条件发生改变，比如温度、压强等，溶液的稳定性可能会受到影响。
溶液的渗透压是一个比较重要的概念。
当溶液与纯溶剂被半透膜隔开时，溶剂会通过半透膜向溶液一侧渗透，这种压力差就是渗透压。
渗透压在生物体内有着重要的作用，比如细胞内外的物质交换就与渗透压密切相关。
另外，溶液的沸点和凝固点也会因为溶质的存在而发生改变。
一般来说，溶液的沸点会升高，凝固点会降低。
例如，在水中加入盐，盐水的沸点就会高于纯水，而凝固点则低于纯水。
这在冬季道路防滑时经常会用到，向道路上撒盐可以降低水的凝固点，防止道路结冰。
化学反应中的气体与溶液的性质与计算知识点总结
化学反应中的气体与溶液的性质与计算知识点总结化学反应是研究物质之间相互转化的过程，其中气体和溶液是常见的反应状态。
本文将从气体和溶液的性质以及计算知识点方面进行总结。
一、气体的性质1. 压力（P）：气体分子对容器壁施加的力所引起的单位面积上的压力，单位为帕斯卡（Pa）或等效单位。
2. 体积（V）：气体占据的空间，通常以升（L）为单位。
3. 温度（T）：衡量气体分子平均动能的物理量，常用摄氏度（℃）或开尔文（K）表示。
4. 摩尔数（n）：单位体积气体所含的物质的量，常用摩尔（mol）表示。
5. 气体状态方程：描述气体体积、压力、摩尔数和温度之间关系的方程式。
a. 理想气体状态方程：PV = nRT，其中R为气体常数。
b. 简化气体状态方程：以特定情况下气体满足的条件为基础，例如低温、高压或温度接近绝对零度。
6. 气体扩散和离子速率：气体的运动以及气体分子间的碰撞导致气体的扩散。
离子速率则与溶液中离子的浓度和电荷密度相关。
二、溶液的性质1. 浓度（C）：溶液中溶质的质量或物质的量与溶液总体积的比值。
a. 质量浓度：溶质质量与溶液总体积的比值，单位常为克/升（g/L）。
b. 摩尔浓度：溶质物质的量与溶液总体积的比值，单位为摩尔/升（mol/L）。
2. 溶解度：溶质在溶剂中的最大溶解量，可根据溶解度曲线寻找。
3. 饱和溶液：达到溶解度极限的溶液，无法再溶解更多溶质。
4. 溶液的温度和压力对溶解度的影响：溶解度常随温度的升高而增加，溶解度与压力的关系则与溶质的性质和溶剂有关。
5. 溶液的沉淀和溶解反应：当两种溶液混合时，沉淀反应会导致溶质从溶液中析出，而溶解反应则会使溶质从沉淀中溶解到溶液中。
三、计算知识点1. 摩尔质量计算：将相对原子质量或相对分子质量与摩尔数关联起来，计算物质的质量。
质量（g）= 摩尔质量（g/mol）×物质的摩尔数（mol）2. 摩尔比例：根据化学方程式中的摩尔系数，可以确定反应物和生成物之间的摩尔比例关系。
气体与溶液的扩散与溶解
气体与溶液的扩散与溶解气体与溶液的扩散与溶解是化学领域中一对重要的现象。
本文将探讨气体和溶液在扩散和溶解过程中的特点、原理以及相关应用。
一、气体的扩散气体的扩散指的是气体分子自高浓度区域向低浓度区域移动的过程。
这种移动是由于气体分子之间的碰撞而产生的，并且遵循了高浓度区域分子数较多、碰撞频率较高的规律。
在气体扩散的过程中，有两个重要因素需要考虑，即浓度差和温度。
浓度差越大，气体分子的移动速率越快，扩散速度也就越快。
而温度的升高也会增加气体分子的平均动能，从而增加扩散速度。
气体扩散广泛应用于各个领域。
例如，在生物学中，氧气通过扩散进入人体的肺部，供给身体所需。
在环境科学中，大气中的污染物通过扩散到达地表，影响着空气质量。
因此，研究气体的扩散规律对于我们理解和改善环境以及生命健康具有重要意义。
二、溶液的扩散溶液的扩散指的是溶解在液体中的溶质分子在液体中的不断运动使得溶质分子能够均匀分布的过程。
溶液中的溶质分子会沿着浓度梯度的方向，从高浓度区域向低浓度区域运动。
与气体的扩散不同，溶液的扩散受到溶液浓度、温度以及凝聚相间物质的类型等因素的影响。
溶液浓度越高，扩散速率越快，而温度的升高也会增加溶液分子的运动速率，从而加快扩散过程。
溶液的扩散在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如，我们入浴时加入的香皂、洗发水等都是通过溶液扩散使得其中的有效成分能够渗透到皮肤和头发之中。
在生物学和生物化学研究中，细胞内的各种物质也通过溶液的扩散进入或离开细胞。
三、气体和溶液的溶解气体和溶液的溶解是指气体分子通过与溶剂分子相互作用而在溶液中分散的过程。
气体溶解通常遵循亨利定律，该定律表明气体的溶解度与气体分压成正比。
也就是说，气体的溶解度随着气体分压的增加而增加。
溶解度受到温度和压力的影响。
温度升高会降低溶质与溶剂之间的吸引力，从而提高溶解度。
压力的升高会增加气体分子的相互碰撞频率，从而提高溶解度。
气体和溶液的溶解在很多实际应用中都有重要意义。
chap1气体、溶液
代入: △p = K蒸b(B) 0.11 = 0.0571×13×1000/(MB×87) MB = 77.56 (g/mol)
nB RT nRT pB p V V pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
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。
第一章 气体、溶液和胶体
了解理想气体的状态方程及其应用
理解道尔顿分压定律 掌握溶液组成的标度 掌握稀溶液的性质及其应用 了解电解质溶液活度和离子强度的概念。
作业：1, 3, 4 , 6, 8
第一章
气体、 溶液和胶体
第一节气体 一、理想气体状态方程
• 在通常的温度及压力条件下，固态（Solids）、
XA = 1 – XB
nB 移项得：△p = p*－p = p * XB = p*——— nA + nB ∵是稀溶液， ∴ nA >> nB nA + nB ≈ nA
nB △p≈ p*—— Δp＝p* xB nA ∵nA＝mA/MA nB nB ∴ △p≈ p*——＝p* — MA nA mA nB △p＝ p * MA ——＝K b(B ) mA 式中，MA ： kg/mol mA： kg
单相体系
多相体系 （存在界面）
分散系 分类
分子分散系 (d <1 nm) 胶体分散系 (d: 1-100 nm) 粗分散系 (d >100 nm)
分散系按分散质粒子的大小分类
化学反应中的气体和溶液知识点总结
化学反应中的气体和溶液知识点总结化学反应是物质间发生变化的过程，其中气体和溶液是常见的反应方式。
本文将围绕化学反应中的气体和溶液两个方面进行知识点总结，帮助读者更好地理解这些概念。
一、气体的特性和性质气体是一种无定形的物质形态，具有以下特性和性质：1. 可压缩性：气体的分子间距离较大，分子运动剧烈，因此气体具有可压缩性。
2. 可扩散性：气体分子具有高速运动，可以自由地在容器内扩散和混合。
3. 可溶性：气体可以溶解于液体或固体中，其溶解度受温度和压力的影响。
4. 气压和温度：根据理想气体状态方程P×V = n×R×T，气体压强和温度成正比，压强的单位是帕斯卡（Pa），温度的单位是开尔文（K）。
二、溶液的组成和性质溶液是由溶质和溶剂组成的混合物，其中溶质是被溶解的物质，溶剂是用于溶解溶质的物质。
溶液具有以下组成和性质：1. 溶解度：溶解度是指单位溶剂中能溶解的最大溶质量，常用质量分数或摩尔分数表示。
2. 饱和溶液：当在一定温度下，无法再溶解更多溶质时，称为饱和溶液。
3. 浓度：溶液的浓度可以通过质量浓度、摩尔浓度或体积浓度等方式表示。
4. 溶解过程：溶质分子与溶剂分子之间的相互作用力决定了溶解过程的进行与否。
5. 离子溶液：当溶质是离子时，溶液中的离子数量与电解质的浓度成正比。
三、气体反应常见类型1. 常规气体反应：包括氧化反应、还原反应、酸碱中和反应等。
例如：2H2 + O2 → 2H2O2. 气体的摩尔关系：根据化学计量关系，在气体反应中可以根据反应物的物质的摩尔比例推导出产物的物质摩尔比例。
例如：2H2 + O2 → 2H2O，2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水。
3. 气体溶解平衡：气体溶解于溶液中时，会达到一个平衡状态，溶解度受温度和压力的影响。
四、溶液反应常见类型1. 酸碱反应：酸和碱在溶液中反应生成盐和水的化学反应。
例如：HCl + NaOH → NaCl + H2O2. 沉淀反应：两种溶液混合时，产生的沉淀物是由两种阳离子和阴离子结合形成的固体颗粒。
第一章 气体和溶液
溶液的蒸气压降低的原因：
溶质是难挥发非电解质，因此溶液的蒸气压实际上 是溶液中溶剂的蒸气压。
pA*
p
水
糖水
蒸气压与溶液的浓度有没有定量规律？ 1887年，法国著名物理学家拉乌尔根据大量的实验 结果，总结出一个经验定律，这就是拉乌尔定律。
拉乌尔(Raoult)定律 在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压(p) 等于纯溶剂的蒸气压(pA*)乘以溶剂在溶液中的摩尔分 数(xA)。即： p = p A * · xA
第一章 气体和溶液
基本要求 掌握理想气体状态方程及其应用；掌握道尔
顿分压定律的应用和计算；熟悉溶液浓度的表示方法；
理解稀溶液的依数性及应用；熟悉胶体的结构、性质、
稳定性等；掌握胶粒聚沉的方法和电解质对溶胶聚沉作 用的影响规律。 学习重点 理想气体状态方程；分压定律；溶液浓度的
表示方法；稀溶液的依数性；胶体的性质与结构；影响
∵ xA + xB = 1 ∴ p = pA*（1－xB） 溶液的蒸气压下降值Δp为 Δp = pA*－p
= pA*－pA*（1－xB）
Δp = pA*xB 因此拉乌尔定律也可以这样说：
拉乌尔(Raoult)定律:
在一定温度下,难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下
降（Δ p）与溶质的摩尔分数(xB)成正比,而与溶质的本
理想气体：忽略分子的大小和分子间的作用 力 理想气体状态方程：pV= nRT
式中：p为压力 (Pa)， V为体积（m3）， n为物质的量（mol）， R为摩尔气体常数, T为热力学温度（K）。
气体状态方程式的另一些形式：
物质的量（n）与质量（m）、摩尔质量（M）的关系
m pV RT M pM RT
无机及分析化学——第一章 气体和溶液
依数性来源于分散微粒间距离远，作用力小。
通常所说的“依数性”，包括四个方 面： • 蒸气压下降 (The lowering of the vapor pressure)
• 沸点升高 (The elevation of the boiling point)
• 凝固点降低 (The depression of the freezing point) • 渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure)
c)粗分散系：
1000 nm (> 10-6 m), 例如：泥浆水(悬浊液）、牛奶、豆 浆等。肉眼或在显微镜下可观察到微粒，静置易沉淀，是一种 不稳定的体系。
相与界面
相（phase）：体系中物理性质和化学性质完全相同的部分。 相界面（简称界面，interface）：将相与相分隔开来的部分。 相与相之间在指定的条件下具有明确的界面，在界面两边体 系的性质会有突跃变化。处于界面上的原子或分子的受力情况 与相内部的不同，往往存在剩余引力，具有界面能。一般来说， 体系中存在的界面越多，能量就越高，体系也越不稳定。
体来说，只要温度不是太低（高温,高于273K），压力不
是太高（低压 , 低于数百 kPa ），都可以近似用理想气体 状态方程作有关p、V、T、n 的计算。
2. 理想气体状态方程
理想气体的温度（T）、压力（p）、体积(V)和物质的 量（n）之间, 具有如下的方程式关系： pV = nRT 在SI制中，p—Pa，V—m3，T—K，n—mol。 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 22.414×10-3 m3 ，摩尔气体常数 R 的 单位及数值为: pV 1.01325 105 Pa 22.414 103 m3
无机化学-气体和溶液
1-1 气体
一、理想气体（ideal gas）的状态方程：
（1）分子本身不占体积，分子是具有质量的几何点， （2）分子之间没有作用力, （3）分子之间、分子与容器壁之间的碰撞不造成动能损
失（完全弹性碰撞）。
研究结果表明：在高温（高于273K）、低压（低于数百 kPa）条件下，许多实际气体很接近理想气体。
可见光波长400-700 nm，溶胶直径1-100nm，发生散射。 每一个胶体粒子变成一个小光源，向四周发射与入射 光波长相同的光波。
真溶液粒子太小，光散射微弱，显示不出丁达尔现象。 可用丁达尔现象来区别溶胶和真溶液。
3）电学性质：电泳 电泳——在电场作用下，胶体粒子在分散介质中作定向移动的现象。
Tb = Kb·b
II = bRT
来测定溶质的摩尔质量。只有对摩尔 质量特别大的物质(如血红素等生物 大分子)才采用渗透压法。
●配制等渗透液：渗透现象在许多生 物过程中有着不可缺少的作用，特别 是人体静脉输液所用的营养液(如葡 萄糖液等)都需要经过细心调节以使 之与血液具有同样的渗透压(约 780kPa)，否则血红细胞将遭到破坏。
五、胶体的稳定性与聚沉(coagulation) 1）稳定性： 溶胶具有很大的比表面积，总是有自发聚集成更大颗粒，降低表面能的倾向，
因此，是热力学不稳定体系，但胶体具有相对稳定性。 溶胶相对稳定的原因： 1）布朗运动， 2）胶粒带电， 3）溶剂化作用（扩散层和吸附层离子都水合）——起保护作用。 可用来衡量溶胶的稳定性： 越大，胶粒带电量越多，扩散层厚，溶剂化层也厚，溶胶就越稳定。 2）聚沉： 聚沉：溶胶失去稳定性，相互碰撞导致颗粒变大，最后以沉淀形式析出。
p总
无机化学第一章
实际气体
高温（>273 K, 0 C） 低压（<几百个kPa）
o
理想气体
1.1.2道尔顿（Dalton） 1.1.2道尔顿（Dalton）分压定律 道尔顿
（一）道尔顿分压定律的要点 （二）道尔顿分压定律的实际应用 （实验室的排气集气） 实验室的排气集气）
道尔顿分压定律的要点
同一温度下 1. 同一温度下，混合气体的总压力等于各组 分气体分压之和。 分气体分压之和。
例6 在291K和101.325KPa下，将2.7L被水蒸气饱和的空气通过 和 下 被水蒸气饱和的空气通过 装有CaCl2的干燥管，测得干燥空气的质量为 的干燥管，测得干燥空气的质量为3.21g，求291K时 装有 ， 时 水的饱和蒸气压。 水的饱和蒸气压。
［解］
∵
V(干燥空气)
pV =
m RT M mRT 3.21 × 8.315 × 291 = = Mp 29 × 101.325
= 2.643 L T不变 又∵ pV = nRT 而这时 n、T不变 ∴ p1V1=p2V2
p( 水蒸气) =
=
p2=p1–p(水蒸气 水蒸气) 水蒸气
101.32 × ( 2.7 − 2.643) 2.7
p1 × (V2 − V1 ) V2
= 2.14 kPa
§1-2
溶
液
分散系 (自学 自学) 自学
［解］
P(H ) = P–P(H O) = 101.325 - 3.17 = 98.155kPa ∵ pV = nRT ∴ n(H ) = p(H )V/RT
2 2 2 2
= 98.155×0.25/8.315×298 × × = 9.90×10-3 mol × 又∵ pV = nRT 而这时 n、T不变 不变 ∴ p1V1 = p2V2
气体和溶液
凝固点下降值： ΔT f = T f * - Tf
22
根据拉乌尔定律，难挥发非电解质稀溶液的沸 点升高值与溶液的质量摩尔浓度有下述关系成立： ΔTb = Kb · b 有下述关系成立： ΔT f = K f ·b Kb－沸点升高常数 ; (1-13) Kf －凝固点降低常数 (1-12)
同理，凝固点下降值与溶液的质量摩尔浓度
6
pM = ρRT
补充例题：在298 K和9.93 ×104Pa压力下， 0.304L二氧化硫重0.78g，求二氧化硫的分子量。 解：根据气体状态方程式： pV=mRT/M 代入以上数据： M = 0.78 × 10-3 ×8.314 ×298/(9.93 ×104 ×0.304 ×10-3 ) = 0.064kg/mol=64g/mol 单位：kg ×Pa·L/mol ·K ×K/ Pa·L = kg/mol
必然降低单位体积内的水分子数目，单位时间内逸 出 的 水 分子数 目减少 。 因 此一 定温度下 达 到 平衡 时，溶液的蒸汽压比起纯溶剂的蒸汽压更低。这里 溶液的蒸气压实际上是溶液中溶剂的蒸气压。
pA*
p
图示为溶液的蒸汽 压降低。溶液的蒸气 压下降值Δp为
Δp = pB*－p
15
比较不同浓度溶液的蒸气压。显然，浓度越 大 ，溶液的 蒸 气压 越 低。 蒸 气压 与 溶液的 浓 度的 关 系 遵循拉乌 尔定律。 表 述 为：在 一 定温度下， 难挥 发非电 解 质稀溶液的 蒸汽 压等于 纯 溶 剂 的 蒸汽 压乘 以溶剂在溶液中的摩尔分数。 即： p = pB* xB （1-9） p: 为溶液的蒸汽压 pB*：为纯溶剂的蒸汽压 xB：为纯溶剂的摩尔分数 ∵ xA + xB = 1 ∴ p = pB*（1－xA） 溶液的蒸气压下降值Δp为 Δp = pB*－p = pB*－pB*（1－xA） Δp = pB*xA （1-10 ）
无机及分析化学课件第四版第一章气体和溶液
21世纪化学四大难题:
1. 化学反应理论——建立精确有效而又普遍适用得 化学反应 多体量子理论和统计理论;
2、 结构与性能得定量关系; 3、 生命现象得化学理论——生命化学难题; 4、 纳米尺度难题。
四、学习化学得重要性及必要性
数、理——化学——生物
20世纪发明了七大技术:
信息技术
认知科学
生物技术 核科学和核武器技术 航空航天和导弹技术 激光技术 纳米技术
科学原子论:道尔顿于1808年发表《化学哲学新体系》, 提出原子论,其要点为:
●物质由不可分割得原子组成; ●同种元素得原子其形状、质量及性质都相同,不同元素得
原子,其形状、质量及性质都不相同; ●两种元素得化合作用就是一种元素得一定数目得原子与
另一种元素得一定数目得原子结合形成复杂原子。
此学说意义重大: ●给化学奠定了唯物主义基石—原子。她得原子说把古代
1、什么就是化学?
化学就是在原子和分子层次上研究物质得组成、 结构、性质以及物质之间相互转化得科学。 研究层次:原子和分子 研究内容:
物质得组成、结构、性质与相互转化 核心与特征:合成新物质,对其性质进行表征,开发 其新得应用并探讨其中得机理。
2 、研究化学得目 得
人类生活得各个方面,社会发展得各种需要都与化学息息相关。 (1)化学对我们得衣食住行贡献巨大。 (2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具 有重要作用。 (3)促进其她基础学科和应用科学得发展和交叉学科得形 成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学 正如[美]Pimentel G C在《化学中得机会---今天和明天》一 书中指出得“化学就是一门中心学科,她与社会发展各方面得需 要都有密切关系。”
这就是唯物得,同时她又认为万物得本源就是四 种原始性质:冷、热、干、湿。元素由这些原始性 质依不同比例组合而成。
气体与溶液性质
气体与溶液性质气体与溶液是化学中重要的物质状态，它们在许多领域都有着广泛的应用。
本文将详细介绍气体与溶液的性质，包括其定义、组成、特点以及普遍规律。
首先，我们来谈谈气体的性质。
气体是一种无定形的物质状态，其分子之间的相互作用力相对较小，使得气体具有较高的扩散性、可压缩性和可混合性。
气体可以通过改变温度和压力来调整其体积和密度。
气体分子之间的平均距离较大，分子之间几乎没有相互作用，因此气体没有固定的形状和体积。
气体的分子自由运动，具有高度的熵和无序性。
气体在常温、常压下的体积可以根据阿伏伽德罗定律确定，即相同条件下气体的体积与分子的个数成正比。
气体的性质还包括压力和温度的影响。
根据理想气体状态方程，气体的压强与温度成正比，温度越高，气体分子的平均动能越大，压强也相应增加。
而根据查理定律，给定体积的气体，在恒定温度下，压强与气体的体积成反比。
根据博伊尔定律，给定质量的气体，在恒定温度下，压强与气体的体积成正比。
这些定律为我们研究和应用气体提供了重要依据。
接下来，我们来探讨溶液的性质。
溶液是由溶质和溶剂组成的一种均相混合物。
其中溶质是指溶解在溶剂中的物质，而溶剂是指用于溶解其他物质的介质。
在溶液中，溶质的存在形式可以是分子、原子或离子。
溶液中的溶质和溶剂之间会发生相互作用，这种相互作用可以使溶质分子被溶剂分子包围和稳定，并随着溶剂的运动而分散。
溶液的性质受到溶质和溶剂的特性影响。
溶液中的溶质可以是固体、液体或气体。
当溶质是固体时，其溶解度受温度、压力和溶剂性质的影响。
其中，温度对溶解度的影响最为显著。
在一些情况下，增加温度可以提高固体溶质的溶解度，而在其他情况下，增加温度反而会降低溶解度。
溶解度曲线描述了溶质在不同温度下的溶解度变化规律。
同时，在气体溶液中，溶质的溶解度还受到压力的影响。
亨利定律表明，溶解度与气体的分压成正比。
在恒定温度下，增加气体的分压会增加气体分子进入溶液的速率，进而增加溶解度。
此外，溶液的浓度也是一个重要的性质。
无机及分析化学 第一章 气体和溶液
学习要求
掌握理想气体状态方程及其应用。
掌握道尔顿分压定律 理解稀溶液的依数性及其应用 了解溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉作用 了解大分子溶液与凝胶
1.1 气体
一、理想气体状态方程 １、理想气体 分子本身不占体积 分子间无相互作用力
为研究气体性质的方便而假设的状态，实 际不存在，但研究中在温度不太低，压强不太 大的情况下，可将实际气体近似地看作理想气 体。
1.2 溶液
3.分散系的分类 按照分散相颗粒的大小(直径d不同)，可 将分散系分为三类。
二、稀溶液的通性 稀溶液的通性：稀溶液的性质中，与溶质的 本性无关只与溶液中所含溶质粒子数的多少 有关的性质，叫稀溶液的通性，又称稀溶液 的依数性。
1、溶液的蒸气压下降
相同的温度下，当把难挥发的非电解质 溶于溶剂形成稀溶液时，稀溶液的蒸气压比 纯溶剂的蒸气压低，其原因是溶剂的部分表 面被溶质占据，因此单位时间逸出液面的溶 剂分子数相应减少，(如图)达到平衡时，溶 液的蒸气压必然低于纯溶剂的蒸气压，这叫 溶液的蒸气压下降。
要施加的压力。
1.3 胶体溶液
一、溶胶的制备和性质 1、制备方法：分散法、凝聚法 2、性质： 动力性质——布朗运动：胶粒不断作不规则运 动。 光学性质——丁铎尔现象：光的散射。 电学性质——电泳。
பைடு நூலகம்
二、胶团结构和电动电势 1、AgNO3与KI制备AgI 溶胶的胶团结构示意图。
2、电动电势
三、溶胶的稳定性和聚沉 1、溶胶稳定性原因：布朗运动、胶粒带电、 溶剂化作用 2、聚沉：胶粒相互碰撞将导致颗粒聚集变大， 最后以沉淀形式析出，这种现象称为聚沉。
2、溶液的沸点升高和凝固点下降 （1）溶液的沸点升高：在纯溶剂中加入难挥 发非电解质后，溶液的沸点总是高于纯溶剂 的沸点。 （2）凝固点下降：在纯溶剂中加入难挥发非 电解质后，溶液的凝固点总是低于纯溶剂的 凝固点。
2 气体和溶液
⑵溶液的分类： 按组成溶液的溶质和溶剂分为三类： ①. 液态溶液: ⅰ.气态溶于液态:HCl气体溶于水， 将液态物质定为溶剂。 ⅱ.固态溶于液态:NaCl溶于水， 将液态物质定为溶剂。 ⅲ.液态溶于液态：乙醇溶于水， 将含量多的物质定为溶剂。
②.气态溶液：所有的气态混合物均为气态溶液： 例：空气，N2、O2、CO2混合物 等。
拉罕姆指出：同温同压下， a
某种物质的扩散速度与其 b
密度的平方根成反比。-----气体扩散定律。
a b b
b a
a
为扩散速度
为气体密度
❖ 因为：同温同压下，气体密度与其相对分子 量Mr成正比，所以上式可改写成：
a
Mrb
b
Mra
即气体的扩散速度与其相对分子量的平方根 成反比。
利用此公式可以进行相对分子量的计算。
=2.99kg
❖ 例2:在373k,100kpa压强下,UF6 (密度最大的一种气体) ❖ 的解密：度由是PV多=n少R？T 是==H>2的PV多=少WM倍RT？
❖
==> PM= W RT =ρRt
V
❖ ∴ ρ=PM/RT=100×103Pa×352×10-3 /(8.314×373)
❖
=11.4(Kgm-3 )
在临界温度下，使气体液化所需的最小 压强，称为临界压强。用Pc表示。
在Tc,和Pc时1mol气态物质所占有的体 积，称为临界体积，用Vc表示。
Tc,Pc,Vc同称为临界常数。
从临界常数可知：He,H2,N2, O2是熔点、 沸点很低的物质，临界常数很低，难于液化。 （非极性分子之间的引力太小造成的。）
解： 3.173gNaCl ：
nB=3.173／(23+35.5) =3.173/58.5
第一章_气体和溶液
2、分压定律
道尔顿分压定律： 混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。 某组分气体分压的大小和它在气体混合物中的体积分数（或摩尔分 数）成正比。 （分压力是指混合气体中每一种气体单独占有整个混合气 体的容积Байду номын сангаас时所产生的压力。） 数字表达式：p = p1 + p2+ ……pi
pi = p xi = p
图1-2溶液蒸气压下降的示意图
实验证明：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的 蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数。即： p = pB*xB
p—溶液的蒸气压 pB* —纯溶剂的蒸气压 xB—溶剂的摩尔分数。
p = pB* （1-xA) Δp = pB* - p = pB* xA 上式表明: 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩 尔分数成正比，这称为拉乌尔定律。（此定律只适用于稀溶液，溶液越稀，越 符合定律。） 质量摩尔浓度（b）：溶液中溶质的物质的量除以溶剂的物质的量，单位为mol· -1。 kg 在稀溶液中，nB》nA , n n ∴xA = n +An ≈nA A B B
若溶剂为水，溶解在1kg水（即55.6mol）中的溶质的物质的量nA就等于 该溶液质量摩尔浓度b，则： nA b Δ p = pB* xA ≈ pB* ≈ pB* nB 55.6
将xB = 1- xA（ xA为溶质的摩尔分数）代入上式，得
在一定温度下， pB*为一常数， pB*/55.6可合并为另一常数，用K 表示： 即： Δ p = K· b
(a) (b)
V—溶液的体积 n—该体积中所含溶质的物质的量； R—摩尔气体常数 T—热力学温度 c—物质的量浓度 （mol· -1） L 很稀的溶液，c近似等于质量摩尔浓度b,所以，
气体和溶液知识点总结初中
气体和溶液知识点总结初中一、气体的特性1. 分子间距离大气体分子之间的距离很大，它们之间几乎没有相互作用力，因此气体具有较高的压缩性。
2. 自由扩散气体分子在容器中自由运动，并且在容器内均匀分布，可以自由扩散。
3. 体积可变气体的体积随容器的体积而变化，当容器的体积增大时，气体的体积也随之增大，反之亦然。
4. 压强气体分子在容器壁上产生的压力称为气体的压强，它与气体的状态方程有关。
5. 温度影响气体的体积和压强与温度有着密切的关系，当气体受到加热时，其体积和压强会增大。
二、气体的状态方程气体的状态方程是描述气体体积、压强、温度和物质的关系的基本方程。
常见的气体状态方程有理想气体状态方程和实际气体状态方程。
1. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的体积、压强、温度和物质的关系，其表达式为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，T表示气体的温度。
2. 实际气体状态方程在实际情况下，气体分子之间会发生相互作用，因此气体的状态方程并不完全符合理想气体状态方程，此时需要采用修正的实际气体状态方程。
三、溶液的特性1. 溶质和溶剂溶液是由溶质和溶剂组成的，溶质是被溶解的物质，溶剂是溶解溶质的物质，常见的溶剂包括水、酒精等。
2. 质量浓度溶液的质量浓度是指单位体积或质量的溶液中，溶质的质量，通常以质量百分比或质量体积百分比表示。
3. 溶解度溶解度是指单位溶剂中溶质的最大溶解量，它受温度、压强和溶质溶剂的相互作用等因素的影响。
4. 溶解过程溶质溶解到溶剂中的过程称为溶解过程，其过程中会释放或吸收热量，影响溶液的温度。
5. 溶解度曲线溶解度曲线描述了不同温度下溶质的溶解度随溶解温度的变化关系，直观地展现了溶解度受温度影响的规律。
四、气体和溶液的相互作用1. 溶解气体气体在溶剂中溶解的过程称为气体溶解，如二氧化碳在水中的溶解过程。
溶解气体的溶解度受温度和压强的影响，通常在高温下、低压下气体溶解度增大，在低温下、高压下气体溶解度减小。
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2、水的相图
水的蒸汽压曲线图：液体分子无规则的运动，当一个液体 分子运动到接近液体表面并且具有适当的方向和足够的动能时， 可以挣脱临近分子间的吸引力，逃逸到液面上的空间变为蒸汽 分子，显然，加热增加水分子的动能 …… 液面上蒸气所产生 的压力叫蒸气压，水的饱和蒸气压与温度有关，同理，冰也会 产生蒸气压。
这里还需说明的是，上述溶液中溶质是难挥发 性的，如果溶质、溶剂都有挥发性，只要两者不发 生作用，（即理想溶液），定律同样适用。 p = pA + pB = pA0 xA + pB0xB
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2．非电解质稀溶液的依数性
沸点升高和凝固点下降 B 101.3 kPa 760mmHg
水蒸气的混合气体。在恒温条件下把混合气体压缩
为原体积的一半，求混合气体的总压。
（已知在373 K时苯的饱和蒸气压为 1.74×105 Pa）
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§1-2 水、溶液
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一、水的相图
1、相的概念
物理性质和化学性质完全相同的均匀的部分称为相。
一个点：三相点，是冰、水、蒸气三相同时存在时的平衡状
态，三相点是指纯水在其饱和蒸气压下的凝固点（273.16 K）, 不同于通常所说的水的凝固点( 273.15 K) — 在 标准大气压下， 被空气饱和的水和冰的平衡温度。 任何物质都有自己特征的三相点，若温度、压力稍有改变，则 三相平衡遭到破坏。
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解：查表知294 K 时水的饱和蒸气压 pH O = 2.49×103 Pa ( 18.6 mmHg) 2 pO = ? MO = 0.48×6.24×104×294 / (?×377) = 32.1
2 2
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练习题1
一敞口烧瓶在 280 K时所盛的气体，须加热到什么温 度时才能使其 1/3 逸出瓶外？源自一内容 下一内容 回主目录返回
一、水的相图
速 度
蒸发速度
速
凝
度
聚
纯水的蒸汽压
时间
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一、水的相图
p
B
液态 固态 O 气态 C
A
当将冰、水 及蒸气随温 度、压力变 化而状态发 生变化的关 系用图表示 时，称为水 的相图。 T
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对N2：VN2 = （pN2 / p总）V总 =(2.22×104 /6.89×104) ×0.3 = 0.097 L 同理：对O2 ：VO2 = （pO2 / p总）V总 =(4.67×104 /6.89×104) ×0.3 = 0.203 L
即分体积并不一定是混合前气体的体积。
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一、水的相图
对于水的相图的三点说明：
a、适用于纯水体系 b、纵坐标上的压力，既是水的蒸汽压，又 是所承受的外压。 c、标度不均匀为示意图。
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一、水的相图 相图的物理意义：
三条线: 分别表示水和蒸气、冰和蒸气、冰和水在不同T处于
平衡时的蒸气压。线上表明同时存在两相（两相平衡线）
第一章 气体和溶液
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§ 1-1 气体
1．理想气体的假定：
气体分子只是一个几何点，只有位置而无体积，且气 体分子之间无相互作用力，是一种人为的气体模型。 从研究结果亦知：低压高温下的实际气体性质非常接 近于理想气体，这时分子间距大，容积大大超过分子本身 所占的体积，故分子本身体积可以相对忽略，同时分子间 吸引力很小。
在稀溶液中，xA = nA /（nA + nB） p = pBo （nA / nB）
若溶液的质量摩尔浓度为m， 即 nA = m nB = 1000 / MB 代入上式得： p = pBo · mMB /1000 = K m
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2．非电解质稀溶液的依数性
故可得出结论:在一定的温度下,难挥发的非电解 质稀溶液蒸气压的下降值近似的与溶液的质量 摩尔浓度成正比。
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2．非电解质稀溶液的依数性
蒸气压下降 - Raoult定律
蒸气压: 在一定的温度下,水面上(或溶剂表面)蒸气浓度达到平 衡时的压力
pBo
pB
纯水的蒸气压和溶液的蒸气压示意图 当 V 蒸发 =V 凝聚 时，水面上的蒸气压即为水的蒸气压。且 pBo > pB
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§ 1-1 气体
3． 混合气体分压定律（适用于理想气体）
理想气体状态方程式不仅适用于单一气体，而 且也适用于混合气体，这是因为混合气体中的各组 分气体若相互不发生化学反应，则如同单独存在一 样，混合物非常均匀，都充满整个容器。1801年， Dalton指出，在混合气体中总压力等于各组分气体 的分压力之和。分压力是指恒温时，每一种气体单 独占据整个混合气体的容积时所呈现的压力，这就 是Dalton分压定律。
练习题2 (p12) 在273 K和1.013105 Pa下，将1.0 L干燥的空气缓慢通 过甲醚液体，在此过程中液体损失 0.0335 g。求甲醚 在273 K时的饱和蒸气压。
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练习题3
373 K 时，在1.0 L容器中装入0.02 mol苯蒸气和0.02 mol
既然有分压力的概念，同样也有分体积的概念， 分体积的含义是指恒温下，某组分气体具有和混合气体相 同压力时所占的体积，这时 VT = V 1 + V2+ ……+ Vi （ T 、p总不变）
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由 pV = nRT
气体分数 Vi / V总 = ni / n总
因为 pi = p总· Xi
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二、溶液
1．溶液的浓度（在此指分子或离子分散体系）
2．非电解质稀溶液的依数性
3．胶体溶液
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1、溶液的浓度
（1） 以溶质和溶剂的质量比值来表示的浓度 a、质量百分比浓度 （和溶解度的差别：溶解度与T有关）
b、ppm、ppb、ppt浓度（分析化学中学）
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§ 1-1 气体
应用举例 2
将一定量的固体KClO3和MnO2混合物加热分解后，称得 其重量减少了 0.480 g ；同时测得用排水集气法收集起来的 O2的体积为 377 mL，而此时温度 294 K，压力 99591.5 Pa， 试计算O2的分子量。
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（2）“物质的量”来表示溶质含量的浓度
a、 摩尔分数 X = n质/（n 质 + n剂）
b、 质量摩尔分数
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2．非电解质稀溶液的依数性
人们发现，溶液的某些性质主要取决于其中所 含溶质粒子的浓度（即溶质的粒子数），而非溶质 本身的性质，这种性质称为依数性。依数性包括溶 液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压， 但当溶质是电解质，或虽是非电解质但溶液很浓时， 溶液的上述依数性规律就得不到遵守，故这里只讨 论非电解质稀溶液的依数性规律。
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二、溶液
某些物质以分子、原子或离子的状态分散于另一种物质中所 构成的均匀而稳定的体系叫溶液（或称为分散体系）。 固态溶液（合金等）分子或离子分散体系（粒径 <1 nm） 溶液 气态溶液（空气等） s 分散相 液态溶液 l 分散相 g 分散相 胶体分散体系(d：1-100 nm) 粗分散体系（d > 100 nm）
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§ 1-1 气体
R = pV/nT = 101325 Pa × 22400 L/ 1.0 mol × 273.15 K
= 8.314 Pa.m3.mol-1.K-1 n = W/M pV = W/MRT pM = dRT
（式中M为物质的摩尔质量）
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所以 …….
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§ 1-1 气体
应用举例 1
在298 K时，将压力为3.33×104 Pa的N2 0.2L 和压力为 4.67×104 Pa 的氧气 0.3L 移入 0.3L 真 空容器内，问混合气体中各组分气体分压力和 分体积和总压力各为多少？从答案中可以得到 什么结论？
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§ 1-1 气体
解：T = 298K 恒定，混合气体总体积0.3L 所以对N2 ：由p1V1 = p2V2 pN2 = 3.33×104×(0.2/0.3) = 2.22×104 Pa 对O2：pO2 = 4.67×104×(0.3/0.3) = 4.67×104 Pa p总 = pN2 + pO2 = 6.89×104 Pa 求分体积，按照定义，该组分单独存在时的压力和混合气体总压力相等 时所占的体积。 根据piV总 = Vi p总
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2．非电解质稀溶液的依数性
从上图可知：沸点上升（t1 - 373），凝固点下降（273 – t2）， 根据Raoult定律，难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高（△Tb） 或凝固点下降（△Tf）和溶液的质量摩尔浓度m成正比，而与溶质 的本性无关。 △Tb = Kb m Kb：溶剂的沸点上升常 数 △ T f = Kf m K f ：溶剂凝固点下降常数