大学基础化学课件工科物质的聚集状态.pptVIP

第五章物质的聚集状态,5.1物质的聚集状态概述5.2气体5.3溶液,掌握内容：理想气体状态方程、气体的分压定律和分体积定律；基本单元、溶液浓度；基准物质、标准溶液；熟悉(理解)内容：晶体结构类型、超临界流体、等离子体、离子液体等的概念了解内容：实际气体的状态方程、非电解质溶液、电解质溶液的依数性；胶体、溶胶、凝胶，胶体的稳定性及聚沉作用，晶格及晶格参数。,基本要求,P67-68：习题3、4、6、7、8,作业,5.1物质的聚集状态概述,超临界流体(SCF，supercriticalfluid),温度和压力处于临界点以上对应的物质的状态称为超临界流体。,等离子体(plasma),当对气体物质施以高温、放电、电磁场、高能磁场、热核反应等作用时，气态原子可以获得很高的能量，从而被解离成阳离子和自由电子，由于整个体系正、负电荷数相等，故称为等离子体。,离子液体,熔融盐，如熔融状态的NaCl，就是由阴、阳离子组成的液体，称为高温离子液体。,室温离子液体，它在-100200C均呈液体状态，与一般的液态物质不同，它完全是由离子组成的，一般是由有机阳离子和无机阴离子组成。也不同于等离子体，应该是物质的另一种聚集状态。,5.2气体,5.2.1理想气体状态方程,理想气体(idealgases),分子之间没有相互作用分子本身体积为零的气体,注：低压、高温下的气体可近似按理想气体处理,理想气体状态方程(stateequation),pV=nRT,式中：p气体的压力(Pa),T热力学温度(K),V气体的体积(m3),n气体的物质的量(mol),R摩尔气体常数(8.314Jmol-1K-1),若用m气体的质量M气体的摩尔质量气体的密度,则,例：一学生在实验室中，在73.3kPa和25C下收集得250ml某气体。在分析天平上称量，得气体净质量为0.118克。求这种气体的物质的量和摩尔质量。,16.0gmol-1,例：为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是：,6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)在25、748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。,131g,5.2.2气体的分压定律和分体积定律,气体的分压定律(Lawofpartialpressure),组分气体,理想气体混合物中的每一种气体,组分气体的分压力,组分气体B在相同温度下单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力,混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和；组分气体的分压大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比,分压定律,p=p1+p2+或p=pB,pB=xBp=(nB/n)p,例：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)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。,解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200mol,p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=133.0-35.5-20.0=77.5kPa,分压定律的应用,p(总压)=p(气体)+p(水蒸气),气体的分体积定律(Lawofpartialvolume),组分气体的分体积,组分气体B单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积,混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和；组分气体的分体积大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比,分体积定律,V=V1+V2+或V=VB,VB=xBV=(nB/n)V,的密度为1.03gcm-3，温度为20。在这种条件下，若维持O2、He混合气中p(O2)=21kPa，氧气的体积分数为多少？以1.000L混合气体为基准，计算氧气的分体积和氦气的质量。(重力加速度取9.807m/s2),5.2%；52ml；0.63g,5.3溶液,5.3.1基本单元及溶液浓度,基本单元(basiccell),系统中的基本组分,分子、原子、离子、电子及其它粒子或这些粒子的特定组合,注：若物质A在反应中转移的质子数或得失电子数为ZA时，基本单元常选为,某一特定的过程或反应,溶液的浓度(concentration),物质的量的浓度(amount-of-substance),单位体积的溶液中所含溶质基本单元B的物质的量,单位：molL-1,质量摩尔浓度(molality),单位质量的溶剂中所含溶质B的物质的量,单位：molkg-1,摩尔分数(molefraction),组分B的物质的量占溶液的物质的量的分数,5.3.2有关浓度的计算,例：在298.15K时，质量分数w(H2SO4)=9.47%的硫酸溶液，其密度=1.0603103kgm-3，在该温度下，纯水的密度=997.1kgm-3。试求：(1)硫酸的质量摩尔浓度；(2)硫酸的物质的量的浓度；(3)硫酸的摩尔分数。,1.067mol/kg1.025mol/L0.01885,用以直接配制标准溶液或标定溶液的物质,对基准物的要求,纯度高(99.9%以上),组成(包括结晶水)与化学式相符,性质稳定不分解，不吸潮，不吸收CO2不被空气氧化，不失结晶水,5.3.3标准溶液及其配制,基准物质(normsubstance),最好有较大的摩尔质量，以减