第一章物的状态和稀溶液.ppt

第一章第一章 物质的状态和稀溶液物质的状态和稀溶液n1.3 固体固体n1.2 液液体体n1.1 气气体体1-1 气体气体 •理想气体•实际气体•气体扩散定律1-1-1 理想气体理想气体压力不太高、温度不太低压力不太高、温度不太低( (高温低压高温低压) )•分子不占体积，可看成几何质点，分子间无吸引力，分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能的损失 1-1-1 理想气体理想气体 1、理想气体状态方程、理想气体状态方程pV = nRTp——气体的压力，单位为帕气体的压力，单位为帕(Pa)V——体积，单位为立方米体积，单位为立方米(m3)n——物质的量，单位为摩物质的量，单位为摩(mol)T——热力学温度，单位为热力学温度，单位为“开开”(K)R——摩尔气体常数摩尔气体常数,Pam3mol-1K-1 理想气体状态方程理想气体状态方程实验测知实验测知1mol理想气体在标准状况下的体积理想气体在标准状况下的体积为为 22.414×10-3 m3, 则则 101.325×103Pa×22.414×10-3 m31mol×273.15K=R= pV/nT= 8.3144 Pa·m3·mol-1·K-1 = 8.3144 J·mol-1·K-11-1-1 理想气体理想气体 2、理想气体分压定律、理想气体分压定律气体的分压气体的分压(pB)——气体混合物中，某一气体混合物中，某一 组分气体组分气体B对器壁所施加的压力。

对器壁所施加的压力等于相同温度下该气体单独占有与混合气体等于相同温度下该气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力相同体积时所产生的压力道尔顿分压定律道尔顿分压定律——在相同的温度、体积条在相同的温度、体积条件下，件下，混合气体的总压力等于各组分气体的分混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和                     p = ΣpB=p1+p2+p3+……理想气体分压定律理想气体分压定律 如如 :　　组分气体　　组分气体B的物质的量为的物质的量为nB      　　混合气体的物质的量为　　混合气体的物质的量为n n      　　　　混合气体的体积为混合气体的体积为V 则它们的压力：则它们的压力：  pB = nBRT/V  p = nRT/V将两式相除，得将两式相除，得pB　　　　   nB p　　　　 n＝＝为组分气体为组分气体B B的摩尔分数的摩尔分数nB npB B= pnB n例：体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体, T=30℃、p =93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa, COCO2 2的含量为的含量为5.00g, 5.00g, 试计算试计算N N2 2、、COCO2 2分压。

分压解解m(CO2)                    M(CO2)    44.01g·mol-1n(CO2)=              /M(CO2) = 0.114molp(COCO2 2)=                  =                                       Pa                 n(CO2)RT    0.114×8.314×303.15        V 1.00×10-2 =2.87×104 Pap(N N2)=p-p(O O2 2)-p(COCO2 2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa         =3.79×104 Pa1.1.2 实际气体实际气体       理想气体的理想气体的P 为一常数为一常数 ,     而实而实际气体的际气体的P 则不则不是常数        主要原因是气主要原因是气体处于高压时分子体处于高压时分子自身的体积不容忽自身的体积不容忽视，另外高压时分视，另外高压时分子间的引力不容忽子间的引力不容忽视。

视 因此状态方程修正为因此状态方程修正为因此实际气体状态方程为因此实际气体状态方程为1.1.3.气体扩散定律气体扩散定律 •英国物理学家格拉罕姆（Graham）指出：同温同压下，气体的扩散速度与其密度的平方根成正比 或或即即由于由于分子质量越大，扩散速度越慢2007-5-272007-5-27 第三节化学反应中的能量关系第三节化学反应中的能量关系1.2 1.2 液体液体 1.2.1 1.2.1 蒸气压蒸气压 1.2.2 1.2.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性1-2-1 蒸气压蒸气压 蒸发与凝聚蒸发与凝聚蒸发蒸发:密闭容器中，某些表层液态分子密闭容器中，某些表层液态分子挣脱内层分子的引力以气态形式进入上挣脱内层分子的引力以气态形式进入上层空间的过程层空间的过程凝聚凝聚: 随着液面上层蒸气密度的增随着液面上层蒸气密度的增加，当蒸气分子与液面撞击时，又加，当蒸气分子与液面撞击时，又重新回到液体中去的过程重新回到液体中去的过程纯溶剂的纯溶剂的蒸气压溶液的蒸气压溶液的蒸气压 饱和蒸气压饱和蒸气压实验测定实验测定298 K时时水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa；；0.5 mol · kg-1 糖水的蒸气压则为糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa；；1.0 mol · kg-1 糖水的蒸气压为糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa。

1.2.2 稀溶液的依数性稀溶液的依数性蒸气压下降蒸气压下降 （（1）拉乌尔定律）拉乌尔定律1886年拉乌尔（年拉乌尔（Raoult，，F.A.）根据实验得）根据实验得出难挥发非电解质稀溶液的蒸气压出难挥发非电解质稀溶液的蒸气压p与稀溶液与稀溶液中溶剂中溶剂A的摩尔分数的摩尔分数XA间的关系为：间的关系为： 拉乌尔定律也可以这样描述，难挥发非电解质拉乌尔定律也可以这样描述，难挥发非电解质稀溶液的饱和蒸气压稀溶液的饱和蒸气压降低值降低值和溶质的摩尔分数和溶质的摩尔分数成正比（（2）溶液的凝固点降低和沸点升高）溶液的凝固点降低和沸点升高水的凝固点水的凝固点a和溶液的凝固和溶液的凝固点点b实验证明，在稀溶液中，凝固点下降值（实验证明，在稀溶液中，凝固点下降值（ ）为：）为： 图中图中aa′，，ac，，bb′线分别表示水、冰和溶液的蒸气压与温度线分别表示水、冰和溶液的蒸气压与温度的关系，三相点的关系，三相点a（（0.01℃℃，，0.611kPa）时，纯水和冰的蒸）时，纯水和冰的蒸气压相等，气压相等，0.01℃℃即为纯水的凝固点。

即为纯水的凝固点  为凝固点下降常数，它取决于纯溶剂的为凝固点下降常数，它取决于纯溶剂的特性而与溶质特性无关见表特性而与溶质特性无关见表1.2  溶液的蒸气压与外界压力相等时的温度称为溶溶液的蒸气压与外界压力相等时的温度称为溶液的沸点正常沸点指外压为液的沸点正常沸点指外压为100kPa时的沸时的沸点如在100kPa下水的沸点为下水的沸点为100℃℃而在稀溶液中，由于加入难挥发性溶质，致使溶液的溶液中，由于加入难挥发性溶质，致使溶液的蒸气压下降，沸点升高蒸气压下降，沸点升高 渗透压渗透压 x•由于半透膜两边的溶液单位体积内溶剂由于半透膜两边的溶液单位体积内溶剂分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向为了阻止发生渗透到浓溶液中的倾向为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的透所需施加的压力，叫溶液的“渗透压渗透压”van`t Hoff 方程方程渗透压溶液体积溶质物质的量温度荷兰物理化学家，获首届荷兰物理化学家，获首届/1901年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖例：求分子量例：求分子量在在298K时，若时，若1L苯溶液中含聚苯乙烯苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其渗透，其渗透压为压为1013Pa，求聚苯乙烯的分子量，求聚苯乙烯的分子量解：解： V=nRT    =CRT  : Pa C: (mol/L×103) mol/m3 R:8.314 m3 .Pa.mol-1 K-1 T:K 得聚苯乙烯的摩尔质量为得聚苯乙烯的摩尔质量为 渗透压平衡与生命过程的密切关系：渗透压平衡与生命过程的密切关系： ①① 给患者输液的浓度；给患者输液的浓度；②② 植物的生长；植物的生长； ③③ 人的营养循环人的营养循环　Colligative 来自希腊语，意为团结、一起的意思。

依数性指的是仅仅与溶液中微粒的个数有关的性质，而与溶质的种类无关难挥发的非电解质稀溶液的依数性Colligative properties of dilute nonelectrolyte solutions结论： 蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关１１. Lowering the vapor pressure２２. Elevation of the boiling point.３３. Freezing point depression of solution４４. Osmotic pressureΔTb＝＝kb   mΔTf＝＝kf   m  m ～～ 溶质质量摩尔浓度溶质质量摩尔浓度都可用来测溶质分子量都可用来测溶质分子量难挥发的非电解质稀溶液依数性小结 。