第一章气体和溶液优秀课件
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大学课件无机及分析化学-第一章气体溶液和胶体
性。在难挥发非电解质的稀溶液中，这些性质就表现得 更有规律。
1.溶液的蒸气压下降
第一章第二节
一定温度下，将纯溶剂放入密闭容器中，当溶剂蒸
发为气态溶剂的速度与气态溶剂凝聚成液态的速度相等
时，达到相平衡。此时
的气体称为饱和蒸气，
溶
其所具有的压力称为该
液 蒸
温度下液体的饱和蒸气
气 压
压(简称蒸气压)。 若在纯溶剂中加入
通常所说的溶液都是指液态溶液。
溶液由溶质和溶剂组成，被溶解的物质叫溶质，溶 解溶质的物质叫溶剂。
常把含量较少的组分称为溶质，含量较多的组分称 为溶剂。
一、溶液浓度的表示法
第一章第二节
1. 物质的量浓度 单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B
的物质的量浓度。用符号cBcB表nV示B ，常用单位mol·L-1 。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解： mA 20.40 0.40 20.00g
nB
0.40 M
（M 为相对分子质量）
bB
nB mA
0.40/M 20.00 103
20 M
Tf =Kf bB
即 0.207=1.86 20 M =180.0 M
3.溶液的凝固点下降
1.溶液的蒸气压下降
第一章第二节
一定温度下，将纯溶剂放入密闭容器中，当溶剂蒸
发为气态溶剂的速度与气态溶剂凝聚成液态的速度相等
时，达到相平衡。此时
的气体称为饱和蒸气，
溶
其所具有的压力称为该
液 蒸
温度下液体的饱和蒸气
气 压
压(简称蒸气压)。 若在纯溶剂中加入
通常所说的溶液都是指液态溶液。
溶液由溶质和溶剂组成，被溶解的物质叫溶质，溶 解溶质的物质叫溶剂。
常把含量较少的组分称为溶质，含量较多的组分称 为溶剂。
一、溶液浓度的表示法
第一章第二节
1. 物质的量浓度 单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量称为溶质B
的物质的量浓度。用符号cBcB表nV示B ，常用单位mol·L-1 。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解： mA 20.40 0.40 20.00g
nB
0.40 M
（M 为相对分子质量）
bB
nB mA
0.40/M 20.00 103
20 M
Tf =Kf bB
即 0.207=1.86 20 M =180.0 M
3.溶液的凝固点下降
简明无机化学第一章 气体和稀溶液课件
则 n mol 分子的体积 V分 = n b dm3
而理想气体的体积 V =（m － n b） dm3
如图实际气体的体积 V实 = m dm3
V = （m － n b）dm3 V分 = n b dm3
一般关系式为 V = V实 － nb
（2）
p = p实 + （a n ）2 （1）
V
V = V实 － nb
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1
从式
R=
pV nT
和
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位 为 焦耳 （J）
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m 3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
pV R = nT
若压力用 Pa
混合气体的总压为 3 105 Pa
亦有
p总 = pN2 + pO2
道尔顿（Dalton）进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式。
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
2. 组分气体的摩尔分数
组分气体 i 的物质的量用 ni 表 示，混合气体的物质的量用 n 表示，
而理想气体的体积 V =（m － n b） dm3
如图实际气体的体积 V实 = m dm3
V = （m － n b）dm3 V分 = n b dm3
一般关系式为 V = V实 － nb
（2）
p = p实 + （a n ）2 （1）
V
V = V实 － nb
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1
从式
R=
pV nT
和
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位 为 焦耳 （J）
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m 3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
pV R = nT
若压力用 Pa
混合气体的总压为 3 105 Pa
亦有
p总 = pN2 + pO2
道尔顿（Dalton）进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式。
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
2. 组分气体的摩尔分数
组分气体 i 的物质的量用 ni 表 示，混合气体的物质的量用 n 表示，
大学化学 第一章气体和溶液课件
5.28 mol (0.086 5.28)
mol
0.984
例1-4 已知浓硫酸的密度为1.84 g ·mL-1，含硫酸为96.0 %， 如何配制c(H2SO4) = 0.10 mol ·L-1的硫酸溶液500 mL？
解： cB
nB V
mB MBV
mB MBm /
B
MB
c(浓H2SO4 )
(浓H2SO4 )
溶液有两大类性质：
1.与溶液中溶质的本性有关：如颜色、比重、酸碱 性和导电性等
2.与溶液中溶质的独立质点数有关：如溶液的蒸气 压、凝固点、沸点和渗透压等。
难挥发的非电解质稀溶液有一定的共同性和 规律性。该类性质称为稀溶液的通性，或称为 依数性。包括四个方面：
1、蒸气压下降（The lowering of the vapor pressure) 2、沸点上升 (The elevation of the boiling point) 3、凝固点降低 (The depression of the freezing point) 4、渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure)
1.2.2.1 物质的量浓度
cB
nB V
cB — 物质的量浓度 ，单位为mol·L-1。 nB — 物质B的物质的量，单位为mol。 V — 混合物的体积，单位为L 。
注意：使用物质的量单位mol时，要指明物质的 基本单元。
c (H2SO4) = 0.10 mol·L-1 c (1/2H2SO4) = 0.10 mol·L-1 两个溶液的浓度数值虽然相同，但是，它 们所表示1L溶液中所含H2SO4的物质的量是 不同的，分别为0.10 mol和0.050 mol。
第一章 气体溶液和胶体 PPT课件
合136mL。
第二节
分散系
溶液
溶液的浓度
电解质溶液
溶液：一种物质以分子、离子状态分散于另 一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶 液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指 明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即 “溶液浓度”。根据“溶质的量”的不同表示 方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可 以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质 量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔 分数。
一、分散系
分散质
分散
分散剂
分散系
（固、液、气态）
分散系 分散质 分散剂
一种或几种物质以细小 的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系。 被分散的物质。
把分散质分散开来 的物质。
表1 按分散质颗粒大小分类的分散系
颗粒直径大小 小于1nm(10–9) 1~100nm 类 型 分子离子 分散系 胶体 主 要 特 征 粒子能通过滤纸与半 透膜，扩散速度快 粒子能通过滤纸但不 能透过半透膜,扩散慢 实 例 NaCl 溶液 Fe(OH)3 溶胶 蛋白质 溶液 豆 浆 乳 汁
式中p为溶液的蒸气压，p*为纯溶剂的蒸气压，
xA为溶剂的摩尔分数。
x A ＋x B ＝ 1 p p (1 x B )
pA － p pA xB p p A xB A
拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀 溶液中（nA>>nB） ：x ＝ nB nB B nA＋nB nA 若以水为溶剂，则1000g水中
在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸
气压（p*）。 易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压
第二节
分散系
溶液
溶液的浓度
电解质溶液
溶液：一种物质以分子、离子状态分散于另 一种物质中所构成的均匀而又稳定的体系叫溶 液。分为电解质溶液和非电解质溶液通常不指 明溶剂的溶液都是水溶液，简称为溶液。 一定量溶液或溶剂中所含的溶质的量即 “溶液浓度”。根据“溶质的量”的不同表示 方法及它在溶液或溶剂中的量，溶液的浓度可 以用不同的方法来表示，常用的表示方法，质 量摩尔浓度、物质的量浓度、质量分数和摩尔 分数。
一、分散系
分散质
分散
分散剂
分散系
（固、液、气态）
分散系 分散质 分散剂
一种或几种物质以细小 的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系。 被分散的物质。
把分散质分散开来 的物质。
表1 按分散质颗粒大小分类的分散系
颗粒直径大小 小于1nm(10–9) 1~100nm 类 型 分子离子 分散系 胶体 主 要 特 征 粒子能通过滤纸与半 透膜，扩散速度快 粒子能通过滤纸但不 能透过半透膜,扩散慢 实 例 NaCl 溶液 Fe(OH)3 溶胶 蛋白质 溶液 豆 浆 乳 汁
式中p为溶液的蒸气压，p*为纯溶剂的蒸气压，
xA为溶剂的摩尔分数。
x A ＋x B ＝ 1 p p (1 x B )
pA － p pA xB p p A xB A
拉乌尔定律只适用于非电解质的稀溶液，在稀 溶液中（nA>>nB） ：x ＝ nB nB B nA＋nB nA 若以水为溶剂，则1000g水中
在一定温度下，任何纯溶剂都有一定的饱和蒸
气压（p*）。 易挥发性物质：蒸气压大 难挥发性物质：蒸气压低 固体也会蒸发，也有蒸气压
第一章 气体和溶液
1. 稀溶液蒸气压下降
(1) 溶剂的蒸汽压 vapor pressure
(2) 稀溶液的蒸汽压下降 pressure lowering
(2) 稀溶液的蒸汽压下降 pressure lowering
溶液的蒸发与纯水蒸发相比，速率要慢得多，因为： 溶液表面被溶质微粒所占据，使溶液表面动能较高，足以克 服分子间引力而进入气相的溶剂分子相对含量降低，减少溶 剂分子蒸发的机会。
4. 质量分数
定义：B物质的质量与混合物质量之比， 表示相同质量单位物质的相对含量。 单位：1
表示式： ωB= mB /（mA+ mB）
表示方法：分数或者小数
举例： ω硫酸 = 98% or 0.98
5. 质量浓度
定义: B物质的质量与混合物体积之比。 符号:ρB 单位：Kg/m －3;g· －1；mg · －1;μg · －1 L L L
B组分气体分压的求解：
nB RT pB V p nRT V
pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
1.4 分压定律的实 际应用 计算气体混合物中各组分气体分压
例题:
在25℃、99.43kPa下，以排水集气法在水面上收 集到的氢气体积为0.4006L，计算在同样温度、压力 下，用分子筛除去水分后所得干燥氢气V’ 和n。已知 25℃时水的饱和蒸气压为3.17kPa 解： T =(273+25)K = 298K p=99.438kPa V=4.16L
C
水
水的 相图 是根 据实 验绘 制的：
A f
冰
P
610.62
O
D
B
273.16
q 水蒸气
大学无机化学课件完整版课件
教 程
p(H2) = 0.10×600kPa = 60 kPa
§1.2 稀溶液的依数性
无
机 化
1.2.1 溶液的浓度
学
基 础
1.2.2 稀溶液的依数性
教
程
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度
cB
nB V
,单位：mol L1
无 机 化
2.
质量摩尔浓度
bB
nB mA
,单位：mol kg 1
1.1.2 气体的分压定 律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫
无 做组分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与
础 教
混合气体相同体积时所产生的压力，叫做
程 组分气体B的分压。
pB
nBRT V
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。
无
p = p1 + p2 +
化 5 0.8719 40 7.3754 80 47.3798 学 10 1.2279 50 12.3336 90 70.1365
基
础 20 2.3385 60 19.9183 100 101.3247
教
程 * 同一种液体，温度升高，蒸气压增大 。
* 相同温度下，不同液体蒸气压不同；
无
1. 乙
机
醚
pB p
xB
VB V
B
,
pB B p
例1-3：某一煤气罐在27℃时气体
的压力为600 kPa ，经实验测得其中CO和H2
的体积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2
《气体与溶液》课件
应用与意义
工业应用
探究气体溶液在工业生产中的广 泛应用，例如化学反应和材料制 备。
日常生活应用
了解气体溶液在日常生活中的运 用，如饮用水的净化和药物的制 造。
环境影响
认识气体溶液对环境和生态的影 响，例如水领域的研究方向
了解气体和溶液相关领域的研究进展和未来热点。
溶液的组成和性质
了解溶质和溶剂之间的相互作 用和溶解度的影响因素。
气体溶解过程原理
深入研究气体在溶液中的溶解 过程和溶解度的计算方法。
实验与数据
1
实验步骤和操作
详细介绍进行气体和溶液实验所需的步
数据记录和分析
2
骤和操作方法。
记录实验结果并进行数据分析，揭示气
体和溶液之间的关联。
3
实验结果与发现
总结实验结果，探索气体和溶液的性质 和特点。
未来可能的应用和发展
展望气体溶液在新能源、环境保护和医药领域等方面的潜在应用和发展。
总结和回顾
通过《气体与溶液》PPT课件，我们深入了解了气体和溶液的原理与概念、实验与数据、应用与意义，并展望 了未来的拓展方向。希望通过这门课程，您能加深对气体和溶液的理解和应用。
《气体与溶液》PPT课件
欢迎来到《气体与溶液》PPT课件！在这个课程中，我们将探索气体和溶液的 基本概念、原理与实验，并了解其在工业和日常生活中的应用。
课题介绍
探索与发现
学习气体和溶液的基本特征和性质。
目标与重点
了解气体溶解过程的原理和溶液的组成。
原理与概念
气体的性质和特征
探索气体的压力、温度和容积 等基本性质。
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。
关于气体和溶液课件
* 理想气体分子本身占有的体积忽略不计, 将分子看成有质量的几何点。 * 理想气体分子间的作用力忽略不计。分子 与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，是完 全弹性碰撞-无动能损失。
严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对
实际气体来说，只要温度不是太低（高温）， 压力不是太高（低压），都可以近似用理想气
R p V 1 .01 1 3 5 P 0 2 2 a 5 .4 2 1 1 3 4 m 0 3 nT 1 m 2 o.1 7 lK 5 3 8 .3 1 4 5 P a m 3K 1 m o l 1
8.3145JK 1m ol 1
1.2 混合气体的分压定律 1.2.1 混合气体：
由两种或两种以上的气体混合在一起组成的 体系。其中每种气体称为混合气体的组分气 体。
(其中：xi = ni/ n总称作摩尔分数) 混合气体中各组分的摩尔分数之和等于1
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
这是分压定律的实质。
例 1. 1 某温度下，将 2 105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 105 Pa 的 N2 6 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中。
p总
将 N2 和 O2 按上图所示混合。
测得混合气体的 p总 为 4 105 Pa。
可见
p总 = pN + pO
再考察一个实验
+ N2
O2
+ N2
O2
1 dm3
2 dm3
8105 Pa 2105 Pa
4 dm3
p总
测混合气体的总压为 3 105 Pa
pN = 2 105 Pa pO = 1 105 Pa
严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对
实际气体来说，只要温度不是太低（高温）， 压力不是太高（低压），都可以近似用理想气
R p V 1 .01 1 3 5 P 0 2 2 a 5 .4 2 1 1 3 4 m 0 3 nT 1 m 2 o.1 7 lK 5 3 8 .3 1 4 5 P a m 3K 1 m o l 1
8.3145JK 1m ol 1
1.2 混合气体的分压定律 1.2.1 混合气体：
由两种或两种以上的气体混合在一起组成的 体系。其中每种气体称为混合气体的组分气 体。
(其中：xi = ni/ n总称作摩尔分数) 混合气体中各组分的摩尔分数之和等于1
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
这是分压定律的实质。
例 1. 1 某温度下，将 2 105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 105 Pa 的 N2 6 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中。
p总
将 N2 和 O2 按上图所示混合。
测得混合气体的 p总 为 4 105 Pa。
可见
p总 = pN + pO
再考察一个实验
+ N2
O2
+ N2
O2
1 dm3
2 dm3
8105 Pa 2105 Pa
4 dm3
p总
测混合气体的总压为 3 105 Pa
pN = 2 105 Pa pO = 1 105 Pa
第一章气体与溶液ppt课件
依数性是指： 溶液的蒸气压降低 溶液的沸点升高、凝固点下降 溶液具有渗透压
1 稀溶液蒸气压下降
溶液的饱和蒸汽压
纯溶剂
溶液
结果：稀溶液溶剂蒸 发的速率比纯溶剂蒸 发得慢，系统中气相 分子数目少，故稀溶 液蒸汽压总是低于纯 溶剂的蒸汽压：
P < P0
对溶液来讲, 蒸气 压大于P, 液化；蒸气
压小于P, 汽化。
pN2= p- p(H2O) = 97.8-2.2 = 95.6KPa
n(N2)=pN2V/(RT)
(97.82.20)kPa4.16L n(N2) = 8.31J4K-1mo-1l29K2 =0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)
64.04g
1mol
m(NH4NO2)=?
如果在19℃、97.8kPa下，以排水集气法在水面上 收集到的氮气体积为4.16L，计算消耗掉的亚硝酸铵的 质量。（ 19℃ 水的饱和蒸气压为p2.20kPa）
解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
19℃ 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
100个大气压下的气体？ －10℃气体？
2、理想气体状态方程式
pV nRT
式中： p:气体的压力，单位是 Pa或 kPa; V :气体体积， 单位 m3或 L； n :是气体物质的量，单位 mol； T :气体温度，单位 K; R :摩尔气体常数，
在标准状况下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
d< 1nm
分子分散系
第一章气体和稀溶液.ppt
2019/11/5
18
1.2.4 拉乌尔定律
1.定义
在一定温度下，稀溶液的饱和蒸气压等于纯溶 剂的饱和蒸气压与溶剂的摩尔分数之积。
拉乌尔(Rauolt F M,法国物理学家)
p =p0·x剂
式中: p — 溶液的饱和蒸气压, Pa x剂 — 溶剂的摩尔分数 p0 — 纯溶剂的饱和蒸气压, Pa 。
— 溶液的渗透压, kPa
c— 溶液的浓度, mol·m-3
R — 8.314 J·mol-1·K-1 T — 热力学温度,K
2019/11/5
34
1.5 依数性的应用
1.稀溶液定律又称为稀溶液的“依数性”
难挥发、非电解质稀溶液的蒸气压下降、 沸点上升、凝固点下降以及渗透压只与一定量 溶剂中所含溶质的量(或溶液的浓度)成正比， 而与溶质的本性无关。
32
3. 渗透压图释
渗透压π
产生渗透压的根 本原因
相界面上可发生 转移的分子个数不同
蔗蔗糖 糖溶液
纯水
H2O分子
半透膜 渗透压示意图
溶液的依数性
2019/11/5
33
4.渗透压(osmotic pressure ) 阻止溶剂分子通过半透膜进入溶液所施 加于溶液上方的额外压力，称为渗透压。
式中
= cRT
(1) NaCl (2) CaCl2 (3) 葡萄糖 (4) HCN
沸点高低或渗透压大小顺序为：A2B或AB2型 强电解质＞AB型强电解质溶液＞弱电解质溶液＞ 非电解质溶液。
蒸气压、凝固点高低顺序与上相反。
2019/11/5
38
将下列相同浓度(0.01mol·kg-1)的水溶液， 按着蒸气压、沸点、凝固点由低到高顺序排 列之：
物理化学傅献彩第一章课件
第一章 气体和溶液一、气体1. 波义尔-马略特定律：n 、T 一定，2211V p V p = or C pV = （1.1） 2. 查里定律： n 、V 一定， 2121T T p p = or 2211T p T p = or T p ∝ （1.2）3. 盖·律萨克定律：n 、p 一定，2121T T V V = or 2211T V T V = or T V ∝ （1.3） 4. 理想气体状态方程式(克拉伯隆方程)：nR T pV T V p T V p ===222111 or n R T p V = （1.4） 5. 阿佛加德罗定律：同T 、p 、V 的气体，n (分子数)相同。
标准状况下：气体摩尔体积 V 0 = 22.414×10-3 m 31-1-3-30K m ol J 8.314273.15K1m ol m 1022.414Pa 101325⋅⋅=⨯⨯⨯==nT pV R 气体的体积密度：由 M mn =和（1.4）式得RTpM V m ==ρ or p RT M ρ= （1.5） 两种气体p 、T 相同时： 2121ρρ=M M （1.6） 6．混合气体分压定律、分体积定律：混合气体、组分气体；分压力(p i )、分体积(i V )、总体积（总V ）、总压力(总p )；体积分数、摩尔分数(x i )：总总总p p V V n n x i i i i === (1.7) +++=321p p p p 总… 或 总p =Σi p (1.8) 即 总V =V 1+V 2+V 3+… 或 总V =ΣV i (1.9)RT n V p i i =总 (1.10)RT n V p i i =总 （1.11）RT n V p 总总总= （1.12） 则： 总总总总总p x p V V p n n p i i i i === （1.13） 7．气体扩散定律A B A B BA M M u u ==ρρ （1.14）二、溶液1. 溶液浓度的表示方法 按溶质的相对含量可分为稀溶液和浓溶液。
第一部分气体和溶液教学课件
冰，求未知物的摩尔质量。
解 已知M(C12H22O11)=342g·mol-1，根据
Tf
Kf
•m(C12H22O11)Kf
• mC12H22O11 1000 M(C12H22O11)
有Tf
Kf
2.50 1000 342253.1
则T（ f C12H22O11） Kf M(未知 m未 物 知物 )•mH2O1000Kf M(未知 5.物 20)10001000
(5)n(H2O)M m (H H22 O O)93.0 18 .0 2.00mol5.28mol x(H2C2O 4)n(H2n C (2H O 4 2C ) 2O n4()H2O)0.05 05 .0 55 55 5.281.04102
例 将2.50g蔗糖（C12H22O11）溶解在253.1g水中；将 5.20g未知物溶解在1000g水中，两溶液在同一温度开始结
p(N2) (99.31.93)kPa
p1V1 p2V2
T1
T2
V2
p1V1T2 p2T1
97.4kPa150ml 273K 101.3kPa290K
136ml
例 在25℃ 下，将0.100mol 的 O 2 和0.350mol的 H 2
装入3.00L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组分的 分压。
例 将7.00g结晶草酸（H2C2O4·2H2O）溶于93.0g水， 所得溶液的密度1.025g·cm-3,求该溶液的（1）质量分数；
（2）质量浓度；（3）物质的量浓度；（4）质量摩尔浓
度；（5）物质的量分数。
解 已知ρ=1.025g·cm-3 ，查表得
M(H2C2O4·2H2O)=126.07g·mol-1,M(H2C2O4)=90.04 g则·mm olH -12C 2O 47.001 9 2 0 6 ..0 0 4 7g5.00g
第1章：气体和溶液49页PPT文档
×0.0224 (m3/mol) = 0.071kg /mol = 71.00g/mol
标准状况： T=273.15K P=101325pa R=8.314J/mol.K
7
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：
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa
14
分压定律的应用
15
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：查表1-1，17 ℃的饱和水蒸气压1.93kPa P(N2) = (99.3-1.93) =97.4kPa
18
p1V1 p2V2
T1
T2
V 2p T 1 1 V p 1 T 229.4 7 2 k9 P K 1 0 1 a5 m 0 .3 0 k 1 2 lP7 K a3
=136ml
目
录
第一节 气体 第二节 溶液 第三节 胶体溶液
2
第一节：气体
物质通常以气态、液态或固态形式存在。本 章介绍气体和溶液。
一、理想气体状态方程式
1、概念：分子本身不占有体积；分子间没有 作用力的气体称为理想气体。
实际气体，但在处于低压(<=1atm)和高温 (>273K)的条件下，可近似视为理想气体。
3
一、理想气体状态方程式
理想气体状态方程式为：
pV= nRT
(1-1)
式1-1应用于实际气体时，只适用于温度 较高(>=273K)、及较低压力((<=1atm)的 情况。
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因此，反应后：
p(H2)
0.1
5
08.3152 3.00
9
812
4kPa
p(H2O) 3.17kPa（由表 11查得）
p1243.17127.17kPa
例：25℃时，初始压力相同的5.0L氮和15.0L氧压缩 到体积为10.0L的真空容器中，混合气体总压力是 150kPa，试求（1）两种气体的初始压力，（2）混 合气体中氮和氧的分压，（3）如果把温度升到210 ℃ ，容器的总压力。
3 nO2 4n总 0.454mol
混合 pN 2前 nV N 2N R ： 2 T0.15 8 5.1 3.1 0 2597 85kP
(2)混合气体中：pN2 n N2 1 p总 n总 4
1
1
p N2
4 p总
150 4
37.5kPa
3
3
pO2
4 p总
150 4
112.5kPa
(3)
解：
P,T,V与R
pV m RT M
的单位要 统一
M
mRT pV
0.118103 8.315(25 73.3250103
273)
16.0103k g mol1
M 16.0g mol1
该气体的相对分子质量为16.0
例：在1000℃和97kPa压力下，硫蒸气的密度是0.5977gL-1。 试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫蒸气的化学式。
温（高于273K）的情况下，可以近似地看成 理想气体。
气体状态方程式的另一些形式：
pV m RT M
pM RT
m 质量(kg) ； M 摩尔质量(kg mol-1) ρ 密度（kg m-3）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例1-1 (p.2) ：一学生在实验室中，在73.3kPa和25℃下收集得 250mL某气体，在分析天平上称量，得气体净质量为0.118g， 求气体的相对分子质量。
两式相除得：
pi p
ni n
xi
xi： i 组分气体的摩尔分数
显然
x1x2...xi 1
则：pi = xi p
即：混合气体中某组分气体的分压力等于该组
分的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。
例1-2（p.3)：在17 ℃，99.3kPa的气压下，用排水 集气法收集氮气150mL。求在标准状况下该气体经 干燥后的体积。
道尔顿分压定律 的公式表达：
p = p1 + p2 +…… = pi
对于混合气体中的每一个组分有：i
p 则由道尔顿分压定律可知：
i
ni V
RT
p=pi ni R VTnR VT
式中：n为混合气体的总量。可见理想气体状 态方程不仅适用于某一纯净气体，也适用于混 合气体。
(1) pi V = ni RT (2) p V = n RT
解: ( 1 ) pMRT
MRT 0.59 717 0313 08.315 (273 10)0
p
97 13 0
6.5 21 03kg mo 1l6.5 2g mo 1 l
(2) 65.2 2.03 32.07
P,T, 与R
的单位要 统一
硫蒸气的化学式为S2
1.1.2 道尔顿分压定律
1800年，道尔顿（Dalton J）加热相同体积的不同气体， 发现：
T210273483K
pnR T0.6058.315483243kPa
V
10.0
1.2 溶液
基本概念 体系——所要研究的对象。 环境——体系周围与体系有密切关系的部分。 相 ——体系中化学性质与物理性质完全相同的任
何均匀部分。 1.2.1分散体系 分散体系——一种或几种物质分散在另一种物质中
解：在水面上收集气体，测出的压力是饱和水蒸气 压力和气体压力之和。
查表1-1，17 ℃时饱和水蒸气压力为1.93kPa
P( N2 )(99.31.93)kPa97.4kPa
p1V1 p2V2
T1
T2
V 2p p 1 V 2T 1T 12190 ..4 3 7 1 1 (15 72 207 7 )3 1 33 m6L
例1-3（p.4)： 在25 ℃下，将0.100mol的O2和 0.350molH2装入3.00L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
的总压和各组分的分压。
解：反应前:
p(O2)
nO2
RT
V
0.1008.31529882.6kPa 3.00
p(H2)
nH2
RT
第一章气体和溶液
第一章 气体和溶液
1.1 气 体 1.2 溶 液 1.3 胶 体 溶 液
1.1 气 体
1.1.1 理想气体状态方程式 1.1.2 道尔顿分压定律
1.1.1 理想气体状态方程式
理想气体：忽略分子的大小和分子间的相互 作用力
理想气体状态方程：pV= nRT R：摩尔气体常数，8.315 Pam3 mol-1K-1； kPaLmol-1K-1 ；Jmol-1K-1 实际气体处于低压（低于数百千帕）、高
V
0.3508.315298289kPa 3.00
p82.6289372kPa
2H2 （g）+ O2 (g)= 2H2O (l)
通电时0.100mol O2只与0.200mol H2反应生成 0.200mol H2O。液态水所占体积与容器体积相比可 忽略不计，但因此产生的饱和水蒸气却必须考虑。
1）温度升高所引起的气体压强变化值与气体种类无关， 2）当温度变化相同时，气体压强变化也是相同的。 1801年，他将水蒸汽加入干燥空气中，发现混合气体中某组
分的分压力与其他组分压强无关，且总压强等于两者压强和。 这就是道尔顿分压定律（Dalton’ law of partial pressure）：
解： (1)n总 R pV T8.311 5 ( 5 21 07 .0 2 350 ).605m
混合V 前 N2 ： nN2 5.01 VO2 nO2 15 .0 3
p 1V 1 p 2V 2
p1
p 2V 2 1 5 0 1 0
V1
20
75kPa
所以： nN2
1 4
n总
0.151mol
混合气体的总压力等于各组分气体的
分压力之和。
分压力：在同一温度下，某组分气体单独占有混合
气体的容积时所产生的压力。
由于在通常条件下，气体分子间的距离大，分子间 的作用力很小，所以气体具有两大特征，即扩散性 和可压缩性，任何气体都可以均匀充满它所占据的 容器。
如果将几种彼此不发生化学反应的气体放在同一 容器中，各种气体如同单独存在时一样充满整个容 器。
p(H2)
0.1
5
08.3152 3.00
9
812
4kPa
p(H2O) 3.17kPa（由表 11查得）
p1243.17127.17kPa
例：25℃时，初始压力相同的5.0L氮和15.0L氧压缩 到体积为10.0L的真空容器中，混合气体总压力是 150kPa，试求（1）两种气体的初始压力，（2）混 合气体中氮和氧的分压，（3）如果把温度升到210 ℃ ，容器的总压力。
3 nO2 4n总 0.454mol
混合 pN 2前 nV N 2N R ： 2 T0.15 8 5.1 3.1 0 2597 85kP
(2)混合气体中：pN2 n N2 1 p总 n总 4
1
1
p N2
4 p总
150 4
37.5kPa
3
3
pO2
4 p总
150 4
112.5kPa
(3)
解：
P,T,V与R
pV m RT M
的单位要 统一
M
mRT pV
0.118103 8.315(25 73.3250103
273)
16.0103k g mol1
M 16.0g mol1
该气体的相对分子质量为16.0
例：在1000℃和97kPa压力下，硫蒸气的密度是0.5977gL-1。 试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫蒸气的化学式。
温（高于273K）的情况下，可以近似地看成 理想气体。
气体状态方程式的另一些形式：
pV m RT M
pM RT
m 质量(kg) ； M 摩尔质量(kg mol-1) ρ 密度（kg m-3）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例1-1 (p.2) ：一学生在实验室中，在73.3kPa和25℃下收集得 250mL某气体，在分析天平上称量，得气体净质量为0.118g， 求气体的相对分子质量。
两式相除得：
pi p
ni n
xi
xi： i 组分气体的摩尔分数
显然
x1x2...xi 1
则：pi = xi p
即：混合气体中某组分气体的分压力等于该组
分的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。
例1-2（p.3)：在17 ℃，99.3kPa的气压下，用排水 集气法收集氮气150mL。求在标准状况下该气体经 干燥后的体积。
道尔顿分压定律 的公式表达：
p = p1 + p2 +…… = pi
对于混合气体中的每一个组分有：i
p 则由道尔顿分压定律可知：
i
ni V
RT
p=pi ni R VTnR VT
式中：n为混合气体的总量。可见理想气体状 态方程不仅适用于某一纯净气体，也适用于混 合气体。
(1) pi V = ni RT (2) p V = n RT
解: ( 1 ) pMRT
MRT 0.59 717 0313 08.315 (273 10)0
p
97 13 0
6.5 21 03kg mo 1l6.5 2g mo 1 l
(2) 65.2 2.03 32.07
P,T, 与R
的单位要 统一
硫蒸气的化学式为S2
1.1.2 道尔顿分压定律
1800年，道尔顿（Dalton J）加热相同体积的不同气体， 发现：
T210273483K
pnR T0.6058.315483243kPa
V
10.0
1.2 溶液
基本概念 体系——所要研究的对象。 环境——体系周围与体系有密切关系的部分。 相 ——体系中化学性质与物理性质完全相同的任
何均匀部分。 1.2.1分散体系 分散体系——一种或几种物质分散在另一种物质中
解：在水面上收集气体，测出的压力是饱和水蒸气 压力和气体压力之和。
查表1-1，17 ℃时饱和水蒸气压力为1.93kPa
P( N2 )(99.31.93)kPa97.4kPa
p1V1 p2V2
T1
T2
V 2p p 1 V 2T 1T 12190 ..4 3 7 1 1 (15 72 207 7 )3 1 33 m6L
例1-3（p.4)： 在25 ℃下，将0.100mol的O2和 0.350molH2装入3.00L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
的总压和各组分的分压。
解：反应前:
p(O2)
nO2
RT
V
0.1008.31529882.6kPa 3.00
p(H2)
nH2
RT
第一章气体和溶液
第一章 气体和溶液
1.1 气 体 1.2 溶 液 1.3 胶 体 溶 液
1.1 气 体
1.1.1 理想气体状态方程式 1.1.2 道尔顿分压定律
1.1.1 理想气体状态方程式
理想气体：忽略分子的大小和分子间的相互 作用力
理想气体状态方程：pV= nRT R：摩尔气体常数，8.315 Pam3 mol-1K-1； kPaLmol-1K-1 ；Jmol-1K-1 实际气体处于低压（低于数百千帕）、高
V
0.3508.315298289kPa 3.00
p82.6289372kPa
2H2 （g）+ O2 (g)= 2H2O (l)
通电时0.100mol O2只与0.200mol H2反应生成 0.200mol H2O。液态水所占体积与容器体积相比可 忽略不计，但因此产生的饱和水蒸气却必须考虑。
1）温度升高所引起的气体压强变化值与气体种类无关， 2）当温度变化相同时，气体压强变化也是相同的。 1801年，他将水蒸汽加入干燥空气中，发现混合气体中某组
分的分压力与其他组分压强无关，且总压强等于两者压强和。 这就是道尔顿分压定律（Dalton’ law of partial pressure）：
解： (1)n总 R pV T8.311 5 ( 5 21 07 .0 2 350 ).605m
混合V 前 N2 ： nN2 5.01 VO2 nO2 15 .0 3
p 1V 1 p 2V 2
p1
p 2V 2 1 5 0 1 0
V1
20
75kPa
所以： nN2
1 4
n总
0.151mol
混合气体的总压力等于各组分气体的
分压力之和。
分压力：在同一温度下，某组分气体单独占有混合
气体的容积时所产生的压力。
由于在通常条件下，气体分子间的距离大，分子间 的作用力很小，所以气体具有两大特征，即扩散性 和可压缩性，任何气体都可以均匀充满它所占据的 容器。
如果将几种彼此不发生化学反应的气体放在同一 容器中，各种气体如同单独存在时一样充满整个容 器。