1、教案基礎(chǔ)知識第1頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 1 物質(zhì)的狀態(tài)：固體 液體 氣體 等離子體 （Plasma） 分子間作用力: 減弱 密度: 降低 （有例外） （分子本身所占體積的比例）第2頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 1-1 氣體2. 理想氣體 人們將符合理想氣體狀態(tài)方程式pV=nRT的氣體，稱為理想氣體。分子體積與氣體體積相比可以忽略不計分子之間沒有相互吸引力分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞 不造成動能損失 -彈性碰撞1. 氣體的最基本特征 具有可壓縮性和擴(kuò)散性。第3頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三3. 理

2、想氣體的狀態(tài)方程式波義爾定律：當(dāng)n和T一定時，氣體的V與p成反比 V 1/p （1）查理-蓋呂薩克定律： n和p一定時，V與T成正比 V T （2）阿佛加德羅定律：p與T一定時，V和n成正比 V n （3）以上三個經(jīng)驗(yàn)定律的表達(dá)式合并得V nT/p (4)實(shí)驗(yàn)測得（4）的比例系數(shù)是R，于是得到理想氣體狀態(tài)方程式: pV=nRT (5)適用于：溫度較高、壓力較低時的稀薄氣體第4頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三pV = nRT R- 摩爾氣體常量在STP下，p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m

3、3 R= 8.314 kPaLK-1mol-1理想氣體狀態(tài)方程式 = 0.0821 atm dm3 mol-1 K-1注意：R的取值，P、V、n、T單位之間關(guān)系 第5頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三1. 計算p，V，T，n四個物理量之一2. 氣體摩爾質(zhì)量的計算M = Mr gmol-1理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用適用于高溫低壓下的真實(shí)稀薄氣體pV = nRT第6頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 = = m / V3. 氣體密度的計算第7頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分

4、壓： 組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。4. 混合氣體分壓定律及其應(yīng)用第8頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三分壓定律： 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 n =n1+ n2+ 第9頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三分壓的求解：x B B的摩爾分?jǐn)?shù)第10頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三混合氣體分壓定律的應(yīng)用 思考題：在20 C、 99 kPa 下，用排水取氣法收集 1.5 dm3 的 O2, 問：需多少克 KClO

5、3 分解？ 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 (查水（20 C）的蒸氣壓為 2.34 kPa )第11頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三例題：某容器中含有NH3、O2 、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計算NH3氣體的分壓。解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp (NH3) = n(NH3)/np第12頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)

6、26分，星期三分體積： 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相同溫度和壓力時所占有的體積。5. 混合氣體分體積定律第13頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三V = V1 + V2 + pnRT=稱為B的體積分?jǐn)?shù)ppBBj=VVxppBBBBj=,第14頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三例1 A、B兩種氣體在一定溫度下，在一容器中 混合，混合后下面表達(dá)式是否正確？PAVA = nARTP V = nARTPVA = nARTPAV = nARTPA (VA +VB) = nART(PA+PB) VA = nART否 否是是

7、是是P總V分 = P分V總 = n分RT第15頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三6. 實(shí)際氣體 與 Van der Waals 方程 理想氣體： PV = nRT 實(shí)際氣體: Z = (PV)/(nRT) Z 稱為壓縮系數(shù) Z = 1 為理想氣體分子間作用力： Z 1 （ V增大） 偏離理想氣體的程度，取決于： 1. 溫度： T 增加，趨向于理想氣體 2. 壓力： P 減小，趨向于理想氣體 3. 氣體的性質(zhì)： 沸點(diǎn)愈高與理想狀態(tài)偏差愈大第16頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三溫度愈升高，愈接近理想氣體N2第17頁，共48頁，2022年，5月20日

8、，16點(diǎn)26分，星期三不同氣體的比較（1摩爾,300K ) 第18頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三氣體 Z-P 圖的討論常壓常溫下，沸點(diǎn)低的氣體，接近理想氣體起初增加壓力時，對于分子量較大的分子，分子間作用力增加占主導(dǎo)，使得 Z 1第19頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三Van der Waals 方程 ( P + a n2/V2 ) (V- nb) = nRT 其中，a 、b 為 范德華常數(shù) a 用于校正壓力，是與分子間作用力有 關(guān)的常數(shù)，分子間作用力與氣體濃度 的平方成正比 b 約等于氣體凝聚為液體時的摩爾體積第20頁，共48頁，2022年

9、，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三VanDerwaalsa和b似與分子間作用力及其分子的質(zhì)量有關(guān)。第21頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 7. 氣體擴(kuò)散定律 (自學(xué))同溫同壓下某種氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散速度與其密度的平方根成反比，這就是氣體擴(kuò)散定律氣體分子的速率分布和能量分布（自學(xué)） 掌握氣體分子的速率和能量分布曲線與溫度關(guān)系第22頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三氣體的液化問題：1）是否所有氣體都可以液化？ 2） 什么樣的條件下可以液化？例： 冬天帶眼鏡進(jìn)屋時，鏡片會變得模糊。 家庭用液化氣，主要成分是丙烷、丁烷，加壓后變成液體儲于高壓鋼瓶里，打開時

10、減壓即氣化。 但有時鋼瓶還很重卻不能點(diǎn)燃。是因?yàn)镃5H12 或C6H14等級烷烴室溫時不能氣化。溫度壓力氣體性質(zhì)Tc 以下，均可 1-2 液體第23頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三臨界現(xiàn)象Tb （沸點(diǎn)） 室溫 Tc 室溫， 室溫下加壓不能液化Tb 室溫， 室溫下加壓可以液化Tb 室溫 Tc 室溫， 在常溫常壓下為液體第24頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 幾個臨界常數(shù)：臨界溫度 Tc: 每種氣體液化時，各有一個特定溫度叫臨界溫度。 在Tc 以上，無論怎樣加大壓力，都不能使氣體液化。臨界壓力 Pc: 臨界溫度時，使氣體液化所需的最低壓力叫臨界壓

11、力。臨界體積 Vc: 在Tc 和 Pc 條件下，1 mol 氣體所占的體積叫臨界體積。 臨界常數(shù)主要與分子間作用力及分子質(zhì)量有關(guān)。第25頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三2. 液體的氣化：蒸發(fā) 與 沸騰蒸發(fā): 液體表面的氣化現(xiàn)象叫蒸發(fā)（evaporation)。敞口容器完全蒸發(fā)干涸吸熱過程分子的 動能：紅色：大黑色：中藍(lán)色：低第26頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三2. 液體的氣化：蒸發(fā) 與 沸騰蒸發(fā):密閉容器蒸發(fā) 冷凝 “動態(tài)平衡”恒溫分子的 動能：紅色：大黑色：中藍(lán)色：低飽和蒸氣壓：與液相處于動態(tài)平衡的這種氣體叫飽和蒸氣，它的壓力叫飽和蒸氣壓

12、，簡稱蒸氣壓。飽和蒸氣壓的特點(diǎn)：1. 溫度恒定時，為 定值； 2. 氣液共存時，不受量的變化； 3. 不同的物質(zhì)有不同的數(shù)值。第27頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三2. 液體的氣化：蒸發(fā) 與 沸騰沸騰:帶活塞容器， 活塞壓力為 P沸點(diǎn)與外界壓力有關(guān)。外界壓力等于101 kPa (1 atm)時的沸點(diǎn)為正常沸點(diǎn)，簡稱沸點(diǎn)。 當(dāng)溫度升高到蒸氣壓與外界氣壓相等時，液體就沸騰，這個溫度就是沸點(diǎn)。熱源沸騰是在液體的表面和內(nèi)部同時氣化。第28頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三例：水的沸點(diǎn)為 100 C，但在高山上，由于大氣壓降低，沸點(diǎn)較低，飯就難于煮熟。

13、而高壓鍋內(nèi)氣壓可達(dá)到約10 atm，水的沸點(diǎn)約在180 C左右，飯就很容易煮爛。“過熱”液體：溫度高于沸點(diǎn)的液體稱為過熱液體，易產(chǎn)生爆沸。 蒸餾時一定要加入沸石或攪拌，以引入小氣泡，產(chǎn)生氣化中心，避免爆沸。第29頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三3. 蒸氣壓的計算蒸氣壓的對數(shù)與 的直線關(guān)系:lg p = A/T + BA = - (Hvap)/2.303RHvap 為氣體的摩爾 蒸發(fā)熱 103/K-1第30頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三3. 蒸氣壓的計算Clapeyron-Clausius 方程: lg p = - (Hvap)/2.303R

14、T + B溫度 T1 時，lg p1 = - (Hvap)/2.303RT1 + B溫度 T2 時, lg p2 = - (Hvap)/2.303RT2 + B兩式相減，得 lg p2 lg p1 = - (Hvap)/2.303R（1/T2 1/T1）或 lg (p2 / p1 )= Hvap/2.303R (T2 T1)/T2T1應(yīng)用：1）計算液體的摩爾蒸發(fā)熱；2) 求某T下蒸氣壓 注意R 的單位與Hvap的單位一致。第31頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 1-3 固體1 晶體與非晶體 晶體與非晶體的不同點(diǎn) （a）可壓性和擴(kuò)散性均不同 （b）晶體有固定的外形，非晶

15、體沒有 （c）晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有 （d）晶體有各向異性，非晶體則是各向同性的2 晶體類型： 分子晶體、離子晶體、原子晶體、金屬晶體第32頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三3 晶體的外形 七大晶系第33頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三4 晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）十四種晶格三斜P單斜P單斜C正交P正交C正交I正交F第34頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三四方P四方F三方P六方P立方P立方F立方I第35頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 2 溶液一、溶液的基礎(chǔ)知識回顧 溶液的定義及其濃度表示方法

16、（自習(xí)）二、溶解度原理 1 溶解度原理及其一般規(guī)律 2 亨利(Henry)定律 三、非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性1 依數(shù)性的定義及其適用范圍2 蒸氣壓下降拉烏爾(Raoult)定律3 沸點(diǎn)升高4 凝固點(diǎn)下降5 滲透壓6 依數(shù)性的應(yīng)用 第36頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三一、溶液的基礎(chǔ)知識回顧 1 溶液的定義及其分類 （自習(xí)） 1) 溶液：以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的均勻而又穩(wěn)定的體系。 2) 分類：a 氣態(tài)溶液；b 液態(tài)溶液；c 固態(tài)溶液。其中液態(tài)溶液常用（溶質(zhì)溶劑） 注意：酒精溶于水，液體的總體積減?。ǔＷR積累開心詞典）。 2 溶液濃度的表示方法（自

17、習(xí)） 1) 質(zhì)量百分比濃度：(溶質(zhì)質(zhì)量 / 溶液質(zhì)量) x % 2) 質(zhì)量摩爾濃度：m (溶質(zhì)的物質(zhì)量 / 溶劑的質(zhì)量) mol/kg 3) 摩爾分?jǐn)?shù)濃度：xi ni / n總 4) 物質(zhì)的量濃度：ci ni / V總 mol / dm3 第37頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三二、溶解度原理 溶解度原理及其一般規(guī)律 1) 原理： 只是經(jīng)驗(yàn)理論“相似著相溶”，其中“相似者”是指溶質(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)或極性上的相似。 2) 經(jīng)驗(yàn)規(guī)律： a 液液相溶：如含有OH的液體易溶于水，但如有機(jī)醇隨著碳鏈增加，越難溶于水。 b 固液溶解：非極性或弱極性固態(tài)物質(zhì)難溶于強(qiáng)極性溶劑（水）；同溶劑

18、中，低熔點(diǎn)的固體比類似結(jié)構(gòu)的高熔點(diǎn)物質(zhì) 易溶解。 c 氣液溶解：同溶劑中，高沸點(diǎn)的氣體比低沸點(diǎn)的氣體溶 解度大；與氣體溶質(zhì)近似分子間力的溶劑為較佳溶劑。 第38頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三溶解度溫度曲線第39頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 2 亨利(Henry)定律 Henry定律：在中等壓強(qiáng)時，氣體的溶解度與液面上氣相中該氣體的分壓成正比。 ci = Kpi 其中， ci為第i 種氣體在液體內(nèi)的濃度；pi為液面上第i 種氣體的分壓；K為亨利常數(shù)。如含CO2氣體的飲料 注：壓強(qiáng)對液體和固體的溶解度影響小。第40頁，共48頁，2022年，

19、5月20日，16點(diǎn)26分，星期三三、非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 1 依數(shù)性的定義及其適用范圍 1) 依數(shù)性：稀溶液的某些性質(zhì)主要取決于其中所含溶質(zhì)粒 子的數(shù)目而與溶質(zhì)的本身性質(zhì)無關(guān)，包括溶液的蒸汽壓 下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)）下降和滲透壓。 2) 適用范圍：依數(shù)性規(guī)律一般只適用于非電介質(zhì)稀溶液。 2 蒸氣壓下降拉烏爾(Raoult)定律 在一定溫度下，稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積；或難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降值P 和溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。 P = PAo . XA ; XA + XB = 1 ; P = PAo . XB 注：a) 適用于非電解質(zhì)的稀溶液；b) 無

20、相互作用的理想溶液。理想溶液：P = PA+ PB = PAo . XA + PBo . XB (了解，物理化學(xué)）第41頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液其沸點(diǎn)總是高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。TA = KA . mBKA是溶劑的摩爾 沸點(diǎn)上升常數(shù)mB是溶質(zhì)的質(zhì)量 摩爾濃度mol/kgTA是溶劑沸點(diǎn)上升 數(shù)值注：常用于測定 溶質(zhì)的分子量3 沸點(diǎn)升高第42頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 4 凝固點(diǎn)下降含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的稀溶液，其凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。Tf = Kf . mBKf是溶劑的摩爾 凝固點(diǎn)降低常數(shù)mB是溶質(zhì)的質(zhì)

21、量 摩爾濃度mol/kgTf是溶液凝固點(diǎn)下 降數(shù)值注：a) 只要有溶質(zhì)就使純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)降低； b) 測定溶質(zhì)的分子量第43頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)26分，星期三 5 滲透壓 膜兩邊的靜壓強(qiáng)為滲透壓；“一般稀溶液的滲透壓與溶液的濃度和溫度的關(guān)系同理想氣體方程式一致” = nRT / V = cRT 其中為滲透壓；V是溶液體積；n是物質(zhì)量mol， c是濃度mol / dm3 ；R是氣體常數(shù)；T是絕對溫度。6 依數(shù)性的應(yīng)用 1) 測定分子的摩爾質(zhì)量 2) 測定化學(xué)式 3）制作防凍劑和致冷劑 4) 配制等滲輸液（如葡萄糖液等） 第44頁，共48頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)2

22、6分，星期三 例1. 一種化合物含有碳40.00，氫6.6，氧53.33，實(shí)驗(yàn)表明，9.00克這種化合物溶解于500克水中，水的沸點(diǎn)上升了0.0510oC。求它的（1）實(shí)驗(yàn)式；（2）分子量；（3）分子式 解: (1) 設(shè)實(shí)驗(yàn)室為CxHyOz，則有： x : y : z = (40.00/12):(6.6/1):(53.33/16) 1 : 2 : 1 因而該化合物的實(shí)驗(yàn)式為 CH2O (2) TA = KA . mB 已知TA 0.0510； KA 0.518（ Kf 1.86 ，常識記?。?mB 1000 x 9.00/(500 x M) （注意質(zhì)量單位kg) 可求得M = 183 （3）設(shè)分子式為（ CH2O）n，可解n 6 因而其分子式為： C6H12O6第45頁，共48