1、1.1 理想氣體狀態(tài)方程,第一章 氣 體,1.4 真實氣體,*1.3 氣體分子動理論,1.2 氣體混合物,第一篇 化學反應原理,1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程,1.1.2 理想氣體狀態(tài)方程的應用,1.1 理想氣體狀態(tài)方程,氣體的最基本特征： 具有可壓縮性和擴散性。,人們將符合理想氣體狀態(tài)方程的氣體，稱為理想氣體。 理想氣體分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對于氣體所占有體積完全可以忽略。,1.1.1 理想氣體狀態(tài)方程,pV = nRT R- 摩爾氣體常量 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m3

2、,R=8.314 kPaLK-1mol-1,理想氣體狀態(tài)方程：,1. 計算p，V，T，n中的任意物理量,2. 確定氣體的摩爾質量,M = Mr gmol-1,1.1.2 理想氣體狀態(tài)方程的應用,用于溫度不太低，壓力不太高的真實氣體。,pV = nRT, =, = m / V,3. 確定氣體的密度,1.2.1 分壓定律,1.2 氣體混合物,*1.2.2 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在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。,1.2.1 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

3、= p1 + p2 + 或 p = pB,n =n1+ n2+,分壓的求解：,x B B的摩爾分數(shù),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。試計算各組分氣體的分壓。,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,分壓定律的應用,例題：用金屬鋅與鹽酸反應

4、制取氫氣。在25下，用排水集氣法收集氫氣，集氣瓶中氣體壓力為98.70kPa（25時，水的飽和蒸氣壓為3.17kPa），體積為2.50L，計算反應中消耗鋅的質量。,解： T =(273+25)K = 298K p=98.70kPa V=2.50L 298K時，p(H2O)=3.17kPa Mr (Zn)=65.39,Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g) 65.39g 1mol m(Zn)=? 0.0964mol,n(H2) =,m(Zn) =,=6.30g,=0.0964mol,分體積： 混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時所占有的體

5、積。,*1.2.2 分體積定律,V = V1 + V2 + ,稱為B的體積分數(shù),例題：天然氣是多組分的混合物，其組成為：CH4,C2H6,C3H8和C4H10。若該混合氣體的溫度為25?？倝毫?50.0kPa，n總=100.0mol。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10) =47.0:2.0:0.80:0.20。計算各組分的分體積和體積分數(shù)。,解：以CH4的分體積、體積分數(shù)為例。,解法一：思路，,需先求出n(CH4),n(CH4) = x(CH4)n總,解法二：,理想氣體狀態(tài)方程僅在足夠低的壓力下適合于真實氣體。,產生偏差的主要原因是： 氣體分子本身的體積的影響； 分子間力的影響。,真實氣體與理想氣體的偏差,1.4 真實氣體,a,b稱為van der waals常量。,(V-nb)=Videal等于氣體分子運動的自由空間 b為1mol氣體分子自身體積的影響。 分子間吸引力正比于 (n/V)2 內壓力 p=a(n/V)2 pideal=preal+a(n/V)2,Van der Waals 方程,表1-1 某些氣體的Van der Waals 常量,例題：分別按理想氣體狀態(tài)方程和van der waals方程計算1.50mol SO2在30攝氏度占有20.0L體積時的壓力，并比較兩者的相對誤差。如果體積