无机化学：气体（知识点总结）

无机化学：气体（知识点总结），其中理想气体的假定：忽略气体分子的自身体积，看为有质量的质点；忽略分子间的作用力，分子与分子分子与器壁得到碰撞为完全弹性碰撞。

无机化学（气体）

• 气体
  • 理想气体
    • 理想气体的假定
      • 忽略气体分子的自身体积，看为有质量的质点
      • 忽略分子间的作用力，分子与分子分子与器壁得到碰撞为完全弹性碰撞
        • 即，碰撞过程中没有动能损失
      • 高温低压的真实气体无限近似于理想气体
    • 气体状态方程
      • 理想气体的描述量
        • 压力（牛/平方米）
          • 气体压力：气体分子碰撞器壁产生
            • 分子对器壁的力
            • 器壁对分子的力
            • 作用力与反作用力，用冲量推算其中一个力的大小得到另一个 注意：没有动量损失，以V碰撞，以-V返回
              • F=2mv/t(分子对器壁的力）
                • 只考虑了垂直碰撞器壁的气体分子， 未垂直碰撞的则考虑它们在垂直方向上的分运动
            • 如何看待压力
              • 从一个分子上来看：不连续但碰撞时间极短，但分子数量多
              • 宏观：碰撞产生的压力是连续的
          • 分压定律
            • 概念
              • 什么是混合气体
              • 什么是组分气体
              • 总体积和分压
                • 混合气体的总体积是V总
                • 某个组分单独存在且占有总体积时具有的压力叫该组分气体的分压
                  • 分压小于总压
                  • P组分V总=nRT
              • 总压与分体积
                • 某个组分单独存在且占有总压时的体积
                  • V分小于V总
                    • V小P大，要保证总压一致，但现在体积是分体积，只能压小体积
                  • P总V分=nRT
                • 总压：混合气体的总压
            • 定义
              • 研究分压和总压的关系
                • 总压等于分压之和
                  • 根据理想气体的假定理解，理想气体之间分子没有相互影响，各个组分气体是单独存在的，每个气体碰撞器壁产生的压力和他们单独存在时是一样的
                • 分压与组成之间的关系
                  • Pi=Xi=Vi
          • 气体扩散定律
            • 格拉罕姆定律
              • 同温同压下，气体的扩散速率V与其密度的平方根成反比
                • 推论：密度换成摩尔质量： V的比例与摩尔质量平方根成正比
        • 体积
          • 条件
            • 可以任凭分子在内运动（因为是质点没有体积）
            • 可以被无限压缩的理想空间（还是因为分子没有实际体积）
        • 温度
          • 热力学定律
        • 物质的量
      • 理想气体的经验公式
        • 波义耳定律：n,T一定，V正比与1/P
        • Gay Lusac:n,p一定，V正比于T
        • 阿伏伽德罗定律：p,T一定，V正比于n
        • V正比于np/T
          • 由此得出理想气体状态方程：PV=nRT
          • R=pv/nT
            • 单位：J.mol^-1.K^-1
            • 均取标量：8.314
            • PV的单位是J（做体积功公式）
      • 理想气体状态方程的拓展 （换量推公式）
        • M=mRT/VP=ρRT/P
        • ρ=MP/RT
        • T,P一定时，密度正比于摩尔质量
  • 真实气体（举例范德华方程）
    • 如何理解
      • 理想气体去掉两条假定
    • 影响因素
      • 分子间作用力
        • 影响压力：真实气体间无法忽略分子间互相作用力，描述压力时需要修正
        • 实际气体压力<理想气体压力
        • P理想=P实际+P内
          • P内：要碰壁的分子和内部的分子相互吸引导致
          • 两部分分子在单位体积内物质的量与P内成正比，但两部分分子浓度一致
          • P内正比与（n/v)^2
          • p理想=P实际+a(n/v)^2
      • 体积
        • 理想气体还原，气体有实际体积
        • 实际气体体积>理想气体
        • V理想=V实际-V分子实际体积 V=V实-nb
    • 范氏方程
      • 两样修正项相乘=nrt，n=1mol,体积取Vm
  • 分子的速率和能量分布
    • 气体分子的速率分布
      • 麦克斯韦