第1章 气体和液体 PPT

6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
6mol
9mol
Mr(NaN3)=65.01 m(NaN3)=？
P=748mmHg=99.73kPa T=298K V(N2)=75.0L
m(NaN3)= 9299. 87 873..3 50 19 64 6.501
=131g
第1章 气体和液体
气体
理想气体状态方程式 气体混合物(分压定律)
溶液
溶液的浓度 稀溶液的依数性
理想气体状态方程式
理想气体状态方程式 理想气体状态方程式的应用
气体的最基本特征：
•
具有可压缩性和扩散性
理想气体状态方程式
• 理想气体状态方程适用条件？可以用来求算什么？
• 什么是理想气体，什么条件下的气体接近理想气体：
=0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
p(NH3)=n(NH3)/n × p =0.320/1.200 ×133.0kPa
=35.5kPa
pO2
nO2
n
p
0.18035.5kPa20.0kPa 0.320
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa
M mRT pV
M RT
p
= pM RT
=m/V
气体混合物
分压定律Hale Waihona Puke Baidu分压定律的应用
分压定律(Dalton’s Law) 组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫 做组分气体。
分压：
组分气体B在相同温度下占有与 混合气体相同体积时所产生的压力， 叫做组分气体B的分压。
pB
nBRT V
对于双组分体系，T，V 一定时
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nBRT V
pB p
nB n
xB
p
nRT V
pB
nB n
p
xB p
x B B的摩尔分数
例3 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。 解：n= n（NH3）+n（O2）+n（N2）
• 4器.将中4，L 求10总0 K压P和a H各2 组与分5L分1压00？KPa N2 混合于20L容 分压定律不适用于实际气体，为什么？
6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
在25℃。748mmHg下，要产生75.0L的 N2，计算需要叠氮化钠的质量。 解：
根据化学反应方程式所显示出的n （NaN3） 与 n（N2） 的 数 量 关 系 ， 可 以 进一步确定在给定条件下，m（NaN3） 与V（N2）的关系。
• 分子本身不占体积（分子本身的体积相对于气体所占 有体积完全可以忽略），分子间没有作用力的气体。
• 较低压力（不高于101.3kPa）较高温度（不低于0℃） 的条件下的气体接近于理想气体。
• 较低压力：分子数少，分子体积相对气体 所占的体积可以忽略；碰撞几率低，分子 间的作用力可以忽略。
• 较高温度：气体运动速率快，分子运动空 间大，分子体积相对气体所占的体积可以 忽略；碰撞几率低，分子间的作用力可以 忽略。
pV=nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下，p=101.325kPa, T=273.15K
n=1.0mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
R
pV nT
101325 Pa 22.4 10 3 m3 1.0mol 273 .15K
8.314 J mol 1 K 1
在温度和体积恒定时，混和气体的总压力等于各组分 气体分压力之和，某组分气体的分压力等于该气体单独占 有总体积时所表现的压力。
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
p 1n 1 V R,T p 2 n 2 V R,T
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
pA
pB
pA+ pB
nA
nB
nA + nB
pA ＝ nART/V
pB ＝ nBRT/V p总 ＝ pA + pB
pA nA V pA nA 1/2V
思考
pB nB 2V pB nB 2V
P总=？ nA + nB
V P总=？ nA + nB
V
对于多组分体系 pi ＝ niRT/V总
pp1p2p3 pi i
R=8.314 kPaLK-1mol-1
需要注意的问题
• pV=nRT
• 注意R与V, P的单位要对应
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
理想气体状态方程式的应用
1. 计算p，V，T，n四个物理量之一。
应用范围： 温度不太低，压力不太高的真实 气体。
例1 一玻璃烧瓶可以耐压 3.08 × 105 Pa ，在温度为300 K 和压强为 1.03 × 105 Pa 时，使其充满气体。问在什么 温度时，烧瓶将炸裂。
• 思考：
1中. ，恒使压条 其件 总下 压，为将504KLPaH,求2 与各6组L 分N2分混压合？于一容器
• 2. 将4L 100 KPa H2 与4L 100KPa N2 混合于4L容 器中，求总压和各组分分压？
• 3器.将中4，L 求10总0 K压P和a H各2 组与分4L分1压00？KPa N2 混合于8L容
课堂练习
• 一敞口烧瓶在280K时所盛的气体，需要加 热到什么温度时，才能使其体积的1/3逸出 瓶外？
答题关键： 抓住变和不变的量，变的是温度和物质的量， 不变的是压强和体积
2. 气体摩尔质量的计算
n m
pV
M
pV m RT M
M mRT pV
nRT
M = Mr gmol-1
3. 气体密度的计算
解：依据题意可知
此时
p1 T1
pT
2
2
V1 ＝ V2 ， n1 ＝ n2
T2
p p
2
T
1
1
T 2
3.04×105×300 1.03×105 K
解得 T2 ＝ 900 K 当温度达到 900 K 以上时，烧瓶会炸裂。
有关气体体积的化学计算
例 2: 为 了 行 车 的安全，可在 汽车中装备上 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，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁 在火花的引发下反应生成的。总反应是：