第一章 物 質 的 聚 集 狀 態(tài)

第一章物質的聚集狀態(tài)第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)理想氣體狀態(tài)方程式(2)氣體分壓定律§1－1

氣體1-1理想氣體(3)氣體擴散定律第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體的最基本特征：

具有可壓縮性和擴散性。

人們將符合理想氣體狀態(tài)方程式的氣體，稱為理想氣體。

理想氣體分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對于氣體所占有體積完全可以忽略。1.1.1理想氣體狀態(tài)方程式第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月理想氣體分子體積與氣體體積相比可以忽略不計分子之間沒有相互吸引力分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動能損失

第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月pV=nRT

R----

摩爾氣體常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol時,Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPa

L

K-1

mol-1(1)理想氣體狀態(tài)方程式：第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月a.

計算p，V，T，n四個物理量之一。b.氣體摩爾質量的計算M=Mrgmol-1(2)理想氣體狀態(tài)方程式的應用用于溫度不太低，壓力不太高的真實氣體。pV=nRT第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體密度的計算

第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。

（2）氣體分壓定律1.1.2混合理想氣體的分壓定律和分體積定律第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月分壓定律：

混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。p=p1+p2+

或p=

pB

n=n1+n2+

第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月分壓的求解：xB

B的摩爾分數第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：某容器中含有NH3、O2

、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol,n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。

解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)

=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月分壓定律的應用

例題:

用亞硝酸銨受熱分解的方法制取純氮氣。反應如下：NH4NO2(s)→2H2O(g)+N2(g)，如果在19℃、97.8kPa下，以排水集氣法在水面上收集到的氮氣體積為4.16L，計算消耗掉的亞硝酸銨的質量。

解：

T=(273+19)K=292Kp=97.8kPaV=4.16L292K時，p(H2O)=2.20kPa

Mr(NH4NO2)=64.04NH4NO2(s)→2H2O(g)+N2(g)64.04g1molm(NH4NO2)=?0.164mol第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月分體積：

某一組分B的分體積VB是該組份單獨混合氣體中存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時所占有的體積。分體積定律第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月V=V1+V2

+

pnRT=—稱為B的體積分數ppBBj=VVxppBBBBj===,第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

例題：某潛水員潛至海水30m處作業(yè)，海水的密度為1.03g

cm-3，溫度為20℃。在這種條件下，若維持O2、He混合氣中p(O2)=21kPa，氧氣的體積分數為多少？以1.000L混合氣體為基準，計算氧氣的分體積和氮的質量。(重力加速度取9.807m/s2)解：T=(273+20)K=293K海水深30m處的壓力是由30m高的海水和海面的大氣共同產生。海面上的空氣壓力為760mmHg，則：p=g

hw+

第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月=9.807m/s2

1.03

103kg

cm-3

30m+101kPa=3.03

103kg

cm-1

s-2+101kPa=303kPa+101kPa=404kPa第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月若混合氣體體積為1.000L時，第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）氣體擴散定律同溫同壓下某種氣態(tài)物質的擴散速度與其密度的平方根成反比，這就是氣體擴散定律第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1.真實氣體與理想氣體的偏差1.1.3

實際氣體狀態(tài)方程2.VanderWaals

方程第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月理想氣體狀態(tài)方程式僅在足夠低的壓力下適合于真實氣體。產生偏差的主要原因是：①氣體分子本身的體積的影響；②分子間力的影響。1

真實氣體與理想氣體的偏差第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月(V-nb)=Videal（b：氣體分子自身體積）p(V-nb)=nRT2

VanderWaals

方程(p內：由于分子間引力所造成的修正值)(p+p內)(V-nb)=nRT第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月a,b分別稱為vanderwaals常量。(V-nb)=Videal等于氣體分子運動的自由空間，b為1mol氣體分子自身體積的影響。2

VanderWalls

方程對于1mol實際氣體：第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

表1-1

某些氣體的VanderWaals常量第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：分別按理想氣體狀態(tài)方程式和vanderwaals方程式計算1.50molSO2在30攝氏度占有20.0L體積時的壓力，并比較兩者的相對誤差。如果體積減少為2.00L，其相對誤差又如何？解：已知：T=303K，V=20.0Ln=1.50mol，a=0.6803Pa·m6·mol-2，b=0.5636

10-4m3·mol-1第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月相對誤差：相對誤差：第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體的液化臨界溫度：臨界壓強：臨界體積：提問：第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2-1液體的蒸發(fā)（1）蒸發(fā)過程2-4液體（2）飽和蒸氣壓：飽和蒸氣所產生的壓強。具備蒸發(fā)條件的分子數為：(Eo與液體性質有關)注：飽和蒸氣壓只與液體的本質和溫度有關，與液體的量和液面上方空間的體積無關。第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月對于溫度T1和T2

下有:克勞修斯－克拉貝龍方程（3）蒸發(fā)熱液體的沸點第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3溶液1.3.1溶液濃度的表示法

一種物質以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另一種物質中所構成的均勻而穩(wěn)定的體系叫做溶液。非水溶液、氣態(tài)溶液、固體溶液。溶劑，溶質。

溶劑和溶質形成溶液的過程表現出化學反應的某些特征：放熱、吸熱、體積、縮小、體積增加。溶解過程是一個物理化學過程第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月溶液濃度的表示方法（1）質量摩爾濃度：mB=溶質的物質量/溶劑的質量（mol·kg-1）（2）物質的量濃度：CB=nB/V=溶質的物質量/溶液體積（mol·dm-3）

（3）質量分數：w=m溶質/m溶液（4）摩爾分數：XB=nB/n總，混合物中各物質的摩爾分數之和等于1

（5）體積分數：第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2拉烏爾定律拉烏爾定律（Raoult‘sLaw)：一定溫度下，稀溶液中溶劑的蒸汽壓pA等于同溫度下純溶劑的蒸汽壓pA*與溶劑摩爾分數xA的乘積。

在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質稀溶液的蒸汽壓下降值和溶質的摩爾分數成正比。第32頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3亨利定律亨利定律（Henry’sLaw):

在一定溫度下，氣體在液體里的溶解度xB與該氣體的平衡分壓pB

成正比。

pB=kx,BxB

式中kx,B為比例常數，稱為亨利常數，單位為Pa。第33頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2-3

固體3-1晶體與非晶體（1）概念（2）晶體與非晶體的不同點（a）可壓性和擴散性均不同（b）完整晶體有固定的外形，非晶體沒有（c）晶體有固定的熔點，非晶體沒有（d）晶體有各向異性，非晶體則是各向同性的第34頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3-2晶體的外形七大晶系第35頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3-3晶體的內部結構（1）十四種晶格三斜P單斜P單斜C正交P正交C正交I正交F第36頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月四方P四方F三方P六方P立方P立方F立方I第37頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）