大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、關(guān)于大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三21 氣 體211 理想氣體的狀態(tài)方程 用來(lái)描述氣體狀態(tài)的物理量壓強(qiáng) p 帕斯卡 Pa （Nm2）溫度 T 開爾文 K體積 V 立方米 m3物質(zhì)的量 n 摩爾 mol第2頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 （1） 忽略分子本身體積，將分子看成有質(zhì)量的幾何點(diǎn)。 理想氣體模型的兩個(gè)假設(shè) （2） 忽略分子間作用力。 且分子與分子之間、分子與器壁之間的碰撞，是完全彈性碰撞 無(wú)動(dòng)能損失。 第3頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 高溫低壓下的實(shí)際氣體接近于理想氣體。

2、在高溫和低壓下，實(shí)際氣體分子間的距離相當(dāng)大，氣體分子自身的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣體占有的體積，此時(shí)分子間作用力極弱。第4頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三玻意耳定律 當(dāng) n 和 T 一定時(shí)，氣體的 V 與 p 成反比。1V p蓋呂薩克定律 當(dāng) n 和 p 一定時(shí)，氣體的 V 與 T 成正比。 V T V n當(dāng) p 和 T 一定時(shí)，氣體的 V 和 n 成正比。 阿伏伽德羅定律 第5頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三V nT p 綜合以上三個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，得實(shí)驗(yàn)測(cè)得，其比例系數(shù)是 R， 則 V = nRTp即 pV = n RT 此式稱為理想氣體狀態(tài)方程式。

3、1V pV T V n第6頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 nT pV R = 得由 pV = n RT 若壓強(qiáng) p 的單位為 Pa 體積 V 的單位為 m3 溫度 T 的單位為 K 物質(zhì)的量 n 的單位為 mol 則 R = 8.314 J mol1 K1第7頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 若壓強(qiáng)用 Pa 體積用 dm3 溫度用 K 物質(zhì)的量用 mol 為單位，則 R = Pa dm3 mol1 K1 8.314 103 nT pV R =第8頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 解：依據(jù)題意可知 V1 = V

4、2 ， n1 = n2 則當(dāng)溫度達(dá)到 900 K 以上時(shí)，燒瓶會(huì)炸裂。例21 一玻璃燒瓶可以耐壓 3.04 105 Pa ，在溫度為300 K 和壓強(qiáng)為 1.013 105 Pa 時(shí)，使其充滿氣體。問在什么溫度時(shí)，燒瓶將炸裂。 此時(shí)p1p2T1T2=即 T2 = p2p1T13.04 105 Pa 300 K1.013 105 Pa= 900 K第9頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三例 22 27 和 101 kPa下，1.0 dm3 某氣體質(zhì)量為 0.65 g。求它的相對(duì)分子質(zhì)量。 由 pV = nRT 解：設(shè)氣體的摩爾質(zhì)量為 M，氣體的質(zhì)量為 m，則該種氣體的物質(zhì)

5、的量為 n = mM則 M = mRTpV得 RT pV n =即 = RT pV M m第10頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三由 M = mRTpVM = 0.65 g 8.314 J mol 1 K 1 300 K101 103 Pa 1103 m3= 16 g mol 1所以該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為 16。第11頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三212 實(shí)際氣體的狀態(tài)方程（1） 實(shí)際氣體分子間的引力不容忽視；（2） 實(shí)際氣體分子自身的體積不容忽視。第12頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 實(shí)際氣體的壓力 p實(shí)

6、是碰撞器壁的分子受到內(nèi)層分子的引力，不能自由碰撞器壁的結(jié)果。 所以有 p實(shí) x質(zhì)， 則bB =nBmA質(zhì)量摩爾濃度：摩爾分?jǐn)?shù) x質(zhì) = n質(zhì)n質(zhì) + n劑 n溶質(zhì)n溶劑x質(zhì) = n質(zhì)n質(zhì) + n劑第63頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三對(duì)于水溶液 ，當(dāng)溶劑為 1 kg 時(shí)，即 即對(duì)于稀溶液，溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。 n質(zhì) 在數(shù)值上與質(zhì)量摩爾濃度 b質(zhì) 相等 n劑 = = 55.6 mol ，1000 g18 g mol -1 n質(zhì)n劑 b質(zhì)55.6 x質(zhì) =令 k = ， 則 x質(zhì) k b1 55.6 第64頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)

7、53分，星期三 將純?nèi)軇┲糜诿荛]容器中，它將揮發(fā)，液面上方的空間被溶劑分子逐漸占據(jù)，上方空間里溶劑分子數(shù)逐漸增加，蒸氣密度增大，壓強(qiáng)也增大。222 飽和蒸氣壓 1 純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮旱?5頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 隨著上方空間里溶劑分子個(gè)數(shù)的增加，分子凝聚回到液相的機(jī)會(huì)增加。 當(dāng)凝聚速度和蒸發(fā)速度相等時(shí)，上方空間的蒸氣密度不再改變，體系達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。第66頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三同一液體，溫度越高，蒸氣壓越大。 飽和蒸汽壓屬于物質(zhì)的性質(zhì)。液體的蒸氣壓與氣相的體積及液相的量無(wú)關(guān)。 此時(shí)，蒸氣的壓強(qiáng)也不再改變。這個(gè)壓強(qiáng)稱為該溫

8、度下溶劑的飽和蒸氣壓，用p* 表示。第67頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 溶劑的表面 溶液的表面 難揮發(fā)溶質(zhì)的分子溶劑分子2 溶液的飽和蒸氣壓 第68頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 溶液表面單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的溶劑分子的數(shù)目小于純?nèi)軇┱舭l(fā)的分子數(shù)目。 當(dāng)溶液中有難揮發(fā)的溶質(zhì)時(shí)，則有部分溶液表面被溶質(zhì)分子占據(jù)。 當(dāng)凝聚的分子數(shù)目與蒸發(fā)的分子數(shù)目相等時(shí)，實(shí)現(xiàn)平衡，蒸氣的密度及壓強(qiáng)不會(huì)改變。第69頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 這種平衡狀態(tài)下的飽和蒸氣壓 p 小于純?nèi)軇┑?p*。 在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶

9、液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。p p* x劑 拉烏爾定律 （F. M. Raoult）第70頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 溶液的飽和蒸氣壓與純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮褐g的數(shù)量關(guān)系與物質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。 只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。 在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。 這類性質(zhì)稱為依數(shù)性。第71頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三1 蒸氣壓降低故 p p*x質(zhì) 由 p p* x劑 可得 p p*（1x質(zhì)）223 稀溶液的依數(shù)性 可得 p* p p* x質(zhì)第72頁(yè)，共104頁(yè)，2022年

10、，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的飽和蒸氣壓下降值 p 與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。 p p*x質(zhì) 對(duì)于稀溶液，溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。 x質(zhì) k b第73頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三故 p = k b 在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的飽和蒸氣壓的降低值與稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。所以 p = p* k b令 k = p*k p p*x質(zhì)x質(zhì) k b第74頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三2 沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低 沸騰 當(dāng)液體飽和蒸氣壓力等于外界的壓力時(shí)，表面和內(nèi)部同時(shí)氣化的現(xiàn)象

11、。 沸點(diǎn) 液體沸騰過程中的溫度。 凝固點(diǎn) 液體凝固成固體（嚴(yán)格說是晶體）的溫度。第75頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 熔 解 固體 液體 凝 固 凝固點(diǎn)時(shí)，液體和固體的飽和蒸氣壓相等。 若 p固 p液， 則平衡右移，固體熔解; p固 373 K），溶液的飽和蒸氣壓才達(dá)到 1.013 105 Pa，溶液才沸騰。1.013 10 5611T2AA 水BB 水溶液AB 冰p/Pa T/KAABB273373T1第83頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三結(jié)論 稀溶液沸點(diǎn)比純?nèi)軇┥摺?.013 10 5611T2AA 水BB 水溶液AB 冰p/Pa

12、 T/KAABB273373T1第84頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三1.013 10 5611T2AA 水BB 水溶液AB 冰p/Pa T/KAABB273373T1 冰線和水線的交點(diǎn) A 處，冰和水的飽和蒸氣壓相等。此點(diǎn) T = 273 K， 稱為水的凝固點(diǎn)，亦稱為冰點(diǎn)，此時(shí) p 611 Pa。第85頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三AABBT22733731.013 10 5611AA 水BB 水溶液AB 冰p/Pa T/KT1 在 273 K 時(shí)，溶液飽和蒸氣壓低于冰的飽和蒸氣壓，即 p冰 p溶 ，溶液此時(shí)尚未達(dá)到凝固點(diǎn)。第86頁(yè)，

13、共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三結(jié)論 稀溶液凝固點(diǎn)比純?nèi)軇┑汀?只有降溫到 T2（ 273 K ）時(shí)，溶液才達(dá)到凝固點(diǎn)。AABBT22733731.013 10 5611AA 水BB 水溶液AB 冰p/Pa T/KT1第87頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 溶液的飽和蒸氣壓的降低，導(dǎo)致溶液沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低。即 Tb = Tb Tb*用 Tb 表示沸點(diǎn)升高值， 溶液沸點(diǎn)升高值、凝固點(diǎn)降低值與溶液的飽和蒸氣壓降低值成正比。故 Tb = k p第88頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 其中 kb 為沸點(diǎn)升高常數(shù)，與溶劑

14、的種類有關(guān)， 單位是 K kg mol -1。得到沸點(diǎn)升高公式 Tb = kb b和 p = kb由 Tb = k p令 kb = k k得 Tb = k kb b 為稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度。第89頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 Tf 表示凝固點(diǎn)降低值， 即 Tf = Tf * Tf 與沸點(diǎn)升高公式相類似，有凝固點(diǎn)降低公式 Tf = kf b 其中 kf 為溶劑凝固點(diǎn)降低常數(shù)，與溶劑的種類有關(guān)，單位是 K kg mol -1。 b 為稀溶液的質(zhì)量摩爾濃度。第90頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三3 滲透壓水半透膜糖水 半透膜的特點(diǎn)：只允許溶

15、劑 H2O 分子透過，而不允許溶質(zhì)蔗糖分子透過。水 糖水 放置第91頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 發(fā)生滲透現(xiàn)象，即溶劑透過半透膜，進(jìn)入溶液的現(xiàn)象。 滲透現(xiàn)象產(chǎn)生的原因： 兩側(cè)靜壓相等時(shí)，半透膜兩側(cè)透過的水分子數(shù)不等，單位時(shí)間里，進(jìn)入蔗糖溶液的水分子比從蔗糖溶液進(jìn)入水中的水分子多些。第92頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三滲透現(xiàn)象發(fā)生以后： （1） 水柱的高度降低，靜壓減小，使右行水分子數(shù)目減少; （2） 蔗糖溶液柱升高，靜壓增大，使左行水分子數(shù)目增加。 水糖水第93頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三 （3） 蔗

16、糖溶液變稀，半透膜右側(cè)的水分子的比例增加，亦使左行水分子數(shù)目增加。 當(dāng)過程進(jìn)行到一定程度時(shí)，右行和左行的水分子數(shù)目相等。水柱不再降低，同時(shí)蔗糖溶液柱亦不再升高，達(dá)到平衡。水糖水第94頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三水糖水 達(dá)到平衡時(shí)，液柱高度差造成的靜壓稱為溶液的滲透壓。用 表示。 第95頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三滲透壓公式 = cRT具有滲透壓，是稀溶液的依數(shù)性質(zhì)。 滲透壓 kPa c 溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度 mol dm -3T 熱力學(xué)溫度 K或 V = nRT 則 R = 8.314 kPa dm-3 mol-1 K-1第96頁(yè)，共

17、104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三依數(shù)性計(jì)算公式的使用范圍： 對(duì)于濃溶液或電解質(zhì)溶液，這些現(xiàn)象同樣存在，但不再符合依數(shù)性的定量規(guī)律。難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液。4 稀溶液依數(shù)性的應(yīng)用第97頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三例29 在 26.6 g CHCl3 中溶解 0.402 g 難揮發(fā)性非電解質(zhì)溶質(zhì)，所得溶液的沸點(diǎn)升高了0.432 K。已知 CHCl3 的沸點(diǎn)升高常數(shù)為 3.63 Kkgmol-1，求該溶質(zhì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量 Mr。解：由 Tb = kb b Tbkb b =3.63 K kg mol -1 0.432 K= = 0.119 mol

18、kg -1第98頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三故溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量： 1000g CHCl3 中溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量：0.402 g 1000 g26.6 g m = = 15.1 g 15.1 g 0.119 mol M = 127 g mol -1所以該溶質(zhì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量 Mr 為 127。第99頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期三例210 為防止汽車水箱在寒冬季節(jié)凍裂，需使水的冰點(diǎn)下降到 253 K，則在每 1000 g 水中應(yīng)加入甘油多少克？解： Tf = 273 K 253 K = 20 K Tfkf b =20 K 1.8 K kg mol -1 = = 10.75 mol kg -1第100頁(yè)，共104頁(yè)，2022年，5月20日，19