大学化学ppt课件

V总 Vi V1 V2 Vi
i
体积分数:某组分气体的分体积与总体积之比。
Vi i V总
摩尔分数：某组分气体“物质的量”与混合气体的总“物质的 量”之比。
ni i n总
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2.分压定律
分压力是指某一组分气体在同一温度下，它 单独占有与混合气体相同体积时所产生的压 力。
所谓理想气体，是人们经过长期观察研究自然界的气体以后， 所提出的一种假想的气体模型。假定气体的分子是一些弹性的、 本身不占有体积的质点，且分子相互之间不存在作用力。
1.理想气体分子的特征
理想气体分子间作用力极小，可忽略不计； 理想气体分子占有的体积与分子运动空间相比可忽略不计。
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2.理想气体状态方程 气体的状态方程是描述气体压力、温度、体积和物质的量之间 的关系式。
1801年，Dalton指出：混合气体的压力等于各组分气体的分压 力之和。
p总 pi p1 p2 pi
i
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分压定律示意图 推论：混合的理想气体与单一的理想气体的状态方程式有相同 的形式。
p总V n总RT
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[例] 空气中N2和O2的体积分数分别为79%和21%，计算在 5.8×105Pa下，空气中N2和O2气的分压力各为多少？
f ( p,V , T , n) 0
对理想气体，有如下关系：
pV nRT
式中:
V
P
T R
压力, Pa 3 体积, m 温度, K 1 1 气体常数，=8.314 J m ol K
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1.1.2 道尔顿分压定律 分体积：相同温度下，组分气体具有和混合气体相同压力时 所占的体积。混合气体总体积等于各组分气体分体积之和。
解：由
ni Vi pi p总 p总 n总 V总
VN 2 V总 p 总 N 2 p总
5
得
pN 2
pO2
VO2 V总
p总 O2 p总
79% 5.8 10 Pa 4.58 10 Pa
5
21% 5.8 105 Pa 1.22 105 Pa
Contents
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物质可以以固态、液态、气态等状态存在，物质所处的状态取 决于它的温度、压力、密度、组成等状态参数。通常所说的气 体、固体或液体是指常温常压下的聚集状态。 空气是人类和一切生物赖以生存的必要条件。了解大气污染原 因、提出防治措施，是工程技术人员的重要任务之一。
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1.1.1 理想气体状态方程式
总
VN 2 6.67 L
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[例] 温度为294K时，在容积为1.00dm-3的容器中，盛有10%的盐 酸溶液0.100dm-3（ 1.1g cm3 ），现在加入 0.654g Zn，并塞紧瓶口，反应完全后，计算瓶中的压力。（设 瓶内温度在反应前后不变，瓶内空气、水蒸气、HCl气体的总压 力为1.0×105Pa，反应前后它们的分压都不变）。
School of Chemical Engineering 大学化学
陈建钧
chenjianjun@
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大学化学教学内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
气体、大气污染与防治 化学反应的基本规律 水溶液和水污染及其处理 物质结构基础 化学与能源 化学与材料 化学与生命 化学与生活
ZnCl2+H2 Zn+2HCl 0.100 103 1.1 10% nHCl 0.30m ol 36.5 0.654 n Zn 0.01mol 65.4 由方程式可知，在这个反应体系中，HCl过量，反应生成H2的物 nH 2 0.01mol 质的量为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
解：
nH 2 RT 0.01 8.314 294 5 p 0 . 27 10 Pa H2 反应瓶内H2的分压为 3 V (1.00 0.10) 10
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参考资料
1. 《大学化学学习指导》 2. 《大学基础化学》
谢克难 邓建成
四川大学工科基础化 学教学中心2004.12 化学工业出版社 2003
3. 《环境化学》
杨维容等 高等教育出版社 1991
4. 《化学、社会、生活》 张运明
广西科学技术出版社
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教学内容及学时分配
第1章 气体、大气污染与防治（4学时） 第2章 化学反应的基本规律（10学时） 第3章 水的污染及其处理（6学时） 第4章 物质结构基础（10学时） 第4章 化学与能源（6学时）
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范德华方程
1873年Wan der Walls等考虑到真实气体与理想气体发生偏 差的两个因素，提出一个可用于真实气体的状态方程。
a ( p 2 )(Vm b) RT Vm
n 2a ( p 2 )(V nb) nRT V
1 mol 气体
n mol 气体
a , b 为范德华常数；Vm 为 1 mol 真实气体的体积
p总 pH 2 p其他 0.27 105 1.0 105 1.27 105 Pa15
1.1.3 真实气体状态方程式-范德华方程
温度一定时，某些真实气体在 高压下，其可压缩性比理想气 体要小；而在低压下，反而比 理想气体更容易压缩，这种偏 离理想气体的性质，表明真实 气体分子占有体积，分子之间 存在着相互作用力。
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[例] 16g的氧和28g的氮盛于10L容器里，设温度为27℃，试 计算：（1）这两种气体的分压；（2）混合气体的总压；（3） 这两种气体的分体积。 解：根据
ni Pi RT V总
5
16 8.314 (273 27) 5 p 3.75 10 Pa 32 pO2 1.25 10 Pa -3 10 10 ni Vi V总 5 pN2 2.50 10 Pa n总 VO2 3.33L
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第一章 气体 大气污染与防治 1.1 气体定律 1.1.1 理想气体状态方程式 1.1.2 道尔顿分压定律 1.1.3 真实气体状态方程式-范德华方程式 1.2 大气及大气污染 1.2.1 大气的组成和层次 1.2.2 大气污染 1.3 大气污染的防治 1.3.1 环境空气质量标准 1.3.2 大气污染的防治方法