无机化学第一章
第一课无机化学课件 第一章
某组分气体的分压等于总压与 形式2 该组分PB 气P总体 nn摩总B 尔P总分 xB数的乘摩积尔分数
注意：分压公式中的体积一定为容器的总体积
即：PB
nB V总
RT
而并非：PB
nB VB
RT
T、P不变，n V
ni n
Vi V
其中Vi为组分i的分体积，V是混合气体的总体积
Pi
例
t
时
0
n B
/mol
N123.N20g2 g310H.2302Hg2g
2NHNH3 g3
0
g
ξ
0
t
时
1
n B
/mol
2.0
7.0
2.0
1 =?
t
时n
2B
/mol
ξ1'1ξ.51 Δννnn1NNNN22 225.52.02.130.01/312.30..m00ol
M
（3）计算气体密度
M mRT pV
M mRT M RT
pV
p
pM RT
例：为行车安全，可在汽车 中装备空气袋防止碰撞时司 机受到伤害。这种空气袋是 用氮气充胀起来的，所用的 氮气由叠氮化钠与三氧化二 铁在火花的引发下反应生成。 总反应是：
6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
5、热力学能 (U)(thermodynamic energy)
系统内部含有的总能量称为热力学能（内能）
包括体系内质点的内动能（平动能、 振动能、转动能）、微粒间相互作用 所产生的势能等，但不包括体系整体
大学无机化学课件完整版
机
化 学
将：bB
nB mA
mB / M B mA
代入：Tf = kf·bB
基
础 教 程
整理得：
MB
kf mB Tf mA
MB
1.86K kg mol -1 0.749g 0.19K 50.0g
147g mol 1
4. 溶液的渗透压
渗透：用一半透膜将溶剂与溶液(或不
同浓度的溶液)分置两侧，溶剂分子通过半
162 mol
理想气体状态方程的应用：
1. 计算p，V，T，n中的任意物理量
无
pV = nRT
机 化
2. 确定气体的摩尔质量
学 基
pV nRT
础 教 程
pV m RT M
n m M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
3. 确定的气体密度
M mRT
无
pV
机
化 学 基
M RT
p
础
教 程
=0.102 K
无 机
Tb = Tb + Tb (H2O )
化 =0.102 K + 373.15 K
学 基
=373.25 K
础
教
程
稀溶液沸点升高应用：
计算溶质B的摩尔质量。
无 根据：Tb = kbbB
机 化 学
因为： bB
nB mA
mB / M B mBA
基
础
代入上式，整理得：
教
程
MB
k b mB Tb mA
机 化
xB — 溶液中溶质B的摩尔分数。
学
拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发
基 础
非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩
无机化学基础知识
思考：0.4克氢氧化钠溶于水配成 100ml溶液，所得溶液的物质的 量浓度是多少？
质量摩尔浓度bB
溶质B的物质的量与溶剂的质量之比。
农 业 基 础 化 学
设某溶液由溶剂A和溶质B组成，则溶 质B的质量摩尔浓度为： 溶质 B 的物 质量摩尔浓 质的量mol － 1 度mol· Kg n
bB
B
溶剂A的质 ☆质量摩尔分数bB不受温度变化的影响 量Kg
农 业 基 础 化 学
• • • •
溶液的渗透压(Osmotic pressure)
渗透现象：
扩散现象 半透膜 渗透现象
农 业 基 础 化 学
在烧杯中装满清水， 不同的物质在接触时， 然后将一滴红墨水轻轻滴 彼此进入对方的现象，叫做 入清水中。开始时，红墨 水和清水间的界线分明， 扩散现象。也即由于粒子 但是它们逐渐就会混合均 （原子、分子或分子集团） 匀，变成一杯淡红色的水。
1~100
能穿过滤纸
<1
能穿过滤纸和半透膜
分散系的分类
分子、离子 分散系
胶体分散系 粗分散系
胶体溶液 高分子溶 低分子溶液 (分散质是 浊液（分散质是 液(分散质 （分散质是小分子） 是大分子) 分子的小 分子的大集合体） 集合体) 最稳定 农 业 基 础 化 学 很稳定 稳定 不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在 一般显微镜可见
此式就是非电解质稀溶液的范特荷甫渗透 压公式－－溶液渗透压与溶液中溶质的浓度和 温度成正比，而与溶质的本性无关，故渗透压 也是溶液的依数性质。
＝CRT的重要意义
• 在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的 浓度成正比， • 即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶 质的本性无关 • 不论溶质微粒是小分子或大分子，只要 溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压 就相同
无机化学_知识点总结
无机化学（上） 知识点总结第一章 物质存在的状态一、气体1、气体分子运动论的基本理论①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径；②气体分子处于永恒无规则运动状态；③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时；④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。
⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。
2、理想气体状态方程①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa ·L ·mol 1-·K 1-③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个；b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=MW ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMVRT =p 3、混合气体的分压定律①混合气体的四个概念a 、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力；b 、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积c 、体积分数：φ=21v v d 、摩尔分数：xi=总n n i ②混合气体的分压定律a 、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和；某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比b 、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体c 、应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、4、气体扩散定律①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比：21u u =21p p =21M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离二、液体1、液体①蒸发气体与蒸发气压A、饱和蒸汽压：与液相处于动态平衡的气体叫饱和气，其气压叫做饱和蒸汽压简称饱和气；B、特点：a、温度恒定时为定值；b、气液共存时不受量的变化而变化；c、物质不同，数值不同②沸腾与沸点A、沸腾：当温度升高到蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾，液体沸腾时的温度叫做沸点；B、特点：a、沸点的大小与外界压力有关；外界压力等于101kPa时的沸点为正常沸点；b、沸腾是液体表面和内部同时气化的现象2、溶液①溶液与蒸汽压a、任何物质都存在饱和蒸汽压；b、纯物质的饱和蒸汽压只与物质本身的性质和温度有关；c、一定温度下饱和蒸汽压为常数；d、溶液蒸汽压的下降：△p=p纯液体-p溶液=K·m②溶液的沸点升高和凝固点的下降a、定量描述：沸点升高△Tb =Kb·m凝固点下降△Tf =Kf·m仅适用于非电解质溶液b、注意：①Tb 、Tf的下降只与溶剂的性质有关②Kb 、Kf的物理意义：1kg溶剂中加入1mol难挥发的非电解质溶质时，沸点的升高或凝固点下降的度数c、应用计算：i、已知稀溶液的浓度，求△Tb 、△Tfii、已知溶液的△Tb 、△Tf求溶液的浓度、溶质的分子量d、实际应用：i、制冷剂：电解质如NaCl、CaCl2ii、实验室常用冰盐浴：NaCl+H2O→22°CCaCl2+H2O→-55°Ciii、防冻剂：非电解质溶液如乙二醇、甘油等③渗透压a、渗透现象及解释：渗透现象的原因：半透膜两侧溶液浓度不同；渗透压：为了阻止渗透作用所需给溶液的额外压力b 、定量描述：Vant'Hoff 公式：∏V=nRT ∏=VnRT 即∏=cRT ∏为溶液的渗透压，c 为溶液的浓度，R 为气体常量，T 为温度。
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第一章 气体和溶液§1－1 气体教学目的：1. 熟练掌握理想气体状态方程式，并掌握有关计算。
2．熟练掌握分压定律及应用。
教学重点：1. 理想气体状态方程式；2. 道尔顿分压定律。
一、理想气体(Ideal Gases )1．什么样的气体称为理想气体？气体分子间的作用力很微弱，一般可以忽略； 气体分子本身所占的体积远小于气体的体积。
即气体分子之间作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的气体，称为理想气体。
2．理想气体是一个抽象的概念，它实际上不存在，但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。
3．实际气体在什么情况下看作理想气体呢？只有在温度高和压力无限低时，实际气体才接近于理想气体。
因为在此条件下，分子间距离大大增加，平均来看作用力趋向于零，分子所占的体积也可以忽略。
二、理想气体状态方程1．理想气体方程式（The ideal-gas equation ） pV = nRT2．理想气体方程式应用（Application of the ideal-gas equation ）可求摩尔质量 (1) 已知p ，V ，T ， m 求 M(2) 已知p ，T ，ρ 求 M三、道尔顿分压定律（Dalton’s Law of Partial Pressures ) 1801年1．Deduction ：假设有一理想气体的混合物，此混合物本身也是理想气体，在温度T 下，占有体积为V ，混合气体各组分为i （=1，2，3，… i ，…) 由理想气体方程式得：11RT p n V = ，22RT p n V = ，……，i i RTp n V=，…… ∴总p VRT nVRT n p ii ===∑∑，即∑=ipp 总2．表达式：∑=ipp 总3．文字叙述：在温度和体积恒定时，其总压力等于各组分气体单独存在时的压力之和。
4．另一种表达形式：ii i iRTn p n V x RT p n n V===总─ mole fraction 在温度和体积恒定时，理想气体混合物中，各组分气体的分压（p i ）等于总压（p 总）乘以该组分的摩尔分数（x i ）。
无机化学 第一章
• ——即每个质子或每个中子相对质量为1。电子 的质量忽略不计。（每个质子或中子的质量
约为碳原子（C）的质量的1/12）
• 二、同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子
互称为同位素。如：c, H, U都具有同位素。 三、原子核外电子的运动状态 核外电子（质量极小，体积极小，运动速率极大） 绕原子核做高速运转。原子在核外空间一定范围内经 常出现，就好像一团带负电的云雾笼罩在原子核周围， 形象的称为电子云。把电子出现几率相等的地方连起 来，作为电子云的界面，这个界面所包括的空间范围 称为原子轨道。
• 主族序数等于元素原子的最外层电子数。 • 由稀有气体元素构成的族称为0族。 • （二） 元素周期表中元素性质的递变规律 • 1、同周期元素性质的递变规律 同一周期，从左到右，半径递减，金属性递 减，非金属性递增。 • 2、同主族元素性质的递变规律 同一主族，从上到下，半径递增，金属性递 增，非金属性递减。 原子半径的增加，使得原子对最外层电子的吸 引力下降。 主族元素的最高正化合价等于它所在族的序数
• 1、周期 元素周期表有7个横行，每1个横行表示 一个周期，每横行的序数就是该周期元素的 电子层数 1、2、3周期元素数目比较少， 称为短周期。第4、5周期里每周期各有18种 元素，第6周期里有32种元素，称为长周期。 第7周期目前有26种元素，未填满，称不完 全周期。 • 2、族 周期表中有18个纵行，除8、9、10这3个 纵行合称为Ⅷ族外，其余15个纵行每个纵行 称为一族，族数用罗马数字表示，由短周期 和长周期元素共同构成的族称为主族。
• 3、元素主要化合价的周期性变化 同一周期，从左到右，从最高化合价+1依次 递变到+7，非金属元素的负化合价-4依次递变到-1 价。周期性变化。
无机化学第一章
1
1
289 kPa
p总 82.6kPa 289kPa 372kPa
第一章
气体
§1.2 气体分压定律
反应时
O2 2H 2
反应后
2H 2 O
0.150mol 8.314kPa L mol 1 K 1 298K pH 2 3.00L 124 kPa
= 8.314 Pa· 3· -1· -1 m mol K = 8.314 N· mol-1· -1 m· K = 8.314 J· -1· -1 mol K = 8.314 kPa· mol-1· -1 L· K
二、分压定律
pnB pB pxB n
混合气体中某组分气体的分压等于总
压乘以该组分的物质的量分数.
应生成水，剩下过量的氢气，求反应前后气体
的总压和各组分的分压。
第一章
气体
§1.2 气体分压定律
解： 反应前
nO 2 RT pO 2 V 0.100 mol 8.314 kPa L K 1 mol 1 298 K 3.00 L
82.6kPa
0.350mol 8.314kPa L mol K 298K pH 2 3.00L
= 8.314 Pa· 3· -1· -1 m mol K
3 3
= 8.314 N · mol-1· -1 m· K
= 8.314 J· -1· -1 mol K
= 8.314 kPa· mol-1· -1 L· K
第一章
气体
§1.1 理想气体状态方程式
1.1.2 应用
1. 已知任意三个变量求另一个量 pV nRT 2. 确定气体的摩尔质量 m pV RT M 3. 确定的气体密度 m pM RT RT V
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
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第一章
(一) 是非题
1．液体的沸点就是其蒸发和凝聚的速度相等时的温度。
（ ）
2．质量相等的甲苯和二甲苯均匀混合时，溶液中甲苯和二甲苯的物质的量分数都为0.5 。
（ ）
5．土壤中的水分能传递到植物体中是因为土壤溶液的渗透压比植物细胞液的渗透压大的缘故。
（ ）
(二) 选择题
2．0.1mol .L -1KCl 水溶液100℃时的蒸气压为 （ ）
A. 1个大气压
B. 0.1个大气压
C. 略低于1个大气压
D. 略高于1个大气压
4．下列溶液浓度相同，沸点最高的是 （ ）
A. C 6H 12O 6
B. H 3BO 3
C. KCl
D. BaCl 2
5．称取同样质量的两种难挥发的非电解质A 和B ，分别溶解在1升水中，测得A 溶液的凝固点比B 溶液的凝固点低，则 （ ）
A. B 的分子量小于A 的分子量
B. A 的分子量和B 的分子量相同
C. B 的分子量大于A 的分子量
D. 无法判断
6.0.58%的NaCl 溶液产生的渗透压接近于 （ ）
A. 0.58%的C 12H 22O 11溶液
B. 0.58%的C 6H 12O 6溶液
C. 0.2mol .L -1的C 12H 22O 11溶液
D. 0.1mol .L -1的C 6H 12O 6溶液
7．难挥发物质的水溶液，在不断沸腾时，它的沸点是 （ ）
A. 继续升高
B. 恒定不变
C. 继续下降
10．甲醛（CH 2O ）溶液和葡萄糖（C 6H 12O 6）溶液在指定温度下渗透压相等，同体积甲醛和葡萄糖两种溶液中，所含甲醛和葡萄糖质量之比是 （ ）
A. 6：1
B. 1：6
C. 1：1
11．下列物质的水溶液，浓度均为0.01mol .L -1，沸点最高的是 （ ）
A. C 12H 22O 11
B. C 6H 12O 6
C. KCl
D. Mg(NO 3)2
12.下列物质各10g ，分别溶于1000g 苯中，配成四种溶液，它们的凝固点最低的是 （ ）
A.CH 3Cl
B. CH 2Cl 2
C. CHCl 3
D.都一样
13．b = 0.01 mol .kg -1 AB 水溶液的凝固点是 - 0.0186 ︒C ，水的 K f = 1.86 K .kg .mol -1， AB 分子的解离度 是 ( )
A. 100%
B. 99%
C. 1.0%
D. 0%
(三) 填空题
1．现有100mL 浓度为3mol .L -1的H 2SO 4（相对分子质量为98）
溶液，密度ρ = 1.18g .mL -1，取出10mL
放在干燥烧杯中。
烧杯中溶液的浓度c (H2SO4)= __________，H2SO4的质量分数为__________，烧杯中溶液含溶质的物质的量n(H2SO4)=____________。
3．C6H12O6 ，NaCl，MgSO4，K2SO4四种水溶液b B均为0.1mol
.kg-1. 蒸气压最大的为_______，最小为________。
凝固点最高的为________，最低的为________。
沸点最高的为________，最低的为________。
5．68%HNO3（相对分子质量为63，密度ρ为 1.40g
.ml-1）水溶液，硝酸的物质的量分数为___________，质量摩尔浓度为_______________________。
8．为了防止水在仪器中结冰，可加入甘油降低凝固点，若需将冰点降至-2℃，每100克水中应加入
甘油克。
(M甘油=92 g .mol-1，水的k
f
=1.86℃
.kg.mol-1。
)
9．比较相同浓度(0.01mol.L-1 )的NaCl、CaCl2、蔗糖三种水溶液的蒸气压及沸点大小：蒸气压(从大到小)的顺序是____________________________________，沸点(从高到低)的顺序是______________________________________o。