理想气体状态方程式.ppt

1、1.1 理想气体状态方程式,第一章 气 体,1.4 真实气体,*1.3 气体分子运动论,1.2 气体混合物,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,1.1 理想气体状态方程式,1.1.1 理想气体状态方程式,理想气体的定义:,理想气体是指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的气体。,理想气体状态方程式：,R-摩尔气体常量,R的取值：,1.2.1 分压定律,1.2 气体混合物,*1.2.3 分体积定律,1.2.2 分压定律的应用,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

2、总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,x B B的摩尔分数,即组分气体的nB与混合气体nT的比值.,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(pB)之和。 pT = p1 + p2 +pB 或 pT= pB,把30L压力为0.97105Pa,温度为550C的氮气和20L压力为0.85105Pa,温度为150C的氢气压入25L容器中,容器内温度为370C。问: (1)容器内的最终压力为多少? (2)氮气和氢气的分压分别为多少?,练习,解： 对于各组分气体,因混合前后n不变,则由 公式可得:,同理:, PT=PN2+PH2=1.10105+0.73

3、105 =1.83105(Pa),1.2.2 分压定律的应用,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。已知:19时,水的饱和蒸气压为2.20kPa, M(NH4NO2)=64.04.,练习,NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol,m(NH4NO2) =,=10.5g,解：已知: T = 292K pT=97.8kPa VT=4.16L p(H2O)

4、=2.20kPa, 求VN2或n(N2)=?,分体积： 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。,pTVB = nBRT,1.2.3 分体积定律,V = V1 + V2 + VB,称为B的体积分数,在恒温时，混合气体的总体积(VT)等于各组分气体分体积(VB)之和.,计算时常用公式:,该公式使用前提：混合前后组分气体的nB不变,练习：某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密度为1.03gcm-3，温度为20。在这种条件下，若维持O2、He混合气体中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

5、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+,=9.807 m/s2 1.03103kgcm-330m+101kPa =3.03103 kgcm-1 s-2 +101kPa =303kPa+101kPa =404kPa,若混合气体体积为1.000L时，,以下哪些关系式是正确的(p,V,n下标为T时表示混合气体的总压,总体积和总物质的量)?并说明理由. pTVB=nBRT ；pBVT=nBRT ；pBVB=nBRT； pBVB=nTRT ；pTVT=nTRT

6、； pBVB=p前V前(混合前后n不变).,思考题,1.4.1 真实气体与理想气体的偏差,1.4 真实气体,1.4.2 Van der Waals 方程,理想气体状态方程式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。,1.4.1 真实气体与理想气体的偏差,a,b分别称为van der waals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)2 pideal=preal+a(n/V)2,1.4.2 Van der Waals 方程,表1-1 某些气体的Van der Waals 常量,例题：分别按理想气体状态方程式和van der waals方程式计算1.50mol SO2在30摄氏度占有20.0L体积时的压力，并比较两者的相