普通化学讲座(气体)ppt课件.ppt

第一章气体 1 1理想气体状态方程式 1 2气体混合物 1 3气体分子运动论 1 4真实气体 天马行空官方博客 1 1理想气体状态方程式 1 1 1理想气体状态方程式1 1 2理想气体状态方程式的应用 天马行空官方博客 具有可压缩性和扩散性 气体的最基本特征 理想气体 物理模型人们将符合理想气体状态方程式的气体 称为理想气体 理想气体分子之间没有相互吸引和排斥 分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略 1 1 1理想气体状态方程式 pV nRTR 摩尔气体常量在STP下 p 101 325kPa T 273 15Kn 1 0mol时 Vm 22 414L 22 414 10 3m3 R 8 314kPa L K 1 mol 1 1 1 2理想气体状态方程式的应用 1 计算p V T n四个物理量之一 应用范围 温度不太低 压力不太高的真实气体 pV nRT 2 气体摩尔质量的计算 M Mrg mol 1 3 气体密度的计算 m V 有关气体体积的化学计算 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 解 根据化学反应方程式所显示出的n NaN3 与n N2 的数量关系 可以进一步确定在给定条件下 m NaN3 与V N2 的关系 6NaN3 Fe2O3 s 3Na2O s 2Fe s 9N2 g 6mol9molMr NaN3 65 01P 748mmHg 99 73kPaT 298Km NaN3 390 06gV N2 223 6Lm NaN3 V N2 75 0Lm NaN3 131g 1 2气体混合物 1 2 1分压定律1 2 2分压定律的应用 1 2 3分体积定律 组分气体 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体 分压 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力 叫做组分气体B的分压 1 2 1分压定律 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 p1 p2 或p pB n n1 n2 分压的求解 xB B的摩尔分数 例题某容器中含有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 320mol 0 180mol 0 700mol 1 200mol p N2 p p NH3 p O2 133 0 35 5 20 0 kPa 77 5kPa 1 2 2分压定律的应用 例题 可以用亚硝酸铵受热分解的方法制取纯氮气 反应如下 NH4NO2 s 2H2O g N2 g 如果在19 97 8kPa下 以排水集气法在水面上收集到的氮气体积为4 16L 计算消耗掉的亚硝酸铵的质量 解 T 273 19 K 292Kp 97 8kPaV 4 16L292K时 p H2O 2 20kPaMr NH4NO2 64 04 n N2 0 164molNH4NO2 s 2H2O g N2 g 64 04g1molm NH4NO2 0 164molm NH4NO2 10 5g 1 2 3分体积定律 分体积 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份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 V V1 V2 称为B的体积分数 例题氧是人类维持生命的必需气体 缺氧生命就会死亡 过剩的氧会使人致病 只有在氧气的分压维持21kPa才能使人体维持正常代谢过程 在潜 水员自身携带的水下呼吸器中充有氧气和氦气 He在血液中溶解度很小 N2的溶解度大 可使人得气栓病 某潜水员潜至海水30m处作业 海水的密度为1 03g cm 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氮的质量 重力加速度取9 807m s2 解 T 273 20 K 293K海水深30m处的压力是由30m高的海水和海面的大气共同产生 海面上的空气压力为760mmHg 则p g hw 9 807m s2 1 03 103kg cm 3 30m 101kPa 3 03 103kg cm 1 s 2 101kPa 303kPa 101kPa 404kPa 若混合气体体积为1 000L时 1 4真实气体 1 4 1真实气体与理想气体的偏差1 4 2VanderWaals方程 1 4 1真实气体与理想气体的偏差 理想气体状态方程式仅在足够低压力下适合于真实气体 产生偏差的主要原因是 气体分子本身的体积的影响 分子间力的影响 1 4 2vanderWaals方程 a b分别称为vanderwaals常量 V nb Videal等于气体分子运动的自由空间b为1mol气体分子自身体积的影响 分子间吸引力正比于 n V 2内压力p a n V 2pideal preal a n V 2 表1 1某些气体的VanderWaals常量 例题分别按理想气体状态方程式和vanderwaals方程式计算1 50molSO2在30