导图社区 无机化学第一章
无机化学宋天佑版第一章课件加教材详解。
编辑于2021-04-13 15:13:39第一章 化学基础知识
1.1气体的状态方程
1.1.1理想气体
1.描述气体状态的物理量
p
2.理想气体的基本假定
1、忽略气体分子的自身体积,将分子看成有质量的几何点。2、忽略分子间的作用力,且分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞,是完全弹性碰撞,及碰撞过程中无动能损失。
高温和低压下的实际气体很接近理想气体。
原因:在高温和低压下,实际气体分子间的距离相当大。 故气体分子自身的体积远远小于气体占有的体积。 且分子间的作用力极弱。
3.气体压力的产生
p
由牛顿第二定律得: F=ma F=m Δv/Δt F∆t=m∆v
4.理想气体经验公式
p
p
用于处理压力与浓度的关系p
状态方程有许多拓展
p
p
p
1.1.2实际气体的状态方程
理想气体去掉两条基本假定,则还原为实际气体。
1. 实际气体的压力 p实
理想气体的压力 p, 是忽略分子间的吸引力,由分子自由碰撞器壁产生的结果。
p
2. 实际气体的体积 V实
理想气体的体积,是指可以任凭气体分子在其中运动,且可以无限压缩的理想空间。
原因是理想气体分子自身无体积
但实际气体的分子体积不能忽略
p
3. 实际气体的状态方程
p
这个方程式是荷兰科学家 范德华 (Van der Waals) 提出的,称为范德华方程。这是实际气体状态方程中的一种形式。
式中 a,b 称为气体的范德华常数。且a,b的大小可以反映出实际气体与理想气体的偏差程度。a、b越小,越接近理想气体。
p
1.2混合气体的分压定律
1. 2. 1基本概念
由两种或两种以上的气体混合在一起,组成的体系,称为混合气体。
组成混合气体的每种气体,都称为该混合气体的组分气体。
举例:显然,空气是混合气体,其中的O2,N2,CO2 等,均为空气这种混合气体的组分气体。
p
1.总体积和分压
p
p
p
2.总压和分体积
p
p
p
p
1. 2. 2分压定律 —— 分压与总压的关系
p
分压定律的实质:理想气体混合时,由于分子间无相互作用,故碰撞器壁产生的压力,与独立存在时是相同的。亦即在混合气体中,组分气体是各自独立的。
1. 2. 3分压与组成之间的关系
p
p
p
1. 3气体扩散定律
格拉罕姆气体扩散定律
气体扩散定律的数学表达式为
p
p
1.7渗透压
对于两侧水溶液浓度不同的半透膜,为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。
1. 6溶液沸点升高和凝固点降低
与物质状态变化有关的概念
液体汽化方式
蒸发
表面汽化的现象
沸腾
沸点:液体沸腾过程中的温度
表面和内部同时汽化的现象
发生条件:只有当液体的饱和蒸气压和外界大气的压力相等时,汽化才能在表面和内部同时发生。
凝固点
液体凝固成固体时的温度
在这个温度时,液体和固体的饱和蒸气压相等。
p
1. 6. 1饱和蒸气压图
稀溶液的沸点升高和凝固点降低属于稀溶液的依数性
物质的饱和蒸气压 p,对温度 T 做图,即得到物质饱和蒸气压图。
水,水溶液,冰体系的饱和蒸气压图p
从图中可以看出 1、随着温度的升高,水,水溶液,冰的饱和蒸气压都升高。 2、其中冰的曲线斜率大,饱和蒸气压随温度变化显著。 3、同一温度,水溶液的饱和蒸气压低于水的饱和蒸气压。 4、拟使水的饱与蒸气压等于外界大气压力 1.013 105 Pa,需要 373 K,见图中 A 点。 5、在 373 K 时,溶液的饱和蒸气压小于外界大气压力 1.013 105 Pa,溶液未达到沸点。 6、冰线和水线的交点 B 处,冰和水的饱和蒸气压相等。此点 T = 273 K, p ≈ 611 Pa 。 7、在 273 K 时,溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压,即 p冰 > p溶 。 8、降温到 T2 < 273 K 时,冰线和溶液线相交于 B′点。
子主题
1. 6. 2计算公式
1.沸点升高公式
p
2.凝固点降低公式
pp
实验室中,经常用稀溶液的依数性质测定难挥发性的非电解质的相对分子质量。
1. 5溶液的饱和蒸气压降低
1. 5. 1饱和蒸气压
1.纯溶剂的饱和蒸气压
在密闭容器中,在纯溶剂的单位表面上,单位时间里,有N0个分子蒸发到上方空间中。p
p
p
实例p
2. 溶液的饱和蒸气压
p
p
3.解释实验现象
p
1. 5. 2拉乌尔定律
溶液的饱和蒸气压与溶液的浓度之间的数量关系是我们下一步要解决的问题。
1.溶液的浓度
物质的量浓度
概念:溶液中所含溶质 B 的物质的量与溶液的体积之比,称为溶质 B 的物质的量浓度。
经常称之为体积摩尔浓度
其数值要随温度变化。
p
p
质量摩尔浓度
概念:溶液中所含溶质 B 的物质的量与溶剂的质量之比,称为溶质 B 的质量摩尔浓度。
经常用 m 或 b 表示。
p
质量分数
p
摩尔分数
p
2.拉乌尔定律
在一定温度下,稀溶液的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂的摩尔分数之积。
p
p
p
m=b为质量摩尔浓度
p
p
p
1. 4气体分子的速率分布和能量分布
1. 4. 1气体分子的速率分布
p
横坐标 u,为气体分子的运动速率。N 为气体分子的数目(曲线下的面积)p阴影部分的面积为速率在u1和u2之间的气体分子的数目。
这种图有一个明显的不足之处。因为面积代表的是一个绝对的数量 N,所以当气体分子的总数不同时,图形会不同。p
p
p
只要温度相同,不论气体分子的总数是多少,一定速率区间内的分子数占分子总数的分数是一定的。即速率分布一定,故曲线形状一致。
p
显然,这种曲线下覆盖的总面积为单位1.
在速率up附近的小区间里,分子数目最多,即具有up速率的分子数目最多,分数值最大。这里的up称为最概然速率,意思是概率最大。up小于平均速率。
p
高温时的图象更平坦些。
1. 4. 2气体分子的能量分布
气体分子的能量分布受其速率分布的影响。故能量分布与速率分有着类似的规律。
p此能量分布图,是在三维空间讨论的结果。
所不同的是能量分布图开始阶段较陡,而后趋于平缓。
在无机化学中,甚至在物理化学中,常用能量分布的近似公式来进行讨论。p
ppp
p