物质的聚集状态
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2，物质的量分数 (xB) ：溶液中溶质的摩尔数与全部 溶液的摩尔数之比，无量纲。
同温同压下，气体的扩散速率与该气体的密度 （或分子量）的平方根成反比。
扩散速率vA 扩散速率vB
B A
MB MA
5.1.3 实际气体 1、压缩因子
定义压缩因子 Z：
压
Z pV
缩 因 子
nRT
pV ZnRT
p /MPa
2、范德华方程
(
p
an2 V2
)(V
nb)
nRT
当n = 1mol，
(
p
a Vm 2
p
RT Vm b
a Vm2
8.314 313 (1.20 0.0427) 103
0.364 (1.20 103 )2
2.00 106 Pa 2.00MPa
3、气体的液化 CO2的 p ~V 图
液相区 kci：气液共存区
气相区
5.2 液体和溶液 5.2.1 液体
5.2.1.1 液体的微观结构特征
解：（1）用理想气体状态方程计算：
p
nRT V
1mol
8.314J mol 1 K1 1.20 103 m3
313K
2.17 106 Pa
2.17MPa
（2）用范德华方程计算： 查表，得CO2的a , b 参数分
别为：a 0.364Pa m6 mol 2 b 0.0427 103m3 mol 1
R 8.314J mol 1 K1
5.1.1.2 分压定律和分容定律
1、分压定律
道尔顿（1766 ~1844）出生于英国的一个手工 业家庭。他本人的职业一直是乡村小学教师。从21 岁开始业余研究气象学。通过大量实验的观察和测 定，分别于1801年提出了混合气体分压定律、1803 年的原子论，并自行设计了一套原子符号。
第 5 章 物质的聚集状态
5.1 气体 5.2 液体和溶液 5.3 纯物质系统的相平衡和相图 5.4 等离子体
5.1 气体
5.1.1 理想气体 5.1.1.1 理想气体状态方程 1、理想气体模型的两个假设
（1）理想气体分子间无相互作用 （2）理想气体分子本身不占有体积，可视为质点。
实际气体若温度不太低（室温左右）、压强不太 大（1atm左右），可近似为理想气体。
R pV 101325 Pa 22.414 10 3 m3
nT
1mol 273 .15K
8.314 J mol 1 K1
对应不同的单位，R 有不同的数值：
0.08206atm L mol1 K1 62.36mmHg L mol 1 K1
1.987cal mol1 K1
若压强单位为kPa，体积单位为L，则R =？
短程有Baidu Nhomakorabea而远程无序
5.2.1.2 液体的蒸气压
气液两相达到相平衡 此时，蒸气的压力也不再改变。这个压力称为该 温度下该液体的饱和蒸气压，用p* 表示
p/kPa
液体的饱和蒸气压 仅与温度和液体的种 类有关，而与液体的 量无关！
t /℃
几种液体的饱和蒸气压曲线
5.2.2 溶液的浓度
1，质量分数 (wB) ：溶液中溶质的质量与全部溶液的 质量之比，无量纲。
气体分子运动论的基本要点：
（1）气体由不停地作无规则运动的分子组成。分子 本身占有的体积与气体总体积相比可以忽略。
（2）气体分子间相互作用力很小，可以忽略。分子可 视为独立运动。
（3）气体分子间彼此碰撞是完全弹性的，只有碰撞器 壁才产生压强。
（4）气体分子的平均平动能与气体的热力学温度成正比。
2、气体扩散定律
理想气体状态方程
pV = nRT
方程变形，可求一定状态下给定气体的密度：
pV nRT m RT M
pM m RT RT
V
3、摩尔气体常数 R
当压力的单位为Pa，体积的单位为m3，在标准状况 下（101325 Pa ，273.15 K），实验测得1mol气体的体 积为22.414×10-3 m3。据此，根据理想气体状态方程 可求出R 。
VA
VB
VC
Vi /V = ni /n = xi = pi /p
例：加热KClO3制备O2，生成的O2用排水法收集。在 25℃，100kPa下，得到的气体体积为250mL。计算 （1）O2的物质的量；（2）干燥O2的体积。
解：pO2 100kPa pH2O
100kPa 3.17kPa 96.83kPa
2、分容定律（分体积定律）
(1) 混合气体中各组分气体的分体积等于同温同压下 该气体单独占有的体积。
（2）混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和。
nA, nB, nC p, V, T
pV nRT (nA nB nC )RT
V nART nBRT nCRT
p
p
p
对任一组分 i ,有
2、理想气体状态方程
（1）波义耳定律: 在恒定的温度下，一定量气体的
体积与所受压强成反比。
若T 恒定，则
V1 p
（2）查理定律: 在恒定的压强下，一定量气体的体
积与绝对温度成正比。
若 p 恒定，则 V T
（3）阿伏加德罗定律: 在恒定的温度和压强下，如 果气体的分子数相同，则气体的体积也相同。
若 T ，p 恒定，则 V n
（1）O2的物质的量：
nO2
pO
V
2
RT
96.83kPa 0.25L 8.314J mol 1 K1 298K
（2）干燥O2的体积： 9.77 103 mol
VO2
nO2 RT p
9.77103 mol 8.314J mol 1 K1 298K 100kPa
0.242L
5.1.2 气体分子运动论 1、气体分子运动论
(1) 混合气体中各组分气体的分压等于同温度下该气 体单独占有总体积时的压强。
（2）混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。
nA, nB, nC p, V, T
pV nRT (nA nB nC )RT
p nART nBRT nCRT
V
V
V
对任一组分 i ,有
pA
pB
pC
pi /p = ni /n = xi xi 为组分 i 的摩尔分数
)(Vm
b)
RT
a
Vm2 分子之间有吸引力而对压力的校正,称为内压
b: 因分子本身有大小而对体积的修正，称已占体积
a 和b是决定物质本性的特征参数，称范德华常数
例： 40℃时，1mol CO2气体在1.20dm3的容器中，实 验测定其压强为1.97MPa，试分别用理想气体状态 方程和范德华方程计算CO2的压强。
同温同压下，气体的扩散速率与该气体的密度 （或分子量）的平方根成反比。
扩散速率vA 扩散速率vB
B A
MB MA
5.1.3 实际气体 1、压缩因子
定义压缩因子 Z：
压
Z pV
缩 因 子
nRT
pV ZnRT
p /MPa
2、范德华方程
(
p
an2 V2
)(V
nb)
nRT
当n = 1mol，
(
p
a Vm 2
p
RT Vm b
a Vm2
8.314 313 (1.20 0.0427) 103
0.364 (1.20 103 )2
2.00 106 Pa 2.00MPa
3、气体的液化 CO2的 p ~V 图
液相区 kci：气液共存区
气相区
5.2 液体和溶液 5.2.1 液体
5.2.1.1 液体的微观结构特征
解：（1）用理想气体状态方程计算：
p
nRT V
1mol
8.314J mol 1 K1 1.20 103 m3
313K
2.17 106 Pa
2.17MPa
（2）用范德华方程计算： 查表，得CO2的a , b 参数分
别为：a 0.364Pa m6 mol 2 b 0.0427 103m3 mol 1
R 8.314J mol 1 K1
5.1.1.2 分压定律和分容定律
1、分压定律
道尔顿（1766 ~1844）出生于英国的一个手工 业家庭。他本人的职业一直是乡村小学教师。从21 岁开始业余研究气象学。通过大量实验的观察和测 定，分别于1801年提出了混合气体分压定律、1803 年的原子论，并自行设计了一套原子符号。
第 5 章 物质的聚集状态
5.1 气体 5.2 液体和溶液 5.3 纯物质系统的相平衡和相图 5.4 等离子体
5.1 气体
5.1.1 理想气体 5.1.1.1 理想气体状态方程 1、理想气体模型的两个假设
（1）理想气体分子间无相互作用 （2）理想气体分子本身不占有体积，可视为质点。
实际气体若温度不太低（室温左右）、压强不太 大（1atm左右），可近似为理想气体。
R pV 101325 Pa 22.414 10 3 m3
nT
1mol 273 .15K
8.314 J mol 1 K1
对应不同的单位，R 有不同的数值：
0.08206atm L mol1 K1 62.36mmHg L mol 1 K1
1.987cal mol1 K1
若压强单位为kPa，体积单位为L，则R =？
短程有Baidu Nhomakorabea而远程无序
5.2.1.2 液体的蒸气压
气液两相达到相平衡 此时，蒸气的压力也不再改变。这个压力称为该 温度下该液体的饱和蒸气压，用p* 表示
p/kPa
液体的饱和蒸气压 仅与温度和液体的种 类有关，而与液体的 量无关！
t /℃
几种液体的饱和蒸气压曲线
5.2.2 溶液的浓度
1，质量分数 (wB) ：溶液中溶质的质量与全部溶液的 质量之比，无量纲。
气体分子运动论的基本要点：
（1）气体由不停地作无规则运动的分子组成。分子 本身占有的体积与气体总体积相比可以忽略。
（2）气体分子间相互作用力很小，可以忽略。分子可 视为独立运动。
（3）气体分子间彼此碰撞是完全弹性的，只有碰撞器 壁才产生压强。
（4）气体分子的平均平动能与气体的热力学温度成正比。
2、气体扩散定律
理想气体状态方程
pV = nRT
方程变形，可求一定状态下给定气体的密度：
pV nRT m RT M
pM m RT RT
V
3、摩尔气体常数 R
当压力的单位为Pa，体积的单位为m3，在标准状况 下（101325 Pa ，273.15 K），实验测得1mol气体的体 积为22.414×10-3 m3。据此，根据理想气体状态方程 可求出R 。
VA
VB
VC
Vi /V = ni /n = xi = pi /p
例：加热KClO3制备O2，生成的O2用排水法收集。在 25℃，100kPa下，得到的气体体积为250mL。计算 （1）O2的物质的量；（2）干燥O2的体积。
解：pO2 100kPa pH2O
100kPa 3.17kPa 96.83kPa
2、分容定律（分体积定律）
(1) 混合气体中各组分气体的分体积等于同温同压下 该气体单独占有的体积。
（2）混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和。
nA, nB, nC p, V, T
pV nRT (nA nB nC )RT
V nART nBRT nCRT
p
p
p
对任一组分 i ,有
2、理想气体状态方程
（1）波义耳定律: 在恒定的温度下，一定量气体的
体积与所受压强成反比。
若T 恒定，则
V1 p
（2）查理定律: 在恒定的压强下，一定量气体的体
积与绝对温度成正比。
若 p 恒定，则 V T
（3）阿伏加德罗定律: 在恒定的温度和压强下，如 果气体的分子数相同，则气体的体积也相同。
若 T ，p 恒定，则 V n
（1）O2的物质的量：
nO2
pO
V
2
RT
96.83kPa 0.25L 8.314J mol 1 K1 298K
（2）干燥O2的体积： 9.77 103 mol
VO2
nO2 RT p
9.77103 mol 8.314J mol 1 K1 298K 100kPa
0.242L
5.1.2 气体分子运动论 1、气体分子运动论
(1) 混合气体中各组分气体的分压等于同温度下该气 体单独占有总体积时的压强。
（2）混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。
nA, nB, nC p, V, T
pV nRT (nA nB nC )RT
p nART nBRT nCRT
V
V
V
对任一组分 i ,有
pA
pB
pC
pi /p = ni /n = xi xi 为组分 i 的摩尔分数
)(Vm
b)
RT
a
Vm2 分子之间有吸引力而对压力的校正,称为内压
b: 因分子本身有大小而对体积的修正，称已占体积
a 和b是决定物质本性的特征参数，称范德华常数
例： 40℃时，1mol CO2气体在1.20dm3的容器中，实 验测定其压强为1.97MPa，试分别用理想气体状态 方程和范德华方程计算CO2的压强。