第1章 物质的聚集态

1.1.3 混合气体的分压定律
组分气体： 理想气体混合物中每一种气体
1. 分压(pi)：一定温度下，当混合气体中组分i（ni） 单独占据混合气体总体积（ V总）时的压强（ pi），称为 该组分气体的分压。 piV总=niRT
2. 分体积(Vi)：相同温度下，组分气体i具有和混合气 体相同的压强（ p总）时，其具有的体积（Vi）称为该组 分气体的分体积。 p总Vi =niRT
p(N2 )V总 V (N2 ) 0.0573 L p总
6.1.4 气体扩散定律
● 一种气体可以自发地同另一种气体混合，并且可以
互相渗透，这种现象叫做扩散。
● 不同气体的扩散速度不同。相同的温度和压力下，
重的气体扩散较慢，轻的气体扩散较快
● 1831年，英国物理学家（Graham Thoms）格拉
理想气体状态方程的应用
1. 计算p，V，T，n四个物理量之一 pV = nRT
用于温度不太低，压力不太高的气体
2. 气体摩尔质量等的计算
pV nRT
m RT M pV
m pV RT M
M = Mr gmol-1
3. 气体密度的计算
m RT M pV
=m/V
pM RT
M
RT
p(N2)= p总 - p(NH3) - p(O2) = (133.0-35.5-20.0) kPa =77.5kPa
由NH4NO2分解制氮气，在296K及9.56×105Pa压力下， 用排水集气法收集到0.0575 L氮气，计算： （1） 氮气的分压； （2）干燥后氮气的体积（296K，压强为9.56×105Pa） （已知水在296K时的饱和蒸气压为2.81×103 Pa）
或
p总= pi
p总V总= n总RT=(n1+n2+n3+…+ni)RT
= p1V总+ p2V总+ p3V总+…+ piV总 = (p1+ p2+ p3+…+ pi)V总
即 p总=Σpi
pi=xi p总
5. 分体积定律 ◆ 混合气体总体积等于各组分气体分体积之和
V总= V1 + V2 +
3. 分压分数、体积分数及摩尔分数（xi）之间的关系 一定温度下，对一混合气体，其组分i的物质的量不变 piV总 = niRT
p总Vi = niRT
p总V总=n总RT
பைடு நூலகம்
pi Vi ni xi p总 V总 n总
4. 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总= p1 + p2 +
罕姆根据实验得出结论： 同温同压下，气体的扩散速度与气体密度的平方根成反比
u1 u2
2 M2 1 M1
已知氯气的相对分子质量为 71 ，且臭氧与氯气的扩
散速度的比值为1.193。试求臭氧的分子式。
解：已知 所以
u (臭氧) u (Cl2 ) M (Cl2 ) 1.193 M (臭氧)
R---- 摩尔气体常数
标准状况
pV = nRT
p = 101.325 kPa T = 273.15 K Vm = 22.414 L
pV 101325Pa 22.414 103m3 R nT 1.0mol 273.15K
8.314J mol1 K 1
R = 8.314 kPaLK-1mol-1 = 8314 PaLK-1mol-1
解：n总= n(NH3)+n(O2)+n(N2) =0.320 mol+0.180 mol+0.700 mol =1.200 mol
n(NH3 ) 0.320 p(NH3 ) p总 133.0 kPa 35.5 kPa n总 1.200
n(O2 ) 0.180 p(O2 ) p总 133.0 20.0 kPa n总 1.200
M (Cl2 ) 71 M (臭氧) 49.9 2 2 1.193 1.193
则臭氧的分子式为O3
p
在一定的温度和压力下， 560 mL 的 CO2 重 1.00g ；在 相同温度和压力下，另一880 mL的气体重1.50g。试求另一 气体的相对分子质量。 解：因n=m/M T、P 相同
Mx x M CO2 CO2
M
RT
P
M x M CO2
x 42.0 CO2
答：这种气体的相对分子质量为42.0
第1章 物质的聚集态
主讲：王淑萍
第1节
气
体
1.1.1 理想气体的状态方程
气体的最基本特征：可压缩性和扩散性 理想气体： ① 分子本身的体积可以忽略不计 ② 分子间的相互作用很小 ③ 气体分子处于永恒的运动中
忽略分子本身体积、分子间相互吸引和 排斥作用时，符合理想气体状态方程式
温度高 压力低
理想气体状态方程
氮气和水蒸气 的混合气体
液态水
解： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)
（1）p(N2)= p总－p(H2O) = 9.56×105 - 2.81×103 = 9.53×105（Pa）
（2）经干燥后的氮气，其压力与混合气体总压力 (外压 )
相同，因此具有分体积。 因为 p(N2) V总= p总V(N2)
或 V总 = Vi
p总V总= n总RT=(n1+n2+n3+…+ni)RT = p总V1+ p总V2+ p总V3+…+ p总Vi = p总(V1+ V2+ V3+…+ Vi) 即 V总=ΣVi Vi=xi V总
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) = 0.320 mol，n(O2) = 0.180 mol，n(N2) = 0.700 mol。混合气体的总压p = 133.0 kPa，试计算各组分 气体的分压。现已知混合气体的总体积为 13.3 L，计算各组 分气体的分体积。