《基礎(chǔ)化學(xué)》課件-01氣體

氣體目錄理想氣體狀態(tài)方程氣體分壓定律教學(xué)要求掌握理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律。重點(diǎn)理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律難點(diǎn)理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律學(xué)習(xí)目標(biāo)一、理想氣體狀態(tài)方程氣體的基本特征是它的無限膨脹性和無限滲混性。不管容器的大小以及氣體量的多少，氣體都能充滿整個(gè)容器，而且不同氣體能以任意的比例相互混合從而形成均勻的氣體混合物。此外，氣體的體積隨體系的溫度和壓力的改變而改變，因此研究溫度和壓力對(duì)氣體影響是十分重要的。實(shí)際氣體在低壓(＜101.325kPa)和高溫(＞0℃)的條件下，接近理想氣體。1、理想氣體理想氣體是實(shí)際氣體的一種理想模型．微觀上就是不考慮分子本身的體積和分子間相互作用力的氣體。宏觀上就是始終能遵守的氣體。

p——?dú)怏w的壓力，Pa；V——?dú)怏w的體積，L；n——?dú)怏w的物質(zhì)的量，mol；R——?dú)怏w常數(shù)，8.314kPa·L/（mol·K）或J/（mol·K）；T——?dú)怏w的溫度，K。2、理想氣體狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體，它的壓強(qiáng)與體積的乘積跟絕對(duì)溫度的比值，在狀態(tài)變化過程中是一個(gè)恒量?！纠?–1】已知淡藍(lán)色氧氣鋼瓶容積為50L，在20℃時(shí)，當(dāng)它的壓力為1000kPa時(shí)，估算鋼瓶內(nèi)所剩余氧氣的質(zhì)量。解：由

，得

答：鋼瓶內(nèi)所剩余氧氣的質(zhì)量是656.8g。二、氣體分壓定律在混合氣體中，某組分氣體所產(chǎn)生的壓力稱為該組分氣體的分壓。它等于在溫度相同條件下，該組分氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。事實(shí)上，我們不可能測量出混合氣體中某一個(gè)組分氣體的分壓，只可能測出混合氣體的總壓。道爾頓分壓定律——混合氣體的總壓等于組成混合氣體的各組分氣體的分壓之和。式中：p——混合氣體的總壓力

pi——i組分氣體的分壓

分壓定律可表示為：如果混合氣體中各組分氣體的物質(zhì)的量之和為n總，溫度T時(shí)混合氣體的總壓力為p總，體積為v，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式則有：

(1)(2)

或

令

則

混合氣體中i組分氣體的狀態(tài)方程式則可寫成：將（2）式除以（1）式則得到下面的關(guān)系式：此式是道爾頓分壓定律的另一種表示形式，它表示混合氣體中i組分氣體的分壓等于混合氣體的總壓力乘上該組分氣體的摩爾分?jǐn)?shù)。Vi

==xi

同理：在一定溫度和壓力下，混合氣體中i組分氣體的分體積（Vi）也可以定義為混合氣體的總體積乘以

i組分氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，即：對(duì)于混合氣體來說:根據(jù)上面的討論，我們可以得出下面的關(guān)系式：==

各組分的體積之和等于總體積，即∑vi＝v總各組分的摩爾分?jǐn)?shù)之和等于1，即∑xi＝1各組分的體積分?jǐn)?shù)之和等于1，即∑vi＝1

【例1-2】實(shí)驗(yàn)室用KClO3分解制取氧氣時(shí)，25℃、100kPa壓力下，用排水集氣法收集到氧氣0.245L（收集時(shí)瓶內(nèi)外水面相齊）。已知25℃時(shí)水的飽和蒸氣壓為3.17kPa，求在0℃、100kPa時(shí)干燥氧氣的體積。解：令T1=298K，V1=0.245L，由已知條件有P1=p（O2）=p濕-p（H2O）=100kPa-3.17kPa=96.83kPa令T2=273K，p2=100kPa，則由理想氣體狀態(tài)方程有

答：在0℃、100kPa壓力下得干燥氧氣的體積為0.217L。三、溶液濃度的表示方法水是最常用的溶劑，如不特殊指明，本書討論的溶液均指水溶液。溶液液態(tài)溶液（如糖水、食鹽水）固態(tài)溶液（如合金）氣態(tài)溶液（如空氣）溶質(zhì)溶劑+=溶液的性質(zhì)常與溶液中溶質(zhì)和溶劑的相對(duì)含量有關(guān)。因此，在任何涉及溶液的定量工作中都必須指明溶液的濃度，即指出溶質(zhì)與溶劑的相對(duì)含量。溶液的濃度可以用不同的方法表示，最常見的有以下幾種：（1）物質(zhì)的量濃度（2）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（3）質(zhì)量摩爾濃度（4）質(zhì)量分?jǐn)?shù)1、物質(zhì)的量濃度單位體積中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量稱為該物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，簡稱濃度，用符號(hào)c表示

cB——溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，mol/L；nB——溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，mol；V——溶液的體積，L。

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)溶液中某組分物質(zhì)的量占溶液總物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)，用符號(hào)x表示。如果溶液是由A和B兩種組分組成的，它們?cè)谌芤褐械奈镔|(zhì)的量分別為nA和nB，則組分A、B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為：

xA=溶液中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之和等于1即：質(zhì)量摩爾濃度一千克質(zhì)量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量，此種表示的濃度叫做質(zhì)量摩爾濃度，用符號(hào)b表示。bB=bB——溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位為mol/kg；

nB——溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol；m——溶劑的質(zhì)量，單位為kg。質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)的質(zhì)量與整個(gè)溶液的總質(zhì)量之比稱為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用w表示，即wB=mB——溶質(zhì)B的質(zhì)量，單位常用kg；m——溶液的總質(zhì)量，單位常用kg。質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB沒有單位，過去常用百分含量表示，但不能稱為質(zhì)量百分比濃度。【例1–3】已知質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸溶液，密度為1.047g/mL。計(jì)算：（1）HCl的物質(zhì)的量濃度；（2）HCl的質(zhì)量摩爾濃度；（3）HCl的物質(zhì)的量分