第二章物質(zhì)的聚集狀態(tài)

1、 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)習(xí)題課作業(yè)要求按時(shí)交作業(yè)兩個(gè)作業(yè)本輪流做題。（不要用厚筆記本）書(shū)寫(xiě)要規(guī)范，整潔（每題之間空一行）題目要編號(hào)（按書(shū)上編號(hào)）計(jì)算要用計(jì)算器（保證結(jié)果的準(zhǔn)確性）計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)位數(shù)由題目給定數(shù)據(jù)決定完整的計(jì)算過(guò)程內(nèi)容概要：一 氣體氣體的最基本特征：可壓縮性 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狀態(tài)方程式在高溫低壓的情況下得出的，它忽略了氣體分子本身的體積和分子間的作用力。理想氣體狀態(tài)方程pV n RT （R: 摩爾氣體常數(shù)） R 8.3145 Pa m3 mol-1 K-1 8.3145 J mol-1 K-1 8.3145 KPa dm3 mol-1

2、K-1 第二章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)實(shí)際氣體狀態(tài)方程 n mol 實(shí)際氣體的范德華狀態(tài)方程為 P實(shí)+a(n/V)2V實(shí)-nb = nRT a(n/V)2 為氣體內(nèi)部的壓力 nb 為實(shí)際氣體的體積 a是與分子間引力有關(guān)的常數(shù)，b是與分子自身體積有關(guān)的常數(shù)，統(tǒng)稱為范德華常數(shù) a和b的值越大，實(shí)際氣體偏離理想氣體的程度越大。 道爾頓分壓定律對(duì)于雙組分體系，T, V一定時(shí)PAPBPA+PBnAnBnA+nBPA = nART/V PA = nART/V P總總 = PA+PB分體積定律nAnBP,T 一定時(shí)P,VAP,VBP,VA+VBnA+nBPVA=nART PVB=nBRTV總總=VA+VB在恒溫恒壓

3、下，某組分的分體積等于該組分產(chǎn)生與混合氣體相同的壓力時(shí)所占據(jù)的體積。假設(shè)有一理想氣體的混合物，有i個(gè)組分(i=1,2,3,i) p = p1 + p2 + + pi 或 p= pB 多組分體系iin RTpVnRTpVxi 該組分的摩爾分?jǐn)?shù)iiipnxpniiin pppxn二 液體溶液濃度的表示方法1 物質(zhì)的量的濃度cB BBnCVnB 為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，mol；V為溶液的體積，L SI單位molL-12 質(zhì)量摩爾濃度bBBBAnbmmA為溶劑A的質(zhì)量，SI單位為 molkg-13 摩爾分?jǐn)?shù)xBBBBBnxnSI單位 1 對(duì)于多組分體系： xB= 14 質(zhì)量分?jǐn)?shù) wBBBBBmwmSI單位

4、 1 對(duì)于多組分體系： wB= 1溶液的依數(shù)性1 蒸氣壓下降p pA* xA p pA*(1xB) p pA*xB p KbB拉烏爾定律：p為難揮發(fā)性非電解稀溶液的蒸氣壓下降值；bB為溶液的質(zhì)量摩爾濃度；K為比例常數(shù)。2 溶液的沸點(diǎn)升高難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高值與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。 Tb K bB KB: 溶劑沸點(diǎn)升高常數(shù)，只與溶劑有關(guān)，與溶質(zhì)無(wú)關(guān),單位是 Kkgmol-1。 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液冰點(diǎn)降低的數(shù)值，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液冰點(diǎn)降低的數(shù)值，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。 3 溶液的凝固點(diǎn)下降 Kf : 摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)，是與

5、溶劑有關(guān)，摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)，是與溶劑有關(guān)，與溶質(zhì)無(wú)關(guān)的常數(shù)，單位與溶質(zhì)無(wú)關(guān)的常數(shù)，單位 Kkgmol-1。有的教科。有的教科書(shū)是用書(shū)是用m 表示質(zhì)量摩爾濃度。表示質(zhì)量摩爾濃度。 Tf Kf bB 溶液的滲透壓滲透壓的定量計(jì)算滲透壓的定量計(jì)算 cBRT：kPa cB : molL-1 R 8.314 kPaLmol-1K-1 依數(shù)性使用范圍依數(shù)性使用范圍: : 對(duì)于難揮發(fā)非電解質(zhì)濃溶液或電解質(zhì)溶液，這對(duì)于難揮發(fā)非電解質(zhì)濃溶液或電解質(zhì)溶液，這些現(xiàn)象同樣存在，不再符合依數(shù)性的定量規(guī)律。些現(xiàn)象同樣存在，不再符合依數(shù)性的定量規(guī)律。 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液 稀溶液依數(shù)性的應(yīng)用稀溶液依數(shù)

6、性的應(yīng)用a. 測(cè)定分子摩爾質(zhì)量測(cè)定分子摩爾質(zhì)量 低分子量低分子量- 沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)降低沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)降低 高分子量高分子量-滲透壓滲透壓b. “反滲透技術(shù)反滲透技術(shù)”應(yīng)用應(yīng)用三 固體晶體具有以下特征a.有一定的幾何外形 b. 有固定的熔點(diǎn)c.各向異性晶體類型晶體類型離子晶體離子晶體原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體金屬晶體金屬晶體代表物質(zhì)代表物質(zhì)NaCl金剛石，金剛石，SiO2I2,干冰，大多數(shù)有機(jī)物干冰，大多數(shù)有機(jī)物金屬，合金金屬，合金粒子間作用力粒子間作用力離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵分子間力，氫鍵分子間力，氫鍵金屬鍵金屬鍵熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)較高較高很高很高較低較低較高較高揮發(fā)性揮發(fā)性低低無(wú)無(wú)高高

7、低低硬度硬度較大而脆較大而脆大而脆大而脆較小較小多數(shù)較大多數(shù)較大導(dǎo)電、導(dǎo)熱性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性熱的不良導(dǎo)熱的不良導(dǎo)體，熔融和體，熔融和溶于水可導(dǎo)溶于水可導(dǎo)電電非導(dǎo)電非導(dǎo)電(熱熱)體體非導(dǎo)電非導(dǎo)電(熱熱)體，不絕對(duì)，體，不絕對(duì)，有些有機(jī)物可以導(dǎo)電有些有機(jī)物可以導(dǎo)電(合合成金屬成金屬)良導(dǎo)電良導(dǎo)電(熱熱)體體溶解性溶解性極性溶劑極性溶劑不溶于一般溶不溶于一般溶劑劑符合相似相容原理符合相似相容原理不溶于一般不溶于一般溶劑溶劑機(jī)械加工性機(jī)械加工性不良不良不良不良不良不良良好的延展良好的延展性和機(jī)械加性和機(jī)械加工性能工性能應(yīng)用應(yīng)用電解質(zhì)，耐電解質(zhì)，耐火材料火材料半導(dǎo)體，硬質(zhì)半導(dǎo)體，硬質(zhì)材料材料溶劑，絕緣材料溶

8、劑，絕緣材料機(jī)械制造機(jī)械制造2.已知一氣筒在27 、30.0atm時(shí)含480 g氧氣。若此筒被加熱到100，然后啟開(kāi)閥（溫度保持在100），一直到氣體壓強(qiáng)降到1.00atm時(shí)，共放出多少克氧氣？（1atm = 1.01325105Pa） 解：本題的過(guò)程是在恒容條件下進(jìn)行的 由 pV = nRT 得 ， 解得： m=12.87 g則當(dāng)壓強(qiáng)降到1.00atm時(shí)，共放出氧氣的質(zhì)量 m放=480-12.87=467.13 (g)112212n RTn RTPPmMn4803232558.314(27327)8.314(273100)30.01.01325101.001.0132510m3.有兩個(gè)容器

9、A 和B，各裝有氧氣和氮?dú)?。?5時(shí)，容器A：O2體積500cm3，壓強(qiáng)1atm；容器B：N2體積500cm3，壓強(qiáng)0.5atm?，F(xiàn)將A和B 容器相連，使氣體互相混合，計(jì)算:(1) 混合后的總壓。(2) 每一種氣體的分壓。(3) 在此混合物中氧氣所占的摩爾分?jǐn)?shù)。(1atm = 1.01325105Pa）解：（1） 混合后的總壓為P，混合后的體積V=1000cm3初始VO2始=VN2始=500cm3 P= （2）由道爾頓分壓定律 得 PO2分= （atm） PN2分= （atm）（3）在此混合物中氧氣所占的摩爾分?jǐn)?shù) x%=1/1.5=66.7%22225005001000100010.50.75

10、()ONONVVVVPPatm始始始始iipnPn總總ininpP總總11.50.750.50.51.50.750.257. 0.244g苯甲酸溶于20g苯中，冰點(diǎn)為5.232，純苯的冰點(diǎn)為5.478,計(jì)算在此溶液中的苯甲酸的相對(duì)分子質(zhì)量。 (kf= 5.1 Kkgmol-1)解：苯甲酸溶于苯中，冰點(diǎn)降低 Tf= Tf0Tf =KfbB30.2445.4785.2325.12010M 解得：M = 253 (gmol-1)16 根據(jù)下列物質(zhì)的熔點(diǎn)，估計(jì)它們屬于哪一類晶體。 Si 1415 NaF 992 CCl -22.9答：晶狀固體的熔化溫度反映了晶體中結(jié)點(diǎn)上粒子間引力的 強(qiáng)弱，顯然晶體的熔

11、點(diǎn)越高，表示組成該晶體粒子之間 的結(jié)合力越強(qiáng)，需要外界提供越多的能量才能克服束縛 彼此在固定位置上的作用力。因此可以判斷： Si屬于原 子晶體，NaF為離子晶體，CCl為分子晶體。 18回答下列問(wèn)題；（1）第三周期鈉和鋁的鹵化物中，NaCl的熔點(diǎn)為808， 而AlCl3在183就升華了，為什么？ 答：以離子間靜電引力結(jié)合而成的晶體統(tǒng)稱為離子晶體，離子晶體特點(diǎn)是熔、沸點(diǎn)比較高，硬而脆，在熔融狀態(tài)或在水溶液中都是電的良導(dǎo)體。以分子間力結(jié)合而成的晶體統(tǒng)稱為分子晶體，分子晶體一般熔點(diǎn)低，硬度小，易揮發(fā)。NaCl為離子晶體，AlCl3為分子晶體，因此第三周期鈉和鋁的鹵化物中NaCl的熔點(diǎn)為808，而AlCl3在183就升華了。（2）為什么NaCl的溶解度遠(yuǎn)大于CuCl？）答： 陰離子相同，Na+為8電子構(gòu)型，Cu+為18電子構(gòu)型，Cu+離子的極化作用遠(yuǎn)大 Na+，導(dǎo)致CuCl的化學(xué)鍵共價(jià)性大大增強(qiáng)，因而在水中的溶解度遠(yuǎn)小于NaCl。 離子