物质的聚集状态
第一章 物质的聚集状态
vap H m
为液体的摩尔蒸发热（摩尔汽化焓）
只要知道p1、p2、T1、T2和 vap H m 五个量 中任意4个，就能求出另外一个物理量。
1.2.3 液体的沸点 液体在蒸发过程中，随着外加温度的升高， 蒸气压也在逐渐增大，当外加温度增加到液体 的饱和蒸气压等于外界（环境）压力时，在整 个液体中的分子都能发生气化作用，液体开始 沸腾，此时的温度就是该液体在该压力下的沸 点（boiling point）。 液体的沸点随外压而变化，压力越大， 沸点也越高。当外压为标准情况的压力（即 101.325kPa）时的沸点，为正常沸点。一般我 们所说的沸点都是正常沸点。
理想气体分子之间没有相互吸引和排斥， 分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可 以忽略。
pV = nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
pV R nT 3 3 101325Pa 22.414 10 m 1.0mol 273.15K 8.314 J mol 1 K 1
定量的气体，当压力一定时，气体的体积 V与热力学温度T成正比。 数学式可表示为 或 或 V = V0T/T0 V∞T V1/V2 = T1/T2
查理-盖· 吕萨克定律也可以用图形来表示， 称为等压线—— 直线。如图1.2 所示。
3. 阿伏加德罗定律 在相同的温度和压力下，相同体积的不同 气体均含有相同数目的分子。 1.1.2 理想气体的状态方程 人们将符合理想气体状态方程式的气体， 称为理想气体。
R=8.314 kPaLK-1mol-1=8.314Pa· 3 · -1mol-1 m K
物质的聚集状态
• (3)胶体的应用：自来水厂用含铝或含铁的化合 物做净水剂，其实是利用胶体吸附水中的悬浮 颗粒并沉降，从而到达净水的目的。
3.溶液的导电性
• 为什么溶液会NaCl、NaOH、盐酸发生 导电而酒精、蔗糖溶液不导电?溶液导电 的本质原因是什么？ • 【分析】水溶液中的化合物在水分子的 作用下发生电离,生成了自由移动的水合 离子,从而使溶液具有导电性。
点燃
H2 ＋ Cl2 ==== 2HCl 化学计量数γ之比 1 ：1 ： 2 微粒个数之比 1 ：1 ： 2 扩大NA倍 1×NA ：1×NA ： 2×NA 物质的量之比 1mol ：1mol ： 2mol 22.4L ：22.4L ： 44.8L 相同条件下气体体积比 1体积 ： 1体积 ： 2体积 结论：对于气体物质，因为相同条件下分子数相等，物质的量相等、物 质的体积也相等，所以化学反应中物质的系数之比等于相同条件下气体的体积比，即 1LH2和1LCl2完全反应生成2LHCl气体。
• 钠、镁、铝与过量的盐酸反应，在相同状况下产生H2 的体积相等，则钠、镁、铝三种金属的物质的量之比 是_______________________ • 问题表征：已知：生成的H2的体积相等 求 解目标：三种金属的物质的量之比 • 思路分析：此题容易一般用方程式来解，但比较繁， 可以采用关系式法求解。 • 钠、镁、铝建立关系，关系依据是“反应生成H2的体 积相等”。产生H2的体积相等，即是金属化合价变化 总数相等。 • 6Na ~ 3Mg ~ 2Al ~ 6H ~ 3H2
• 5．______g 硫酸铝溶于水可得使溶液中所 含铝离子刚好为amol。 • 问题表征：已知Al3+的物质的量 求解目 标： Al2(SO4)3的质量 • 思路分析：可根据Al3+与Al2(SO4)3的关系列 比例式解决。 • 解答： Al2(SO4)3 → 2Al3+ • 342g 2mol • m Al2(SO4)3 amol
大学化学物质的聚集状态
04 固态物质
晶体结构
1 2 3
晶体结构定义
晶体是由原子、分子或离子按照一定的规律在三 维空间内周期性重复排列形成的固体物质。
晶体分类
根据晶体内部原子、分子或离子的排列方式，晶 体可以分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金 属晶体等。
晶体性质
晶体具有规则的几何外形、固定的熔点和各向异 性的特点。
非晶体结构
高分子溶液的特性与应用
特性
高分子溶液的特性主要包括溶液粘度较高、稳定性较好、不易结晶等。这些特性使得高分子化合物在 许多领域都有广泛的应用，如塑料、橡胶、涂料、粘合剂等。
应用
高分子溶液在工业生产和科学研究中具有广泛的应用，如制备高分子材料、改善材料性能、制备高分 子复合材料等。此外，高分子化合物在生物医学领域也有广泛应用，如制备药物载体、组织工程支架 等。
胶体的性质
胶体具有丁达尔效应、布朗运动、电泳和电渗等性质。这些性质与胶体粒子的大 小和带电性质密切相关，是胶体区别于其他分散体系的重要特征。
大分子溶液的定义与性质
大分子溶液的定义
大分子溶液是由高分子化合物溶解于溶剂中形成的均一、透 明、稳定的溶液。
大分子溶液的性质
大分子溶液具有粘度较大、扩散系数较小、不易渗透等性质 ，这是因为高分子化合物在溶液中能够形成较大的分子链， 对溶剂分子产生较大的阻力。
大学化学物质的聚集状态
contents
目录
• 物质的聚集状态简介 • 气态物质 • 液态物质 • 固态物质 • 溶液的聚集状态 • 胶体与大分子溶液
01 物质的聚集状态简介
聚集状态的定义
聚集状态是指物质在一定条件下所呈 现的空间形态，包括单个分子、分子 间相互作用形成的聚集集体以及更大 尺度的物质结构。
物质的聚集状态
物质的聚集状态
物质的聚集状态主要有气态、液态、固态和等离子态等。
气态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱，分子可以自由运动。
液态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离较小，分子间的作用力较大，分子可以有限制地运动。
固态是物质的一种聚集状态，特点是分子间的距离很小，分子间的作用力很大，分子只能在平衡位置附近振动。
此外，还有等离子态、超固态和玻色-爱因斯坦凝聚态等其他聚集状态。
当气体中分子运动更加剧烈，成为离子、电子的混合体时，称为等离子态；当压强超过百万大气压时，固体的原子结构被破坏，原子的电子壳层被挤压到原子核的范围，这种状态称为超固态；有些原子气体被冷却到纳开（10－9K）温度时，被称为气体原子（玻色子）都进入能量最低的基态，称为玻色–爱因斯坦凝聚态。
第2章 物质的聚集状态
第2章物质的聚集状态(3学时)2.1 概述2.2 理想气体2.3 溶液2.4 固体—晶体物质的聚集状态：气体、液体、固体以及超临界液体等物质的聚集状态物质由分子组成，在通常情况下，物质呈固态、液态和气态。
固体：有一定的体积和一定的形状液体：有一定的体积气体：没有固定的体积和形状。
组成物质的分子是不停地运动的，并且分子间存在着相互作用力(引力和斥力)。
固体内部粒子的相互作用力最强，液体次之，气体最弱。
2.1 概述1. 相态（phase）：是物质的状态（或简称相，也叫物态）指一个宏观物理系统所具有的一组状态。
一个态中的物质拥有单纯的化学组成和物理特性（如密度、晶体结构、折射率等）。
2.相图表达一系列温度压力下的相平衡关系右图区：液相区，固相区，气相区和超临界区线：两相平衡区，S-L线（BD），S-G线（AB），L-G线（BC）点：三相共存点：B点，临界点：C点，Tc：临界温度，Pc：临界压力✧三相点：273.16K,610.75Pa ✧临界点：647.29K, 22.09MPa水的相图临界点与超临界态✧在临界点以下，气态和液态之间具有显著区别✧在临界点以上，这种区别将不复存在✧这种状态称为：超临界流体（supercritical fluid,简称SCF）如：水的临界点为T= 374.3℃，P c = 22.09MPa，c在此临界点以上，就处于超临界状态，该状态的水就称为超临界水。
超临界流体特点：具有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有很强的溶解能力。
CO2：临界温度较低（Tc=364.2K），临界压力也不高（Pc=73.8MPa），无毒，无臭，不污染环境，实际工作中使用较多的事超临界流体。
如：用超临界CO：2从咖啡豆中除去咖啡因从烟草中脱除尼古丁大豆或玉米胚芽中分离甘油酯轻易穿过细菌的细胞壁，在其内部引起剧烈氧化反应，杀死细菌。
超临界流体在绿色化工工艺的开发研究中具有重要的价值。
其他聚集态当温度足够高时，外界提供的能量足以破坏分子中的原子核和电子的结合，气体就电离成自由电子和正离子，即形成物质的第四态——等离子态(plasma),电离气体。
教学课件：第一章-物质的聚集状态
气态物质如空气中的水蒸气、二氧化碳等，用于气象观测和气候变 化研究，对环境保护和气候预测具有重要意义。
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气体定律与状态方程
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理想气体定律
理想气体遵循玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克 定律，这些定律描述了气体在不同条件下的状态 变化。
状态方程
理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P表示压 强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数， T表示温度。
实际气体近似
对于压强较大或温度较低的气体，实际气体可以 近似为理想气体。
04 气态物质
气体分子运动论
01
分子运动论的基本假设
气体由大量做无规则运动的分子组成，分子之间相互作用力可以忽略。
02
分子平均动能
气体分子的平均动能与温度成正比，温度越高，分子运动越剧烈。
03
分子分布
气体分子在空间的分布是均匀的，但在单位时间内与器壁碰撞的分子数
与气体分子速率大小有关，呈现出“中间多、两头少”的分布规律。
流动性
液体具有一定的流动性，可以流动 和变形。
液体的相变与热力学性质
熔点和沸点
熔点和沸点是液体物质的重要热 力学性质。
热容量和导热性
液体的热容量和导热性与温度有 关，不同液体有不同的热容量和
导热性。
相变过程
液体在一定条件下可以发生相变， 如蒸发或凝固。
液体中的溶解与扩散
溶解度
不同物质在液体中的溶解度不同。
气体的相变与热力学性质
相变
01
气体在一定条件下可以发生相变，例如液化、凝华等。相变过
程中气体的热力学性质会发生显著变化。
物质的聚集状态
简单推导：假设一定量的某种气体，由始态（P1 V1 T1） 变到终态（P2 V2 T2）,n保持不变，分两步进行，每步 只涉及两个变量。
始态
P1 V1 T1
P2 V2 T2
终态
等温 P2 V’ T1
等压
等温过程 T1: P1, V1 P2, V’ 等压过程 P2: V’, T1 V2, T2
大气成分的演变
• 第一阶段（距今40~45亿年前）：CH4和H2 （含有少量H2O、H2S、NH3、N2、Ar和He） • 第二阶段（距今20~40亿年前）：N2(含有 少量H2O、CO2、Ar、He、Ne和CH4) • 第三阶段（20亿年前至今）：N2和O2 • [成因]火山喷发、雷电作用、大气光化学反 应、轻气体逃逸、植物光合作用等； 可能 由于化学惰性和溶解度低使N2的含量不断 累积提高，水的光化学分解和植物光合作用 有可能导致O2的增加，形成今天的大气。
任何一种物质：V = f (T, P, n) 对于液体和固体，该关系式非常复杂。但是不同的气 体在一定的条件下（高温低压）都符合同一个关系式
PV = nRT
理想气体状态方程
理想气体： （a）气体分子有质量但没有体积 （b）气体分子间除了弹性碰撞外，无其它相互作用力 真正的理想气体是不存在的，但在高温低压条件下， 实际气体接近于理想气体。
x
126 . 4 30 . 96
4 . 08 4
(P4, 白磷，正四面体结构；P4O6=P2O3；P4O10=P2O5)
气体分子量的测定 • 从例3可知，在已知温度和压力的条件下测量密度， 可以测定气体分子量。但许多实际气体与理想气体有 偏离，计算结果偏差较大，如CH3F在273.15 K时(按 理想气体方程ρ/P=M/RT，应该是常数)： P(atm) ρ(g/dm3) ρ/P 1.0000 1.5454 1.5454 0.6667 1.0241 1.5361 0.3333 0.5091 1.5274 ρ/P随P发生变化 • 这是因为实际气体的PV~P关系比较复杂，如维里气 体方程式： PVm = K(T) + P (+ γP2 + δP3 + …) 一级近似 相同温度下所有气体的K(T)相同(273.15 K时, K(T) = 2.271 MPa.L.mol-1, 此时, P = 0), 因气体不同而不同。 压强接近于零的条件下，实际气体才接近理想行为。
物质的聚集状态
同温同压下，1mol任何气体的体
积都相等，但未必等于22.4L。
使用气体摩尔体积时应注意
（1）只适用于气态物质，对于固态物质 和液态物质来讲，都是不适用的。 （2）可适用于混合气体 （3）并不是只有标准状况下气体摩尔体 积是22.4 L·mol-1 ，非标准状况下也有 可能，当把22.4 L·mol-1 用于计算时必 须是标准状况。
决定气体体积 的主要因素
粒子的数目
粒子的大小
可以忽略 可以忽略
粒子的间距
二、决定气体体积的因素
1. 粒子的数目
2. 粒子间的距离 思考：气体分子间的距离和什 么有关？
温度越高，
气体分子
间距越大； 体积越大；
压强越大，
气体分子
间距越小； 体积越小；
思考：气体分子间的距离 和什么有关？
当粒子数目一定时：
物质的聚集状态
物质有固、液、气三种状态，三种状态有何差异？ 从微观角度解释这三种状态存在差异的原因。
Fe
固体
H2O
液体
H2
气体
物质的聚集状态主要有气态、液态、固态三
种，这是宏观的；
其微观原因就是原子或分子聚集结构不同。
那么气态、液态、固态在宏观性质和微观结 构上到底有何差别呢？
不同聚集状态物质的结构与性质
气 态
Fe
H2O
Pb
H2SO4
1mol 任何物质所含的微粒数
目都相同，1mol 物质的质量往往
不同。1mol 物质的体积是否相同 呢？
表一
（表中所列物质的密度均为293K下的测定值） 物质 Al 物质的 质量 量（mol） （g） 1 27 密度 体积 （g· cm-3） （ cm-3 ） 2.7
物质的聚集状态
物质的聚集状态一、物质的聚集状态物质的聚集状态主要有气态、液态和固态三种。
不同聚集状态物质的特性为：【知识拓展】①固体的构成粒子（分子、原子或离子）不能自由移动，但在固定的位置上会发生振动。
②溶液中的粒子及在一定空间范围内的气体粒子能自由移动。
③固体可以分为固体可以分为晶体和非晶态物质。
二、1mol不同物质体积的比较三、影响物质体积大小的因素1.物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子间的距离三个因素。
1mol任何物质中的粒子数目大致相同的，即为6.02×1023。
因此1mol物质的体积大小主要决定于构成物质的粒子大小和粒子间距离。
2.固体和液体物质：①内部紧密堆积，体积主要由粒子大小决定；②内部紧密堆积，改变温度、压强对体积影响不大；③1mol不同固体、液体的体积不相等。
3.气态物质：①分子间的距离比分子本身的体积大得多（约相差10倍），气体的体积主要由分子间的距离决定；②体积受温度、压强影响大；③同温同压下，同物质的量的气体体积基本相等。
【例1】下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）A.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小是由构成气体的分子大小决定B.一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小是由构成气体的分子数决定C.不同的气体，若体积不同，则他们所含的分子数也不同D.气体摩尔体积指1mol任何气体所占的体积约为22.4L【解析】一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小由气体分子数目决定，A错B对；C 中未指明温度和压强，不能确定；D应在标况下【答案】B四、气体摩尔体积1.定义：单位物质的量气体所占的体积，符号Vm ，单位是L/mol(L ·mol -1)或m 3/mol 。
2决定气体摩尔体积大小的因素是 气体分子间的平均距离 ；影响因素是 温度、压强 。
3.标准状况是指 0℃、101kPa 时 的状况，标准状况下1mol 任何气体所占体积都约为22.4L 。
物质的聚集状态课件
等离子态是指气体中的 原子或分子在受到足够 的能量激发时，电子被 电离出来形成自由电子 和离子，呈现出一种高 度离解的状态，如太阳 和其他恒星。
物质聚集状态转变
物质聚集状态的转变是由于温度、压力、磁场等外部条件的变化而引起的。
聚集状态的转变通常伴随着物质物理性质和化学性质的显著变化。
在实际应用中，物质的聚集状态转变具有重要的意义，如工业生产中的结晶、升华、 熔化和凝固等过程，以及自然界中的天气变化、生命活动等过程。
理想气体定律
理想气体定律是描述气体压力、温 度和体积之间关系的一个基本定律， 它指出在一定温度下，气体的压力 与体积成反比。
03
液体
液体的分子运 动
分子运动
液体中的分子不断进行无 规则运动，这种运动受到 分子间相互作用力的影响。
分子间相互作用力
液体分子间存在相互作用 力，这种力使得分子在液 体状态下保持聚集状态。
晶格结构参数
描述晶体结构中原子或分子的间距和排列方式。
固体的基本性 质
1 2 3
热膨胀性 固体在温度变化时，体积发生改变。
电导率 固体材料中电子的迁移率，反映材料的导电性能。
光学性质 固体材料对光的吸收、反射和透射等性质。
固体的力学性 质
弹性
01
固体在外力作用下发生形变，形变与外力成正比，外力撤去后
工业生产 在工业生产中，研究物质的聚集状态有助于优化生产工艺 和提高产品质量，例如通过控制物质的聚集状态改善金属 的加工性能和机械性能。
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物质的聚集状态课件
目录
CONTENTS
• 物质的聚集状态研究的意义和应
01
物质的聚集状态简 介
物质的聚集状态定义
物质的四种聚集状态
物质的四种聚集状态
物质存在四种聚集状态：固态、液态、气态以及可用来形容等离
子体的离子态。
这四种状态的物质的大小、形状和行为都是不同的，
它们以各自不同的方式去占据空间，并且最大程度地影响着物质之间
的交互。
固态是指物质在固定位置上形成团聚体并固定着的状态。
固体不
受外力扰动，形状固定，并且拥有一定的强度，不容易改变状态，通
常拥有有形外形，如晶体、砂粒、金属、岩石等。
液态是指物质具有流动形态的状态，流动性好，容易受外力变形，但不易蒸发，常见的液体有水、油等。
气态是指物质的状态，其散布非常广泛，易受任何因素的影响，
在大气中可占据全部空间无约束，由此形成的气体常常是无形的，且
具有质量但没有实质的容器，常见的气体有水蒸气、氧气等。
等离子体是由原子或分子连续交替负荷分布的物质状态，具有电
离性。
它不仅含有分子和原子离子，而且还包括全电子，全电子由内
部形成等离子体状态，等离子体在理想条件下也可以存在固体，液体
或气体状态。
四种聚集状态主要受温度、压力和其他外界因素的影响，如果受
到外界因素的影响，任何物质都会由其中一种聚集状态转变为另一种，从而受到外界因素的影响。
以温度的变化为例，当温度升高时，固体
会融化、液体蒸发，当温度降低时，液体凝固，气体液化。
总而言之，物质存在着四种不同状态：固态、液态、气态、等离
子体，这四种状态的物质的大小、形状和行为都是不同的，它们以各
自不同的方式占据空间，并且可以受外界因素的影响而相互转化。
《物质的聚集状态》课件
液体分子热运动相对 较弱，具有一定的热 容量和导热性。
液体分子排列相对松 散，具有一定的密度 和粘度。
液体的相变
液体与气体的相变
当温度升高到沸点时，液体开始蒸发变成气体。
液体与固体的相变
当温度降低到凝固点时，液体开始凝固变成固体。
物质聚集状态的变化
01
02
03
04
熔化
固态物质变为液态物质，需要 吸收热量。
凝固
液态物质变为固态物质，需要 释放热量。
汽化
液态物质变为气态物质，需要 吸收热量。
液化
气态物质变为液态物质，需要 释放热量。
物质聚集状态的特点
固态
具有固定的形状和体积，不易流 动。
液态
具有一定的流动性，形状随容器改 变。
04
气态物质
气体的结构与性质
气体分子之间的距离较大，相互 作用力较小，因此气体分子可以
自由移动，且运动速度较快。
气体的密度较小，占据的空间较 大，因此气体可以充满整个容器
。
气体的扩散速度较快，可以迅速 地扩散到整个空间。
气体的相变
当温度降低到一定程度时，气体分子之间的热运动速度减 缓，分子之间的碰撞频率降低，气体分子之间的距离逐渐 减小，最终气体分子会凝聚成液体或固体。
相变过程中的能量变化
液体的相变过程中需要吸收或释放能量，以维持相变平衡。
液态物质的应用
01
02
03
工业生产
许多工业生产过程中需要 使用液体物质，如冷却剂 、润滑剂、溶剂等。
日常生活
液体物质在日常生活中也 广泛应用，如饮用水、饮 料、食用油等。
科学实验
在科学实验中，常常需要 使用各种液体物质进行实 验，如化学试剂、生物培 养基等。
物质聚集状态总结
物质聚集状态总结物质是宇宙中构成一切物质的基本组成单位。
根据其分子结构和相对排列方式不同，物质可以存在于不同的聚集状态。
本文将对常见的物质聚集状态进行总结，包括固态、液态和气态。
固态固态是物质在普通温度下的一种聚集状态。
固态物质具有确定的形状和体积，分子之间相互排列有序，静止不动或微小振动。
常见的固体物质包括金属、石头、木材等。
固态物质的分子之间通过化学键相互结合，并以规则的晶体结构排列。
这种结构使得固态物质具有一定的硬度和稳定性。
固态物质在外力作用下不易变形，但可以通过物理或化学方法改变其形状和性质。
固态物质的性质与其分子之间的相互作用力有关。
如果分子之间的作用力较强，固态物质就会更硬、更稳定。
反之，如果分子之间的作用力较弱，固态物质就会较软、易变形。
液态液态是物质在适当的温度和压力下的一种聚集状态。
液态物质具有确定的体积，但没有确定的形状，可以流动。
常见的液体包括水、酒精、油等。
液态物质的分子之间的距离和排列方式类似固态，但分子之间的吸引作用较弱，使得液态物质没有固态物质的硬度和稳定性。
液态物质的分子可以自由移动，因此液体可以流动。
液态物质的流动性与其分子之间的作用力有关。
如果分子之间的作用力较强，液态物质就会比较粘稠，流动性较差。
反之，如果分子之间的作用力较弱，液态物质就会比较流畅，流动性较好。
气态气态是物质在适当的温度和压力下的一种聚集状态。
气态物质既没有确定的形状，也没有确定的体积，可以自由扩散和混合。
常见的气体包括氧气、氮气、二氧化碳等。
气态物质的分子之间的距离较大，其分子运动速度较快。
气体的分子之间没有规则的排列方式，可以自由运动，并填充容器的所有空间。
气态物质的性质与其分子之间的作用力及温度和压力有关。
在常温下，气体通常呈现较低的密度和可压缩性。
随着温度的升高或压力的增加，气态物质的密度和压缩性会增加。
相变物质在不同的条件下可以发生相变，即从一种聚集状态转变为另一种聚集状态。
常见的相变包括固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、固态到气态的升华等。
大学无机化学知识点
第一章物质的聚集状态§１～１基本概念一、物质的聚集状态１．定义：指物质在一定条件下存在的物理状态。
２．分类：气态（ｇ）、液态（ｌ）、固态（ｓ）、等离子态。
等离子态：气体在高温或电磁场的作用下，其组成的原子就会电离成带电的离子和自由电子，因其所带电荷符号相反，而电荷数相等，故称为等离子态，（也称物质第四态）特点：①气态：无一定形状、无一定体积，具有无限膨胀性、无限渗混性和压缩性。
②液态：无一定形状，但有一定体积，具有流动性、扩散性，可压缩性不大。
③固态：有一定形状和体积，基本无扩散性，可压缩性很小。
二、体系与环境１．定义：①体系：我们所研究的对象（物质和空间）叫体系。
②环境：体系以外的其他物质和空间叫环境。
2．分类：从体系与环境的关系来看，体系可分为①敞开体系：体系与环境之间，既有物质交换，又有能量交换时称敞开体系。
②封闭体系：体系与环境之间，没有物质交换，只有能量交换时称封闭体系。
③孤立体系：体系与环境之间，既无物质交换，又无能量交换时称孤立体系。
三、相体系中物理性质和化学性质相同，并且完全均匀的部分叫相。
１．单相：由一个相组成的体系叫单相。
多相：由两个或两个以上相组成的体系叫多相。
单相不一定是一种物质，多相不一定是多种物质。
在一定条件下，相之间可相互转变。
单相反应：在单相体系中发生的化学反应叫单相反应。
多相反应：在多相体系中发生的化学反应叫多相反应。
２．多相体系的特征：相与相之间有界面，越过界面性质就会突变。
需明确的是：①气体：只有一相，不管有多少种气体都能混成均匀一体。
②液体：有一相，也有两相，甚至三相。
只要互不相溶，就会独立成相。
③固相：纯物质和合金类的金属固熔体作为一相，其他类的相数等于物质种数。
§１～2 气体定律一、理想气体状态方程PV=nRT国际单位制：R=1.0133*105Pa*22.4*10-3 m 3/1mol*273.15K=8.314(Pa.m3.K-1.mol-1)1. (理想)气体状态方程式的使用条件温度不太低、压力不太大。
第一章物质的聚集状态
第一章 物质的聚集状态
• 当温度足够高时，外界提供的能量足以破坏分子 中原子核和电子的结合，气体就电离成自由电子和 正离子，即形成物质的第四态——等离子态。
气体、液体和等离子态都可在外力场作用下流动， 所以也统称为流体 • 物质的第五态——超固态，压力达几百万大气压 时，原子结构被破坏，原子的电子壳层被挤压到原 子核周围，此时物质密度非常大。
• 液态溶液按组成的溶质与溶剂的状态可分为三种 类型：气态物质与液态物质组成的溶液，常把液 态物质看成 溶剂 ，气态物质看成溶质；
固态物质与液态物质组成的溶液，常把液态物质看 成溶剂，固态物质看成溶质； 液态物质与液态物质组成的溶液，常把含量较多的 组分称为溶剂，含量较少的称为溶质。
1.3 溶液
• 1.3.1 溶液浓度的表示方法
溶剂分子从一个液相通过半透膜向另一个液相扩散的过程叫渗透。
达到了渗透平衡时，半透膜两边的水位差所表示的静水压就称为 称为该溶液的渗透压。
蒸气压下降引起的直接后果之三 渗透压（osmotic pressure）
若在溶液液面上施加一定的外压可阻止渗透进行，外压等于 渗透压时两液面持平。外压大于渗透压则水分子由溶液向纯溶 剂扩散，纯溶剂液面上升，产生反渗透现象。
问题：为什么盐碱地难以生长农作物？
1.4 气体的液化
• 1.4 气体的液化——实际气体的等温线
降低温度或增加压力，气体会 变成液体，称为气体的液化。
• 1.4 气体的液化——实际气体的等温线
气体能够液化的最高温度称为该气体的 临界温度Tc 。高于临界温度时，无论施加多 大压力也不会使之液化。
在临界温度下使气体液化所需的最低压 力称为临界压力pc。
大学基础化学课件之物质的聚集状态
5.1 气 体
1 理想气体的模型 2 理想气体的状态方程式 3 分压定律和分体积定律
1.理想气体模型
• 分子碰撞为弹性碰撞，无 分子间作用力；
• 分子是质点，没有体积； • 分子随机运动。
思考 什么样的实际气体近似于理想气体？
低压、高温的实际气体
理想气体状态方程由三个实验定律得出
1、波意耳Boyle定律 PV = 常量 （T, n 恒定）
P总 P1 P2 P3 Pi
Pi P总
ni n
xi
❖阿马格Amagat分体积定律
一定T、P下，混合气体总体积等于各 气体分体积之和。
V总 V1 V2 V3 Vi
Vi V总
ni n
xi
例题：A、B两种气体在一定温度下，在一 容器中混合，混合后下面表达式是否正确？
1 PAVA = nART
nT
1mol 273.15K
8.314Pa m3 mol 1 K 1
理想气体状态方程的应用
➢ 计算p，V，T，n四个物理量之一
pV = nRT
➢ 计算气体摩尔质量
Mr
mRT pV
pV nRT n m Mr
➢ 计算气体密度
pM r
RT
m
V
Mr
mRT pV
3. 理想气体的分压定律和分体积定律
其中被分散的物质称为分散相(dispersion phase)，而 容纳分散相的物质称为分散介质(dispersion medium)。
分 散
均相分散系统 (homogeneous system) – 溶液
系
胶体
统
多相分散系统
(heterogeneous system) 粗分散系统
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物质的聚集状态一、物质的聚集状态物质的聚集状态主要有气态 、 液态 和 固态 三种。
不同聚集状态物质的特性为：物质的聚集状态微粒结构微粒运动方 式宏观性质形状体积压缩微粒排列紧密，微固态粒间的空隙很小在固定的位置上振动固定固定几乎不能微粒排列较紧密， 液态微粒间空隙较小可以自由移动 不固定 固定 不易气态 微粒间距离较大 可以自由移动 不固定 不固定 容易【知识拓展】①固体的构成粒子（分子、原子或离子）不能自由移动，但在固定的位置上会发生振动。
②溶液中的粒子及在一定空间范围内的气体粒子能自由移动。
③固体可以分为固体可以分为晶体和非晶态物质。
二、 1mol 不同物质体积的比较状密度（ 273K ，1mol 物结论3相同条件下， 1mol 固 3体的体积不同33相同条件下， 1mol 液物质摩尔质量（ g ·mol -1 ）态101kPa ）质体积Fe55.857.86g ·cm -37.11cm 固Al26.982.7g ·cm -39.99cm 态Pb207.2 11.3g ·cm -318.34cm液H 2 O18.020.998g ·cm -318.06cm态 C 2H 5 OH 46.07 0.789 g ·cm -358.39cm 3 体的体积不同H 2 2.016 0.0899g ·L-122.42 L 相同条件下，1mol 气气N 228.02 1.25g ·L -122.42 L 体的体积相同，在标态CO 28.01 1.25g ·L -122.41 L 准状况下约为22.4 L三、影响物质体积大小的因素1. 物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子间的距离三个因素。
1mol 任何物质中的粒子数目大致相同的，即为 6.02 ×1023 。
因此1mol 物质的体积大小主要决定于构成物质的粒子大小和粒子间距离。
2. 固体和液体物质：①内部紧密堆积，体积主要由粒子大小决定；②内部紧密堆积，改变温度、压强对体积影响不大；③1mol 不同固体、液体的体积不相等。
3. 气态物质：①分子间的距离比分子本身的体积大得多（约相差10 倍），气体的体积主要由分子间的距离决定；②体积受温度、压强影响大；③同温同压下，同物质的量的气体体积基本相等。
【例 1 】下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）A. 一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小是由构成气体的分子大小决定B. 一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小是由构成气体的分子数决定C. 不同的气体，若体积不同，则他们所含的分子数也不同D. 气体摩尔体积指1mol 任何气体所占的体积约为22.4L【解析】一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小由气体分子数目决定， A 错B 对；C 中未指明温度和压强，不能确定； D 应在标况下【答案】 B四、气体摩尔体积1. 定义：单位物质的量气体所占的体积，符号Vm ，单位是L/mol(L ·mol -1 )或m 3/mol 。
2 决定气体摩尔体积大小的因素是气体分子间的平均距离；影响因素是温度、压强。
3. 标准状况是指0℃、101kPa 时的状况，标准状况下1mol 任何气体所占体积都约为22.4L 。
即标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L ?mol -1 。
4. 气体的体积（V ）与气体的物质的量（n）、气体摩尔体积（Vm ）之间的关系VV mn V m或Vn5. 气体摩尔体积不仅适用于纯净的气体，还适用于混合气体。
例：在相同条件（温度和压强）下，1molO 2和1mol 氧气和氢气的混合气体的体积相等。
【易错提醒】 a. 必须是气体物质，不适用于固体。
液体； b.物质的量为1mol ；c. 必须是标准状况；d. 体积约为22.4L ；e. 若1mol 任何气体所占的体积约为22.4L ，但外界条件不一定是标准状况。
【辨析】判断下列说法是否正确1mol 任何物质的体积在标准状况下都约为22.4 L 。
×只有气体1mol 气体的体积约为22.4 L 。
×标准状况下1mol 空气的体积在标准状况下约是22.4 L 。
√任何气体的体积在标准状况约为22.4 L 。
×物质的量标准状况下，n mol 任何气体的体积约为22.4n L 。
√标准状况下，22.4 L 任何气体约含 6.02 ×10 23个分子。
√在某温度和压强时，若气体摩尔体积为Vm L/mol, 则该条件下, n mol 任何气体的体积约为n ×Vm L 。
√在同温同压下，若两种气体的均为 1 L, 则它们的物质的量相等，它们的质量也相等。
× 质量不相等标准状况下，1molO 2和N 2混合气体的体积约为22.4L 。
√22.4L 气体所含分子数一定大于11.2L 气体所含的分子数。
×在相同条件下标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L 。
×约为单位应为L/mol只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为22.4L/mol 。
×不一定【例 2 】判断下列叙述哪项正确（）A. 标准状况下，1moL 任何物质的体积约为22.4LB. 1mol 气体的体积约为22.4LC. 1mol 氖气和1mol 氧气体积相同D. 标准状况下，1mol 氖气和氯气混合气体（任意体积比）的体积约为22.4L【分析】根据气体摩尔体积的定义，应注意对其有影响的两个重要条件：一是指气体体积，而非液体或固体的体积；二是在标准状况下，气体的摩尔体积的具体值为22.4L ?moL-1 ，而在不同温度和压强下，气体摩尔体积并不相同。
注意审题、细心是解好化学题目的关键。
【答案】 D五、气体的体积、物质的量、气体的质量、气体的微粒数目之间的关系【例 3 】在标准状况下（1））0.5molHCl 的体积是。
（2））33.6 升氢气的物质的量是。
（3））16 克氧气的体积是。
（4））44.8 升氮气中含有的氮分子数是。
【答案】（1 ）11.2L ；（2）1.5mol ；（3）11.2L ；(4) 2NA六、阿伏伽德罗定律及其推论1. 阿伏加德罗定律同温、同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。
【注】①只适用于气体；②“四同：”同温、同压、同体积（气体）、同分子数（或同物质的量），四个量中有三个相同，另一个量必然相同。
2. 阿伏加德罗定律的推论（1））同温、同压下，气体的体积比等于物质的量比。
V A/V B=n A/n B（2））同温、同压下，气体的压强比等于物质的量比。
p A /p B =n A /n B（3））同温、同压下，气体的摩尔质量比等于密度比。
M A/M B=d A/d B（4））同温、同压下，同体积的气体质量比等于摩尔质量的反比。
m A/m B=M A/M B（5））同温、同压下，同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。
V A/V B =M B/M A【例 4 】在同温、同压、相同质量的下列气体占有的体积由大到小的顺序是：①Cl 2 ②N2 ③H2 ④CO 2 ⑤O2【答案】③②⑤④①【例 5 】在标准状况下，多少克CO 2与4 克氢气的体积相同？【答案】m/44=4/2=88g七、气体摩尔体积的常见应用标准状况下1mol 气体为22.4L ，即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。
据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量，也可求出1L 气体的质量，即气体密度。
反之也可由气体密度求摩尔质量。
同温、同压下两气体的密度比叫气体的相对密度，可据此由气体的相对密度求气体的摩尔质量，如某气体对H2的相对密度为15，则其相对分子质量为15 ×2。
常见的有：（1））由标准状况下气体密度求相对分子质量：Mr=22.4 ρ。
（2））由相对密度求气体的相对分子质量：若为的相对密度则为：Mr= d 对H2·2，若为对空气的相对密度则为：Mr= d 对空气·29 。
*（3 ）求混合气体的平均相对分子质量，即1mol 混合气体时的质量数值。
在已知各组成气体的体积分数时见①，若为质量分数见②：①=a% ×Ma+b% ×Mb+ ·②=1/（a% ÷Ma+b% ÷Mb+ ·）（4））由同温、同压下气体反应时的体积比求分子数，进而推分子数。
（5））直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。
（6））气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
【知识拓展】十字交叉法巧解二元混合物的物质的量之比M 1M 1- M 2 -M 2 x=y【例 6 】（1）将N2和CO 以任意比例混合，则1mol 该混合气体的质量为g。
（2））已知空气中N2 和O 2 的体积比为4:1 ，求空气的相对分子质量。
（3））已知空气的相对分子质量为28.8 ，求空气中N 2和O2的体积比。
（4））一直某二元混合物的平均相对分子质量为28.8 ，试推断组成该混合物的两种成分的相对分子质量。
【答案】（1）28；（2）28.8 ；（3）4:1 ；（4）一个大于28.8 ，一个小于28.8【课后巩固】1、下列说法正确的是（N A为阿伏加德罗常数的值）A.常温、常压下，11.2 L N 2 含有的分子数为0.5 N AB.常温常压下，1mol 氦气含有的原子数为N AC.71gCl 2 所含原子数为2N AD.在同温、同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同2、相同状况下，下列气体所占体积最大的是A. 80g SO 2B. 16g O 2C. 32g H 2 SD. 3g H 23、同温同体积同质量的CO 2、CO 、H 2、O2的压强正确的是A. H 2>O 2>CO>CO 2B. CO 2>O 2>CO>H 2C. H 2>CO>O 2>CO 2D. CO 2>H 2>O 2>CO4、标况下，将1g 氦气、11g 二氧化碳和4g 氧气混合，该混合气体的体积约为A. 8.4LB. 11.2LC. 14.0LD. 16.8L5、有一真空储气瓶，净重500g 。
在相同条件下，装满氧气后重508g ，装满另一种气体X时重511g ，则X 的相对分子质量为A. 44B. 48C. 64D. 716、如果 ag 某气体中含有的分子数为b ，则 cg 该气体在标准状况下的体积是22.4bL A .acN A22.4abL B .cN A22.4acL C .bN A22.4bcLD .aN A7、下列关于气体摩尔体积的几种说法正确的是A. 22.4 L 任何气体的物质的量均为1 molB. 非标准状况下， 1 mol 任何气体不可能占有 22.4 L 体积C. 0.1 mol H2、0.2 mol O 2、0.3 mol N 2 和 0.4 mol CO 2 组成的混合气体在标准状况下的体积约为 22.4 LD. 标准状况下， 1 mol NO 2 和 1 mol N 2O 4 的体积比为 1∶28、已知同温同压同质量下，两气体的体积B 大于 A ，则相对分子质量的关系是A. M A ＞ M BB. M A ＜ M BC. M A ＝ M BD. 无法确定9、用 N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是A. 含有 N A 个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2LB. 25 ℃， 1.01 ×10 5Pa ，64g SO 2 中含有的原子数为 3N AC. 在常温常压下， 11.2L Cl 2 含有的分子数为 0.5N AD. 在标准状况下， 11.2L H 2 O 含有的分子数为 0.5N A10 、在标准状况下， 448mL 某气体的质量为 1.28g ，该气体的摩尔质量约为A. 64gB. 64C. 64g/molD. 32g/mol11 、由 CO 2、H 2 、CO 组成的混合气体在同温同压下与N 2 的密度相同。