大学无机化学第一章ppt课件

1.1理想气体状态方程,第一章气体,1.4真实气体,1.2气体混合物,第一篇化学反应原理,1.1.1理想气体状态方程,1.1.2理想气体状态方程的应用,1.1理想气体状态方程,.,气体的最基本特征：,1.1.1理想气体状态方程式,具有可压缩性和扩散性。,.,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。两点假设：1.气体分子自身无体积2.气体分子间无相互作用力高温低压的真实气体可以看做理想气体。理想气体符合理想气体状态方程式。,理想气体,.,Boyle定律：,Charles定律：,常温、常压下定量的气体,.,R-摩尔气体常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol时,Vm=22.414L=22.41410-3m3,理想气体状态方程式：,pV=nRT,.,N.m-2,N.m,R=8.314kPaLK-1mol-1,J,.,.,1.计算p，V，T，n四个物理量之一。,1.1.2理想气体状态方程式的应用,2.气体摩尔质量的计算,3.气体密度的计算,.,1.计算p，V，T，n四个物理量之一。,用于高温低压的真实气体。,pV=nRT,例1-1:在实验室中,由金属钠与氢气在较高温度下(t300）下制取氢化钠时，反应前必须将装置用无水无氧的氮气置换。氮气是由氮气钢瓶提供的，其容积为50.0L，温度为25，压力为15.2MPa。,（1）计算钢瓶中氮气的物质的量和质量。（2）若将实验装置用氮气置换了五次后，钢瓶压力下降至13.8MPa。计算在25，0.100MPa下平均每次耗用氮气的体积。,注意！,.,（2）已知：V2=50.0L，T2=298K，p2=13.8103KPa设置换后瓶中氮气的物质的量为n2,解：（1）已知：V1=50.0L，T1=298K，p1=15.2103KPa,.,在298K,0.100MPa下每次置换耗用氮气的体积为：,n1-n2,.,2.气体摩尔质量的计算,M=Mrgmol-1,.,=m/V,3.气体密度的计算,.,例1-2：某气体可由液态空气蒸馏而得到。若该气体的质量为0.7990g,温度为298.15K时，压力为111.46KPa,体积为0.4448L。计算该气体的摩尔质量，相对原子质量以及标准状况下的密度。,解：已知m=0.7790g,T=298.15K,P=111.46KPa,V=0.4448L,Ar=39.95,1.2.1分压定律,1.2气体混合物,*1.2.2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,注意！,任意组分！,.,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：,xBB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),=1.200mol,=0.320mol+0.180mol+0.700mol,.,p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa,.,分压定律的应用,.,例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。在25下，用排水集气法收集氢气，集气瓶中气体压力为98.70kPa（25时，水的饱和蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反应中消耗锌的质量。,解：T=(273+25)K=298Kp=98.70kPaV=2.50L298K时，p(H2O)=3.17kPaMr(Zn)=65.39,.,Zn(s)+2HClZnCl2+H2(g)65.39g1molm(Zn)=?0.0964mol,n(H2)=,m(Zn)=,=6.30g,=0.0964mol,.,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。,*1.2.2分体积定律,注意！,.,V=V1+V2+,称为B的体积分数,.,例题：天然气是多组分的混合物，其组成为：CH4,C2H6,C3H8和C4H10。若该混合气体的温度为25。总压力为150.0kPa，n总=100.0mol。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10)=47.0:2.0:0.80:0.20。计算各组分的分体积和体积分数。,解：以CH4的分体积、体积分数为例。,解法一：思路，,需先求出n(CH4),.,n(CH4)=x(CH4)n总,.,解法二：,.,理想气体状态方程仅在足够低的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。,真实气体与理想气体的偏差,1.4真实气体,.,a,b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=pr