無機(jī)化學(xué)02物質(zhì)的狀態(tài)

1、化學(xué)與環(huán)境工程系第二章第二章 氣氣 體體 2.2 氣體混合物氣體混合物 2.1 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式化學(xué)與環(huán)境工程系2.1.1 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式2.1.2 理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用2.1 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式化學(xué)與環(huán)境工程系氣體的最基本特征： 具有可壓縮性可壓縮性和擴(kuò)散性擴(kuò)散性。 人們將符合理想氣體狀態(tài)方程式的氣體，稱為理想氣體。 理想氣體分子之間距離很大,因此分子間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對于氣體所占有體積完全可以忽略。2.1.1 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式化學(xué)與環(huán)境工程系pV = nRT R-

2、 摩爾氣體常量在STP即p =101.325kPa, T=273.15Kn=1.0 mol時, Vm=22.414L=22.41410-3m3nTpVR 理想氣體狀態(tài)方程式：11KmolJ314. 8K15.2731.0molm1022.414Pa10132533化學(xué)與環(huán)境工程系v例2-1 三氧化二砷在844K和99.1K時形成的蒸汽密度=5.66m-3,求它的近似分子量。由此推斷三氧化二砷的分子式該如何書寫？ 解：從理想氣體狀態(tài)方程式PV=nRT可得pV=RTm/M,111333401.01 .9984410314.866.5molkgkPaKKmolmkPamkgPRTM如果分子式為As2

3、O3 ，則摩爾質(zhì)量為0.1978kgmol-1,若為As4O6 ，摩爾質(zhì)量為0.395kgmol-1 ，后一值與0.401kgmol-1相近，故三氧化二砷的分子式為As4O6 ?；瘜W(xué)與環(huán)境工程系 2.2.1 分壓定律分壓定律2.2 氣體混合物氣體混合物 2.2.2 分壓定律的應(yīng)用分壓定律的應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系組分氣體： 理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓： 組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。VRTnpBB 2.2.1 分壓定律分壓定律化學(xué)與環(huán)境工程系分壓定律： 混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。 p= p1 + p2 +

4、或 p = pB 推導(dǎo)如下:VnRTp ,2211VRTnpVRTnpVRTnnVRTnVRTnp2121 n =n1+ n2+ 因此化學(xué)與環(huán)境工程系分壓的求解：P總=P1+P2+P3+n總=n1+n2+n3 +x A A組分占?xì)怏w總量的摩爾分?jǐn)?shù)x A= nA/n總PA= x A P總化學(xué)與環(huán)境工程系 分壓定律的應(yīng)用 v例2-2 將一定量的固體氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱，分解反應(yīng)完成后測得其質(zhì)量減少了0.480克，同時測得用排水集氣法收集起來的氧氣體積為377cm3,而此時的溫度為294K，壓力為99.6KPa，試計算氧氣的分子量?；瘜W(xué)與環(huán)境工程系 分壓定律的應(yīng)用 v例2-2 將一定量的固體

5、氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱，分解反應(yīng)完成后測得其質(zhì)量減少了0.480克，同時測得用排水集氣法收集起來的氧氣體積為377cm3,而此時的溫度為294K，壓力為99.6KPa，試計算氧氣的分子量。v解：查表得294K 時水的蒸汽壓為2.48KPa,而P總=PO2+PH2O=99.6Kpa, 所以: p(O2)=99.6KPa-2.48KPa=97.12KPa 又因為pV=nRT =mRT/M，M=mRT/pV 而混合物減少的質(zhì)量就是生成的氧氣的質(zhì)量，故molkgKPaKKmolmKPakgOM032. 01037712.9729410314. 810480. 0)(6113332化學(xué)與環(huán)境工程系

6、 例2-3：某容器中含有NH3、O2 、N2等氣體的混合物。取樣分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol?；旌蠚怏w的總壓p=133.0kPa。試計算各組分氣體的分壓。解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700mol35.5kPakPa0 .133200. 1320. 0) 3(NHppnnpNHNH)()(33化學(xué)與環(huán)境工程系p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPapnnp)O()O(2220.

7、0kPakPa5 .35320. 0180. 0化學(xué)與環(huán)境工程系1.2.2 分壓定律的應(yīng)用分壓定律的應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系 例2-4: 可以用亞硝酸銨受熱分解的方法制取純氮?dú)狻７磻?yīng)如下： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)如果在19、97.8kPa下，以排水集氣法在水面上收集到的氮?dú)怏w積為4.16L，計算消耗掉的亞硝酸銨的質(zhì)量。解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L292K 時，p(H2O)=2.20kPaMr (NH4NO2)=64.04化學(xué)與環(huán)境工程系NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)64.04g 1molm(NH4NO2)=? 0.164mol K292m