无机化学 第五版第一章 气体.ppt

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1、§1.1理想气体状态方程第一章气体§1.4真实气体*§1.3气体分子动理论§1.2气体混合物第一篇化学反应原理1.1.1理想气体状态方程1.1.2理想气体状态方程的应用§1.1理想气体状态方程气体的最基本特征：具有可压缩性和扩散性。人们将符合理想气体状态方程的气体，称为理想气体。理想气体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。1.1.1理想气体状态方程pV=nRTR----摩尔气体常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol时,Vm=22.414L=22.414×

2、10-3m3R=8.314kPaLK-1mol-1理想气体状态方程：1.计算p，V，T，n中的任意物理量2.确定气体的摩尔质量M=Mrgmol-11.1.2理想气体状态方程的应用用于温度不太低，压力不太高的真实气体。pV=nRT==m/V3.确定气体的密度1.2.1分压定律§1.2气体混合物*1.2.2分体积定律组分气体：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之

3、和。p=p1+p2+或p=pBn=n1+n2+分压的求解：xBB的摩尔分数例题：某容器中含有NH3、O2、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa分压定律的

4、应用例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。在25℃下，用排水集气法收集氢气，集气瓶中气体压力为98.70kPa（25℃时，水的饱和蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反应中消耗锌的质量。解：T=(273+25)K=298Kp=98.70kPaV=2.50L298K时，p(H2O)=3.17kPaMr(Zn)=65.39Zn(s)+2HClZnCl2+H2(g)65.39g1molm(Zn)=?0.0964moln(H2)=m(Zn)==6.30g=0.0964mol分体积：混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份单独存

5、在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。*1.2.2分体积定律V=V1+V2+pnRT=—称为B的体积分数ppBBj=VVxppBBBBj===,例题：天然气是多组分的混合物，其组成为：CH4,C2H6,C3H8和C4H10。若该混合气体的温度为25℃。总压力为150.0kPa，n总=100.0mol。n(CH4):n(C2H6):n(C3H8):n(C4H10)=47.0:2.0:0.80:0.20。计算各组分的分体积和体积分数。解：以CH4的分体积、体积分数为例。解法一：思路，需先求出n(CH4)n(CH4)=x

6、(CH4)·n总解法二：理想气体状态方程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：①气体分子本身的体积的影响；②分子间力的影响。真实气体与理想气体的偏差§1.4真实气体a,b称为vanderwaals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)2pideal=preal+a(n/V)2VanderWaals方程表1-1某些气体的VanderWaals常量例题：分别按理想气体状态方程和vanderwaals方程计算1

7、.50molSO2在30摄氏度占有20.0L体积时的压力，并比较两者的相对误差。如果体积减少为2.00L，其相对误差又如何？解：已知：T=303K，V=20.0L，n=1.50mol，a=0.6803Pa·m6·mol-2，b=0.563610-4m3·mol-1