普通化学原理第一章

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1、第一章气体1.1、气体压强第一章1.2、理想气体状态方程Chapter11.3、气体分压定律1.4、气体扩散定律气体1.5、气体分子运动论©ECNU-Chem1.6、实际气体和范德华方程Gases2物质三态气态分子气体、液体和固体是物质常见的三种状态。常温常压(25oC,1atm)以气态存在的物质单质化合物H2HF,HCl,HBr,HIN2CO,CO2O2,O3NH3F2,Cl2NO,NO2,N2O©ECNU-Chem气体液体固体©ECNU-ChemHe,Ne,Ar,Kr,Xe,RnSO2,H2S

2、完全无序，粒子无序，粒子排列有序规整，HCN(>26oC)相互远离、具有相互靠近、粒子束缚在特定完全的自由度，具有一定的的位置附近、相有大量空的空间自由度互紧密靠近341.1气体压强气体压强单位气体压强(gas标准大气压(standardatmosphericpressure)是分子pressure)(1atm)：在纬度45o的海平间作用力的宏观面上，当温度为0oC时，760mm高水银柱产生的压强。表现。气体压强单位(unitofpressure)气体压强来自于1atm=760mmHg=760torr

3、©ECNU-Chem大量气体分子对©ECNU-Chem1atm=101325Pa=101.325kPa器壁连续不断的1bar=105Pa=750.064mmHg碰撞。(SSP，Standardstatepressure)气压计Barometer561标准状况(Standardconditions)1.2理想气体状态方程STP(Standardtemperatureandpressure):气体定律(Thegaslaws)：T=273.15K(0C),p=100kPa(1bar)波义耳定律(Boyle

4、’sLaw)：pV=常数(n,(IUPAC,1997)T恒定)查理定律(Charles’Law)：V/T=常数(n,p旧标准：T=273.15K(0C),p=恒定)101.325kPa(1atm)(IUPAC,1984;NIST,1969;盖-吕萨克定律(Gay-Lussac’sLaw)：p/T=ISO10780)©ECNU-Chem©ECNU-Chem常数(n,V恒定)SATP(Standardambienttemperatureandpressure):阿伏加德罗定律(Avogadro’sLaw

5、)：V/n=T=298.15K(25C),p=100kPa常数(T,p恒定)pV/TkCombinedgaslaw78典型的Boyle定律实验Charles定律实验：恒压下气体体积与温度的关系等温线(isotherm)V=a+btcVVt00c273.15V1/p,-273.15oC273.15tVc0orV=k/p,273.15其中k为常数将该直线延伸到零体积处，得到一个温度：©ECNU-Chem©ECNU-Chem-273.15oC，该温度是热力学温度(Kelvintemperaturesca

6、le)的起点(0K)。pV=常数910理想气体状态方程实验表明，在0C和1atm下，1mol理克拉珀龙方程—理想气体状态方程想气体的体积为22.414L。(Theidealgasequation)pV=nRTpV=nRTpV(1atm)(22.414L)R==nT(1mol)(273.15K)©ECNU-Chem©ECNU-ChemR=0.082057atm•L•mol-1•K-111122摩尔气体常数R(molargasconstant)理想气体(idealgas)：0.08206atm·dm3·

7、mol-1·K-1(atm·L·mol-1·K-1)分子只有位置而不占有体积，是一个具有8.3145Pa·m3·mol-1·K-1(J·mol-1·K-1)质量的几何质点；8.3145kPa·dm3·mol-1·K-1分子间没有相互作用力；1.987cal·mol-1·K-1分子之间以及分子与器壁之间发生的碰撞是弹性碰撞，没有动能损失。62.364torr·L·mol-1·K-1适用于：温度较高、压强较低时的稀薄©ECNU-Chem©ECNU-Chem气体。1314理想气体状态方程的应用例1-

8、1：惰性气体氙能和氟形成多种氟化物XeFx。实验测定在80C，15.6kPa时，某气态氟化氙试样求相对分子量（摩尔质量）M的密度为0.899gdm-3，试确定这种氟化氙的分子式。pV=nRT=(m/M)RT解：求出摩尔质量，即可确定分子式。M=mRT/(pV)设氟化氙摩尔质量为M，密度为(gdm-3)，质量为m(g)，R应选用8.314(kPadm3mol-1K-1)