1、第一章第一章 氣氣 體體 1.1 理想氣體形狀方程式 1.2 氣體混合物 * 1.3 氣體分子運(yùn)動(dòng)論 1.4 真實(shí)氣體：t./ ；:；21.1 理想氣體形狀方程式理想氣體形狀方程式1.1.1 理想氣體形狀方程式理想氣體形狀方程式1.1.2 理想氣體形狀方程式的運(yùn)用理想氣體形狀方程式的運(yùn)用：t./ ；:；2u 具有可緊縮性和分散性氣體的最根本特征：理想氣體物理模型 人們將符合理想氣體形狀方程式的氣體，稱為理想氣體。 理想氣體分子之間沒(méi)有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對(duì)于氣體所占有體積完全可以忽略。1.1.1 理想氣體形狀方程式pV = nRT R- 摩爾氣體常量在STP下，p =101.325

2、kPa, T=273.15Kn=1.0 mol時(shí), Vm=22.414L=22.41410-3m31133KmolJ314.8K15.2731.0molm1022.414Pa101325nTpVRR=8.314 kPaLK-1mol-11.1.2 理想氣體形狀方程式的運(yùn)用1. 計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理量之一。 運(yùn)用范圍： 溫度不太低，壓力不太高的真實(shí)氣體。pV = nRT2. 氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算M = Mr gmol-1pVmRTMRTMmpVnRTpVMmn3. 氣體密度的計(jì)算 =RTpMpVmRTM = m / VpRTM有關(guān)氣體體積的化學(xué)計(jì)算例:為了行車的平安，可在汽車中配備上空氣袋，

3、防止碰撞時(shí)司機(jī)遭到損傷。這種空氣袋是用氮?dú)獬涿浧饋?lái)的，所用的氮?dú)馐怯莎B氮化鈉與三氧化二鐵在火花的引發(fā)下反響生成的?？偡错懯牵?NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)在25。748mmHg下，要產(chǎn)生75.0L的N2，計(jì)算需求疊氮化鈉的質(zhì)量。解： 根據(jù)化學(xué)反響方程式所顯示出的nNaN3與nN2的數(shù)量關(guān)系，可以進(jìn)一步確定在給定條件下，mNaN3與VN2的關(guān)系。6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)6mol9molMr(NaN3)=65.01 P=748mmHg=99.73kPa T=298Km(NaN3)=390.06g V(N2

4、)=223.6Lm(NaN3)=？ V(N2)=75.0Lm(NaN3)= =131gL6223L075g06390.1.2 氣體混合物氣體混合物 1.2.1 分壓定律 1.2.2 分壓定律的運(yùn)用*1.2.3 分體積定律 組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓： 組分氣體B在一樣溫度下占有與混合氣體一樣體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。VRTnpBB1.2.1 分壓定律分壓定律： 混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。 p = p1 + p2 + 或 p = pB VnRTp ,2211VRTnpVRTnpVRTnnVRTnVRTnp2121 n =n1+

5、n2+ 分壓的求解：x B B的摩爾分?jǐn)?shù)VRTnpBBpxpnnpxnnppBBBBBBVnRTp 例題 某容器中含有NH3、O2 、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中nNH3=0.320mol，nO2=0.180mol，nN2=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計(jì)算各組分氣體的分壓。解：n= nNH3+nO2+nN2 =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol 35.5kPakPa0.133200.1320.0NH)NH(33pnnpp(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5

6、kPa20.0kPakPa5 .35320. 0180. 0OO22pnnp1.2.2 分壓定律的運(yùn)用 例題: 可以用亞硝酸銨受熱分解的方法制取純氮?dú)狻７错懭缦拢?NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)假設(shè)在19、97.8kPa下，以排水集氣法在水面上搜集到的氮?dú)怏w積為4.16L，計(jì)算耗費(fèi)掉的亞硝酸銨的質(zhì)量。解： T=273+19K=292K p=97.8kPa V=4.16L292K 時(shí)，pH2O=2.20kPaMr (NH4NO2)=64.04n(N2)=0.164molNH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)64.04g 1molm(NH4NO2)=? 0.164m

7、ol m(NH4NO2)= =10.5gK292molKJ31484.16L)kPa202897(1 -1 -.mol1mol164. 0g04.64*1.2.3 分體積定律分體積: 混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨(dú)存在并具有與混合氣體一樣溫度和壓力時(shí)所占有的體積。pRTnVBB V = V1 + V2 + pRTnVBBBBVV或pnRTV pRTnnpRTnpRTnV2121 稱為B的體積分?jǐn)?shù)BBBnnVVppVVxppBBBBBBB例題 氧是人類維持生命的必需氣體，缺氧生命就會(huì)死亡，過(guò)剩的氧會(huì)使人致病，只需在氧氣的分壓維持21kPa才干使人體維持正常代謝過(guò)程。在潛水員本身攜帶

8、的水下呼吸器中充有氧氣和氦氣He在血液中溶解度很小，N2的溶解度大，可使人得氣栓病 某潛水員潛至海水30m處作業(yè)，海水的密度為1.03gcm-3，溫度為20。在這種條件下，假設(shè)維持O2、He混合氣中p(O2)=21kPa氧氣的體積分?jǐn)?shù)為多少？以1.000L混合氣體為基準(zhǔn)，計(jì)算氧氣的分體積和氮的質(zhì)量。重力加速度取9.807m/s2解：T=273+20K=293K海水深30m處的壓力是由30m高的海水和海面的 大 氣 共 同 產(chǎn) 生 。 海 面 上 的 空 氣 壓 力 為760mmHg，那么p=g hw+ kPa101mmg760mmHg760=9.807 m/s2 1.03103kgcm-330

9、m+101kPa=3.03103 kgcm-1 s-2 +101kPa =303kPa+101kPa =404kPa%2.5%10040421)O()O()O(kPa21)O(2222iixVVxVVpppg63. 0K293molKJ314. 8L)052. 0000. 1 (kPa404molg0026. 4)He()He(0026. 4)He(mL52L52. 0)O(111r2TRVPMmMV假設(shè)混合氣體體積為1.000L時(shí)，1.4 1.4 真實(shí)氣體真實(shí)氣體1.4.1 1.4.1 真實(shí)氣體與理想氣體的偏向真實(shí)氣體與理想氣體的偏向1.4.2 Van der Waals 1.4.2 Van

10、 der Waals 方程方程1.4.1 真實(shí)氣體與理想氣體的偏向 理想氣體形狀方程式僅在足夠低壓力下適宜于真實(shí)氣體。 產(chǎn)生偏向的主要緣由是:氣體分子本身的體積的影響分子間力的影響1.4.2 van der Waals 方程nRTnbVVnap)(22a,b分別稱為van der waals常量。(V-nb)=Videal等于氣體分子運(yùn)動(dòng)的自在空間b為1mol氣體分子本身體積的影響。 分子間吸引力正比于(n/V)2 內(nèi)壓力 p=a(n/V)2 pideal=preal+a(n/V)2氣體10a(Pam6mol-2)104b(m3mol-1)He0.034570.2370H20.24760.26

11、61Ar1.3630.3219O21.3780.3183N21.4080.3913CH42.2830.4278CO23.6400.4267HCl3.7160.4081NH34.2250.3707NO25.3540.4424H2O5.5360.3049C2H65.5620.6380SO26.8030.5636C2H5OH12.180.8407 表1-1 某些氣體的Van der Waals 常量例題 分別按理想氣體形狀方程式和van der waals方程式計(jì)算1.50mol SO2在30攝氏度占有20.0L體積時(shí)的壓力，并比較兩者的相對(duì)誤差。假設(shè)體積減少為2.00L，其相對(duì)誤差又如何？解：知T =303K，V=20.0L，n=1.50mol，a=0.6803Pa m6 mol-2，=0.563610-4m3 mol-1189kPa20.0L303KmolK8.314J1.5mol111VnRTp%9 .18%1001059. 110)59. 189. 1 (kP