第一章 气体和溶液（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

§1.1 气体 第一章 气体和溶液 §1.3 溶液 §1.2 液体 第一篇 化学反应原理 1.1.1 理想气体状态方程 1.1.2 气体混合物 §1.1 气体 1.1.3 气体分子动理论 1.1.4 真实气体 n=1.0 mol时, Vm= 22.414L = 22.414×10-3m3 R = 8.314 kPaLK-1mol-1 1.1.1 理想气体状态方程 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。 pV = nRT R---- 摩尔气体常量 在STP下，p =101.325kPa, T = 273.15K R = PV nT 101325Pa22.41410-3m3 1.0mol273.15K = 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 = Mr gmol-1 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 pV = nRT pV = m M RT M = mRT pV n = m M  = m/V 3. 确定气体的密度 M = mRT pV M = RT p  = pM RT 例1-1 在实验室中，经常会用到无水无氧操作。操作前必须将装置中的气体用无水无氧的氮气置换。氮气是由氮气钢瓶提供的，其容积为50.0 L，温度为 25 ℃、压力为15.2 MPa。 (2) 若将实验装置用氮气置换了五次后，钢瓶压力下降至13.8 MPa。计算在25 ℃，0.100 MPa下，平均每次耗用氮气的体积。 (1) 计算钢瓶中氮气的物质的量n(N2)和质量m(N2)； 解： (1) 已知：V=50.0 L，T=(273+25)=298 K p1= 15.2 MPa = 15.2103 kPa n1(N2) = p1V RT 15.2103kPa  50.0L 8.314J·mol-1·K-1  298K = = 306.8 mol 因为 M(N2) = 28.0 g·mol-1 所以 m(N2) = n1(N2)  M(N2) = 306.8 mol  28.0g·mol-1 = 8.59103g = 8.59 kg (2) 已知：p2= 13.8MPa，V=50.0L，T=298K n2(N2) = p2V RT 13.8103kPa  50.0L 8.314J·mol-1·K-1  298K = = 278.5mol 消耗了的氮气的物质的量为： n(N2) = (306.8-278.5) mol = 28.3 mol 在298K，0.100MPa下，每次置换耗用氮气的体积为： 28.3mol8.314J·mol-1·K-1298K 100KPa V(N2) = 1/5 = 140 L 例1-2 氩气(Ar)可由液态空气蒸馏而得到。若氩的质量为0.7990g，在温度为298.15 K时，其压力为111.46kPa，体积为0.4448L。计算氩的摩尔质量M(Ar)、相对原子质量Ar(Ar)以及标准状况下氩的密度ρ(Ar)。 解： 设M为气体的摩尔质量，m为气体的质量， 则 n = m M 代入理想气体状态方程得： pV = m M RT 故： M = mRT pV M(Ar) 111.46kPa  0.4448L = 0.7990g8.314J·mol-1·K-1298.15K = 39.95 g·mol-1 氩为单原子分子，所以：Ar(Ar) = 39.95 标准状况下，T =273.15K，p = 101.325kPa ρ(Ar) 8.314J·mol-1·K-1273.15K = 101.325kPa  39.95g·mol-1 = 1.782 g·L-1 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。 组分气体：理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 pB = nBRT V 1.1.2 气体混合物 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和。 p = p1 + p2 +  或 p =  pB n =n1+ n2+  p1 = n1RT V ， p2 = n2RT V ，… p1 = n1RT V + n2RT V + ··· = (n1+n2+···)