气体和溶液的总结,气体和溶液化学方程式

1、无机部分专题一：气体和溶液1.3 胶体溶液1.2 溶液 1.1 气体气体和溶液学习要求1. 掌握理想气体状态方程及其应用。2. 掌握道尔顿分压定律。3. 理解稀溶液的依数性及其应用。4. 了解溶胶的结构、性质、稳定性及聚沉作用。5. 了解大分子溶液与凝胶。重点： 理想气体状态方程及其应用 道尔顿分压定律难点： 稀溶液的依数性及其应用1.1.1 理想气体状态方程式1.1.2 道尔顿分压定理1.1 气 体理想气体： 分子不占体积 分子间无相互作用力实际气体： 分子有体积 分子间有相互作用力低压(低于数百千帕)高温(273K)1、 理想气体 1.1.1 理想气体状态方程式pV = nRT R- 摩尔

2、气体常量在STP下，p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.41410-3m32、理想气体状态方程式：= 8.315 (Pam3mol-1K-1)= 8.315 (kPaLmol-1K-1)= 8. 315 (Jmol -1K1) 应用理想气体状态方程时，应注意： 严格地说，它只适用于理想气体，实际 气体只有在压力不太高、温度不太低的 情况下才近似适用。 R的单位和数值，不同的单位有不同的 数值。 8.315 kPa L mol-1 K-1 = Jmol-1K-1 8.315 Pa m3 mol-1 K-1 8315 Pa L mol

3、-1 K-1 0.08206 atm L mol-1 K-1 62363 mmHg mL mol-1 K-1（1） 计算p，V，T，n四个物理量之一（2）气体摩尔质量(M)及密度()的计算3、理想气体状态方程式的应用 pV = nRT = = m / V【例1-1】若氩气的质量为0.7990 g，温度为298.15 K时，其压力为111.46 kPa，体积为0.4448 L。计算氩的摩尔质量M(Ar)和标准状况下氩的密度(Ar)。解：已知m=0.7990 g; p= 114.46 kPa; T=298.15 K; V=0.4448 L因为 M为摩尔质量， 所以 密度 ； 在标准状况下， T=2

4、73.15 K， p=101.325 kPa = m / V =p3p(总): N2(3) :H2(1) : O2(2)p1p2 1.1.2 道尔顿分压定律混合 气体 组分 气体 1、分压: 与混合气体同温同体积时组分气体的压力。2、道尔顿分压定律 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 + = pi n =n1+ n2+ 分压的求解：x i i的摩尔分数(压力分数 = 物质的量分数) 表示混合气体某组分的分压力等于该组分的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。3、分压定律的应用注意：p(气体)= p(总压）- p(水蒸气)不同温度下水的蒸汽压 T / K p /

5、kPa T / K p / kPa 273278283293303313323 0.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333 6 33334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2 【例1-2】 现有一气体，在35 101.3kPa的水面上收集，体积为500mL。如果在同样条件下将它压缩成250mL，干燥气体的最后分压是多少？ (P17第5题 ) 【解】查P4表1-1， 35 的饱和水蒸气压为5.63kPap(气体)=p(总压)-p(水蒸气)=(101.3-

6、5.63 ) kPa =95.67kPap1V1= nRT= p2V2p2=p1V1/V2=95.67kPa500mL/250mL =191.34kPa理想气体状态方程式：pV = nRT R- 摩尔气体常量（1） 计算p，V，T，n四个物理量之一（2）气体摩尔质量(M)及密度()的计算道尔顿分压定律分压的求解：注意：p(气体)= p(总压）- p(水蒸气) 1.2.1 分散系1.2 溶 液 1.2.2 稀溶液的通性1.2.1 分散系分散质分散剂分散分散系（固、液、气态）分散质：被分散的物质，一般为数量少的一相。分散剂：把分散质分散开来的物质，一般为数量多的一相。1、分散系：一种或几种物质以细

7、小的粒子分散在另一种物质里所形成的体系。2、 分散系的分类（1）分子分散系(d 100nm) ，浊液 3、溶液 是高度分散的分子分散系。 指分散质以分子或者比分子更小的质点（如原子或离子）均匀地分散在分散剂中所得的分散系。 可分为固体溶液（固溶体、合金）、液体溶液（重点讨论）和气态溶液（空气）。溶质溶剂溶解溶液（液态）附：溶液的浓度、摩尔分数与质量摩尔浓度 溶液的浓度：是指一定量溶液或溶剂中所含溶质的量。 c = n / V 摩尔分数：某组分的物质的量与溶液的总物质的量之比称为物质的量分数，符号x。 nA xA = nA + nB nB xB = nB + nA nA：溶质的物质的量，nB：溶

8、剂的物质的量 质量摩尔浓度：指1kg溶剂中所含溶质的物质的量表示为质量摩尔浓度。符号b ，单位为：molkg-1。 溶质的物质的量(mol) b = = 1000(g)溶剂质量摩尔浓度与物质的量之间的互相换算：稀溶液的性质与溶质的本性有关：酸碱性、导电性、颜色等.与溶质的本性无关，只与溶液的浓度有关(依数性).溶液的蒸气压溶液的沸点溶液的凝固点溶液的渗透压1.2.2 稀溶液的通性1、溶液的蒸气压下降（1）纯水的蒸气压水的饱和蒸汽压：在一定温度下与液相处于平衡时蒸汽所具有的压力 p。 蒸发H2O(l) H2O(g) 凝聚 初始：v蒸发 v凝聚平衡：v蒸发= v凝聚开始平衡 蒸发H2O(l) H2

9、O(g) 凝聚 规律： p与液体的本性有关 易挥发性物质 p 大 难挥发性物质的 p 小固体物质的蒸汽压一 般很小温度升高，p增大（2）稀溶液的蒸气压大于 水分子xB溶质分子xA拉乌尔定律纯水蒸气压 pB*溶液蒸气压 p 在一定温度下, 难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂的摩尔分数。 PB*:纯溶剂的蒸汽压，P:溶液的蒸汽压。拉乌尔定律：溶液的蒸汽压下降：K 蒸汽压下降常数 在一定温度下，难挥发非电解质溶液的蒸汽压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比。适用：难挥发的非 电解质稀溶液【解】【例1-2】 已知：293K时水的饱和蒸汽压为2.338 kPa，6.840 g蔗糖(C12H

10、22O11)溶于100.0 g水中，计算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸汽压。?问题 一封闭箱处于恒温环境中，箱内有两杯液体，A杯为纯水，B杯为蔗糖水溶液。静置足够长时间后，会发生什么变化？水蔗糖2、溶液的沸点升高水的正常沸点:100C溶液的沸点:100C溶液沸点Tb升高pT = p外，液体沸腾T:液体的沸点(Tb)加入溶质101.325 kPa正常沸点 Tb = Tb Tb* = = Kbb (Kb为溶剂的摩尔沸点升高常数） 溶液的沸点升高的根本原因：蒸汽压下降溶液的沸点上升示意图Tb*T b p po溶剂溶液温度pTbB101.3kpaAB物质的凝固点(Tf)：该物质的液相和固相达到平衡时的温度

11、(p液p时的T)p液p固: 液相 固相，p液p固: 固相 液相水的凝固点:0C 海水0C时是否冻结？溶液凝固点Tf下降3、溶液的凝固点下降加入溶质p/Pa611t/CTf 0ACB纯水溶液溶液凝固点下降的本质原因：蒸汽压下降Tf = Tf* Tf = = Kfb (Kf为溶剂的摩尔凝固点下降常数）AB为水的蒸汽压曲线AC为冰的蒸汽压曲线常见溶剂的T*b Kb和T*f Kf值 溶剂 Tb* （） Kb (Kkgmol-1) Tf* （） Kf (Kkgmol-1) 水 1000.5120.01.86乙酸 1183.0717.03.90苯802.535.55.12乙醇78.41.22-117.31

12、.99四氯化碳76.75.03-22.932.0乙醚34.72.02-116.21.8萘2185.8080.06.9溶液凝固点降低的应用：测定溶质的相对分子质量（特别是小分子）。 虽然理论上沸点升高和凝固点降低两种方法都可测量分子量，可是后者不起破坏作用，且Kf值较大，故常用。【例1-3】 将0.638 g尿素溶于250 g水中，测得此溶液的凝固点降低值为0.079 K，试求尿素的相对分子质量。【解】在雪地上撒盐能使雪融化。在汽车水箱加中加入甘油或乙二醇可防止汽车水箱冻裂。Why?Reason4、渗透压半透膜：溶剂可以通过，溶质不可以通过（细胞膜，肠衣，牛皮纸，萝卜皮）渗透：溶剂分子通过半透膜

13、的自动扩散渗透平衡：膜两侧水分子的渗透速度相等。渗透压：维持渗透平衡 所施加的压力。渗透压p 纯水 溶液 反渗透海水鱼放在淡水中，会发生什么现象？?问题 盐水 淡水p p 反渗透法净化水渗透压的意义 水分在动植物体内的输送 测定溶质的相对分子质量 医学上的等渗溶液 溶血 胞浆分离 【例1-4】 有一蛋白质的饱和水溶液，每升含有蛋白质5.18g，已知在293.15K时，溶液的渗透压为413Pa，计算此蛋白质的相对分子质量。【解】已知 m=5.18g，T=293.15K，V=1L，413Pa根据公式：得=30569 g.mol-1对于难挥发、非电解质稀溶液 cBbB 如果溶质是电解质，由于溶质分子

14、电离产生更多的粒子，增大了对溶液通性的影响，而且不同电解质其电离的粒子数(即离子数)不同，对溶液的通性的影响也不同。其中强电解质较弱电解质影响大；分子中离子较多的电解质较含离子较少的电解质影响大。 强电解质溶液也有依数性，但不遵守拉乌尔定律，故不可用稀溶液依数性的公式进行计算。结论： 蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降，渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。依数性小结Tb = Kbb Tf = Kf b1.3.1 溶胶的制备1.3 胶体溶液1.3.2 溶胶的性质1.3.4 溶胶的稳定性和聚沉1.3.3 胶团结构和电动势1.3.5 大分子溶

15、液及凝胶1.3.1 溶胶的制备1、分散法：用适当的手段使大块物质在有稳定剂存在下分散成胶体粒子般大小。2、 凝聚法物理凝聚法化学凝聚法：FeCl3 +3H2O=Fe(OH)3(溶胶)+3HCl (加热至沸腾，水解反应)1.3.2 溶胶的性质溶胶的性质动力学性质光学性质电学性质1、动力性质 布朗运动液体分子对溶胶粒子的撞击 粗分散系粒子小，布朗运动剧烈 产生的原因： 分散质粒子本身处于不断的热运动中。 分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。2、光学性质 丁铎尔效应光束投射到溶胶的粒子上散射出来，故在垂直光束的方向能看到明亮的光柱。凸透镜丁铎尔效应示意图光源光锥Fe(OH)3胶体3、电学性质 电泳颜色

16、加深在电场中，溶胶粒子会向某一电极方向运动。As2S3: +带负电,负溶胶Fe(OH)3: +带正电,正溶胶?胶粒带电的原因： 从介质中选择性 吸附某种离子1.3.3 胶团结构和电动电势1、胶团结构AgNO3+KI(过量) AgI(溶胶)(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+胶核胶粒扩散层胶团AgI 溶胶的胶团结构示意图2、电动电势dNBMAC电势距 离双电层(2) :胶粒固相表面到液体内部的电势(3) :电场中，滑移面到液体内部的电势MN: 固相界面AB: 滑动面MA: 吸附层AC: 扩散层吸附正离子 0 吸附负离子 104）凝胶：网状结构，溶剂分子失去流动性；形成凝胶的过程叫胶凝大

17、分子物质与溶胶的异同1、大分子溶液的盐析 把大分子在电解质作用下从溶液中沉淀析出称为大分子的盐析。盐析的主要原因是去溶剂化作用。高分子的稳定性主要来自高度的水化作用，当加入大量电解质时，除中和大 分子所带电荷外，更重要的是电解质离子发生强烈地水化作用，使原来高度水化的高分子去水化，使其失去稳定性而沉淀析出。 在容易聚沉 的溶胶中,加入适量的大分子，能显著地提高溶胶的稳定性，这种现象称为大分子对溶胶的保护作用。 产生保护作用的原因是高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。 2、大分子对溶胶的保护作用1、掌握理想气体状态方程、道尔顿分压定律和拉 乌尔定律；2、理解稀溶液的依数性及其应用；3、了解溶胶的性质、稳定性以及溶胶的聚沉与胶 团结构。本章要求1、难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比练习2、浓度均为0.01的 糖水溶液和萘的苯溶液， 其沸点升高的数值相等。4、某温度下，一容器中含有2.0 mol O2, 3.0 mol N2及1.0 mol Ar。如果混合气体的总压为a kPa， 则O2的分压为（）kPa。 A、 a/3 B、 a/6 C、 a/4 D、 a/23、实际气体在下列那种情况下接近理想气体。（ ） A、低温和高压 B、 高温和低压 C、低温和