復(fù)旦大學(xué)普通化學(xué)課件第一章物質(zhì)的聚集態(tài)2014

1、普通化學(xué)普通化學(xué)第一章第一章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)2化學(xué)的研究化學(xué)的研究對(duì)象對(duì)象 物質(zhì)物質(zhì)化學(xué)的研究化學(xué)的研究?jī)?nèi)容內(nèi)容 在原子在原子、分子層次上研分子層次上研究究物質(zhì)物質(zhì)的組成的組成、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)性質(zhì)、變化規(guī)律變化規(guī)律物質(zhì)物質(zhì)的的基礎(chǔ)基礎(chǔ) 化學(xué)元素化學(xué)元素普通化學(xué)普通化學(xué)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3固定的組成固定的組成物質(zhì)的分類(lèi)物質(zhì)的分類(lèi) (Classification of Matter)均一的性質(zhì)均一的性質(zhì)普通化學(xué)普通化學(xué)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)4根根據(jù)據(jù)物物態(tài)態(tài)分分類(lèi)類(lèi)普通化學(xué)普通化學(xué)三種物態(tài)之間可隨溫度或壓強(qiáng)變化而互相轉(zhuǎn)化三種物態(tài)之間可隨溫度

2、或壓強(qiáng)變化而互相轉(zhuǎn)化物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)： 當(dāng)當(dāng)溫度足夠高，外界提供的能量打破了氣體分子中溫度足夠高，外界提供的能量打破了氣體分子中的原子核和電子的結(jié)合，氣體就電離成的原子核和電子的結(jié)合，氣體就電離成由自由電子由自由電子和正離子組成的電離氣體和正離子組成的電離氣體，即，即等離子體等離子體。等離子體。等離子體的意思是指其中粒子所帶的正的意思是指其中粒子所帶的正、負(fù)電量是相等的。負(fù)電量是相等的。例：等離子電視例：等離子電視。液晶液晶既具有液體的性質(zhì)（流動(dòng)性），也具有晶體的性既具有液體的性質(zhì)（流動(dòng)性），也具有晶體的性質(zhì)（光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)與液體不同，很象晶體，是各向質(zhì)（光學(xué)和電學(xué)

3、性質(zhì)與液體不同，很象晶體，是各向異性）。例：液晶顯示器異性）。例：液晶顯示器、液晶液晶電視。電視。5物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)61 氣體氣體 (Gases)普通化學(xué)普通化學(xué)無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物有機(jī)化合物氫化物氫化物氧化物氧化物氟化物氟化物烷烴烷烴烯烴烯烴炔烴炔烴鹵代烴鹵代烴醚醚醛醛B2H6 (B4H10)SiH4NH3, PH3, AsH3H2S, H2Se, H2TeHF, HCl, HBr, HICO, CO2N2O, NO, (NO2)SO2Cl2OBF3, B2F4CF4, C2F4, SiF4NF3, PF3, PF5, AsF5OF2, SF2, SF4, SF6, S

4、eF6, TeF6ClF, (ClF3), (BrF), IF7CH4C2H6C3H8C4H10C2H4C3H6C4H8C2H2C3H4(C4H6)CH3F, CH3Cl, CH3BrCH2F2 (C2H5Cl)CHF3C2H5FC3H7FC4H9F(CH3)2OH2CO(CH3CHO)*( )內(nèi)為正常沸點(diǎn)在內(nèi)為正常沸點(diǎn)在5 25 C范圍內(nèi)的化合物范圍內(nèi)的化合物物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)氣體的氣體的特性（共性）：特性（共性）： 具有可擴(kuò)散性和可壓縮性具有可擴(kuò)散性和可壓縮性 無(wú)固定形狀無(wú)固定形狀 密度很小密度很小 可以任何比例混合可以任何比例混合7經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在一定溫度（

5、告訴我們，在一定溫度（T）和壓強(qiáng)（）和壓強(qiáng)（P）下，一定量（下，一定量（n）的氣體常有一定的體積（）的氣體常有一定的體積（V）。）。T、P、n、V 四個(gè)基本物理量就是氣體的四大宏觀性質(zhì)。四個(gè)基本物理量就是氣體的四大宏觀性質(zhì)。不同氣體的化學(xué)性質(zhì)不同，但一定條件下它們表現(xiàn)不同氣體的化學(xué)性質(zhì)不同，但一定條件下它們表現(xiàn)出來(lái)的宏觀性質(zhì)卻非常相似。出來(lái)的宏觀性質(zhì)卻非常相似。物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)81.1 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程 (The Ideal Gas Equation)理想氣體理想氣體 無(wú)分子間作用力，無(wú)分子間作用力， 無(wú)無(wú)體積體積的的抽象氣體抽象氣體（在在溫度溫度較較高高、壓力壓力

6、較較低低時(shí)，可認(rèn)為一般氣體為理想時(shí)，可認(rèn)為一般氣體為理想氣體氣體） 簡(jiǎn)單、變量多簡(jiǎn)單、變量多普通化學(xué)普通化學(xué)理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)P2 V T1P1 V1 T1P2 V2 T2波義爾定律波義爾定律查理查理蓋蓋呂呂薩克定律薩克定律9物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)波義耳定律（波義耳定律（1662）： 一定溫度下，一定量氣體的體積與壓強(qiáng)成一定溫度下，一定量氣體的體積與壓強(qiáng)成 反比。反比。其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為： PV = K(n,T) 或或 V =K(n,T)1P10 波波 義義 耳耳物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)

7、普通化學(xué)， 查理蓋查理蓋呂薩克定律（呂薩克定律（1787）：）：一定壓強(qiáng)下，一定量氣體的體積與絕對(duì)溫度成正比。一定壓強(qiáng)下，一定量氣體的體積與絕對(duì)溫度成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為 ： = K(n, P)TV 查查 理理蓋蓋呂薩克呂薩克11物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) 19世紀(jì)克拉佩龍將波義爾定律世紀(jì)克拉佩龍將波義爾定律、查理蓋查理蓋呂薩克定律呂薩克定律、阿阿佛伽德羅定律三條定律歸于一個(gè)方程式，即理想氣體定律。佛伽德羅定律三條定律歸于一個(gè)方程式，即理想氣體定律。 PV = nRT 在不同的條件下，有不同的表現(xiàn)形式：在不同的條件下，有不同的表現(xiàn)形式：a) n、T 一定時(shí)，一定時(shí)， P1V

8、1 = P2V2， Boyles Lawsb) n、P 一定時(shí)，一定時(shí)， ， Charles Gay Lussacs Laws c) P、T 一定時(shí)，一定時(shí)， ， Avogadros Laws 2211TVTV2121VVnn普通化學(xué)普通化學(xué)阿佛伽德羅定律（阿佛伽德羅定律（1811）：）：相同溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積和它的物質(zhì)的量成正比。相同溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積和它的物質(zhì)的量成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為 ： V = K(T, P)n12物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)單位換算單位換算 (Conversion of Units)R的取值的取值: 0.08206 atm dm3 mol

9、-1 K-1 8.314 Pa m3 mol-1 K-1, 8.314 kPa dm3 mol-1 K-1R：能量單位，：能量單位，8.314 J mol-1 K-1P: SI 制制：Pa； 非非SI制：制：atm, mmHg, torr1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 101.3 kPa = 1.013 105 PaV: m3, dm3 (L), cm3 (mL)1 m3 = 103 dm3 = 106 cm3T: K, 絕對(duì)溫度絕對(duì)溫度 T = t + 273.15, t: Cn: mol, 物質(zhì)的量物質(zhì)的量普通化學(xué)普通化學(xué)13物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)例題例題

10、 (Example)：解：解：有誤差，因?yàn)橛姓`差，因?yàn)镻VnRT源于理想氣體源于理想氣體實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)測(cè)得得310 C和和101.3 kPa時(shí)時(shí)，單質(zhì)單質(zhì)氣態(tài)磷的密度氣態(tài)磷的密度是是2.64 g dm-3，求求磷的分子式磷的分子式Px。已知：已知：P的的原子原子量量為為30.96 g mol-1。,2.64 8.314 (310273.15)101.3126.4 /126.4/30.964.084mmnVMmPVnRTRTMmPMRTRTVRTMPg molx普通化學(xué)普通化學(xué)14物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)極限密度法（外延法）極限密度法（外延法）測(cè)定氣態(tài)物質(zhì)的精確分子量測(cè)定氣態(tài)物質(zhì)的精確分子量 )

11、P1 (RTnVP理想氣體定律只能近似地描述實(shí)際氣體的行為，所以直接用理想氣體定律只能近似地描述實(shí)際氣體的行為，所以直接用理想氣體定律算出的分子量只可能是氣態(tài)物質(zhì)的近似分子量理想氣體定律算出的分子量只可能是氣態(tài)物質(zhì)的近似分子量 。極限密度極限密度法法（等溫等溫）：普通化學(xué)普通化學(xué) 在壓強(qiáng)為在壓強(qiáng)為 0 1 atm范圍內(nèi)，一定溫度下的范圍內(nèi)，一定溫度下的 PVm值和值和 P之間呈之間呈 線性關(guān)系：線性關(guān)系： PVm = K(T) + P 用上面的線性關(guān)系將理想氣體定律用上面的線性關(guān)系將理想氣體定律 PVm = K(T) = RT 修正為：修正為： RT15物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通

12、化學(xué))1 (PMRTP 將將n = m/M， = m/V 代入上式，可以給出：代入上式，可以給出：0PRTM 以以P/ 對(duì)對(duì)P作圖，直線在作圖，直線在 P/ 軸上的截距應(yīng)為軸上的截距應(yīng)為：0RTPM16所以有：所以有：物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)例（例（P51）：在在25.00 C時(shí)測(cè)量二甲醚時(shí)測(cè)量二甲醚(CH3)2O在不在不同壓強(qiáng)下的密度，得到了一組同壓強(qiáng)下的密度，得到了一組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 25.00oC時(shí)，(CH3)2O的P/ P圖 0)/(PRTM 11162.366 mmHg L mol K(273.1525.00)K403.60 mmHg g L= 46.071 (g mol-1 )

13、普通化學(xué)普通化學(xué)17物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.2 混合氣體混合氣體 (Mixture of gases) Dalton分壓定律分壓定律 (Daltons Law of Partial Pressures)前提前提：可以：可以以任何比例混合，無(wú)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。以任何比例混合，無(wú)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。普通化學(xué)普通化學(xué)18物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)Dalton分壓定律：分壓定律：在恒定溫度恒定體積的條件下，在恒定溫度恒定體積的條件下，混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓強(qiáng)之和?；旌蠚怏w的總壓等于各組分氣體的分壓強(qiáng)之和。 Dalton分壓定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式分壓定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:上面的例子中：上面的例子中：P

14、總總 = PH2 + PHe = 2.4 + 6.0 = 8.4 atm P總總 = PA + PB + PC + + Pi 普通化學(xué)普通化學(xué)19物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)PA = nART/V總總, PB = nBRT/V總總, Pi = niRT/V總總P總總 = nART/V總總 + nBRT/V總總 + + niRT/V總總 = (nA + nB + + ni)RT/V總總 = n總總RT/V總總iiiin RTVPnxn RTPnV總總總總總iiPP x總又因?yàn)椋河忠驗(yàn)椋海―alton分壓定律的另一種表達(dá)方式）分壓定律的另一種表達(dá)方式）摩爾分?jǐn)?shù)，摩爾分?jǐn)?shù)，Mole Fraction

15、普通化學(xué)普通化學(xué)20物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)在在恒定溫度和壓強(qiáng)的恒定溫度和壓強(qiáng)的條件下，混合氣體的總體積等條件下，混合氣體的總體積等于各組分氣體的分體積之和。于各組分氣體的分體積之和。 溫度和壓強(qiáng)的溫度和壓強(qiáng)的 V總總 = VA + VB + VC + + Vi 普通化學(xué)普通化學(xué)上面的例子中：上面的例子中： V總總 = VH2 + VHe = 1.4 + 3.6 = 5.0 L 21物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)iiiiiiiiiiiin RTPn RTVnVxn RTPVnPPVnxV PPVPVn總總總總總總總總總總總混合氣體：混合氣體：PiV總總 P總總Vi = niRTP總總V總總

16、n總總RT普通化學(xué)普通化學(xué)22物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)用壓縮系數(shù)用壓縮系數(shù) Z 來(lái)表示實(shí)際氣來(lái)表示實(shí)際氣體的實(shí)驗(yàn)值和體的實(shí)驗(yàn)值和理想值的理想值的偏差：偏差：nRTPVZ 實(shí)際上，氣體實(shí)際上，氣體分子本身是有體積的，它們占有容器分子本身是有體積的，它們占有容器的一部分空間的一部分空間。分子間。分子間確實(shí)存在著某種吸引力（氣確實(shí)存在著某種吸引力（氣體能液化的事實(shí)可說(shuō)明體能液化的事實(shí)可說(shuō)明）普通化學(xué)普通化學(xué)23n = 1 mol1.3 實(shí)際氣體與實(shí)際氣體方程實(shí)際氣體與實(shí)際氣體方程物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)Z 1或者或者 1，why？分子體積分子體積和相互作用之間的抗衡和相互作用之間的抗衡1)

17、分子內(nèi)聚力使氣體分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小，這樣分子內(nèi)聚力使氣體分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小，這樣實(shí)測(cè)的壓強(qiáng)要比理想狀態(tài)的壓強(qiáng)小些，因此實(shí)測(cè)的壓強(qiáng)要比理想狀態(tài)的壓強(qiáng)小些，因此 Z = pV/(nRT) 1兩種兩種因素同時(shí)存在，因素同時(shí)存在，當(dāng)分子當(dāng)分子的吸引力因素的吸引力因素起主要作用時(shí)起主要作用時(shí)，Z 1兩兩個(gè)因素恰好相抵消個(gè)因素恰好相抵消，Z = 1，但此時(shí)并非但此時(shí)并非理想氣體理想氣體普通化學(xué)普通化學(xué)24物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)1881年年van der Waals 提出的修正的氣態(tài)提出的修正的氣態(tài)方程方程a b 、RTbVVaPnRTnbVVanP)()(222普通化學(xué)普通化學(xué)2

18、5物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)幾種常見(jiàn)氣體的幾種常見(jiàn)氣體的van der Waals 常數(shù)常數(shù)-340.05622657.7-1040.05136444.7-780.04267363.9-1960.03913140.8-1830.03183137.8-2530.0266124.76-2690.023703.45626 molkPadm 31bdmmolC 沸沸點(diǎn)點(diǎn)31dmmol液態(tài)的摩爾體積0.0540.0400.0350.0280.0290.027普通化學(xué)普通化學(xué)26物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)例題：例題：1. 在在25 C，758 mmHg時(shí)從水面收集到飽和有水蒸氣的氫時(shí)從水面收集到飽和有

19、水蒸氣的氫氣氣152 mL。已知已知：25 C時(shí)水的飽和蒸氣壓為時(shí)水的飽和蒸氣壓為23.76 mmHg。計(jì)算：計(jì)算：（1）H2的分壓；（的分壓；（2）收集）收集到到H2的物質(zhì)的量；（的物質(zhì)的量；（3）干燥干燥H2的體積。的體積。普通化學(xué)普通化學(xué)解解： (1) PH2 = P總總 PH2O = 758 23.76 = 734.24 mmHg (2) PH2V總總 = nH2RT nH2 = PH2V總總/(RT) = 734.24 0.152 /(760 0.08206 (273.15+25) = 6.00 10-3 mol (3) PH2V總總= VH2 P總總 VH2 = PH2V總總/P總

20、總 = 734.24 152/758 = 147 mL27物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)2. 在在250 C，PCl5 全部全部氣化并能部分轉(zhuǎn)化為氣化并能部分轉(zhuǎn)化為PCl3和和Cl2，現(xiàn)將現(xiàn)將2.98 g PCl5置于置于1.00 L的容器中，在的容器中，在250 C全部全部氣化后，測(cè)得氣化后，測(cè)得其總壓為其總壓為113 kPa。已知：已知：MPCl5 = 208.5 g/mol計(jì)算計(jì)算：容器中各氣體的分壓：容器中各氣體的分壓。解解： 首先首先2.98 g PCl5全部氣化在全部氣化在1 L容器中容器中: PPCl5= nRT/V = 62.2 kPa PCl5 = PCl3 +

21、 Cl2 62.2 0 0 62.2 x x x 62.2 x + x + x = 113 x = 50.8 kPa PPCl5 = 62.2 50.8 = 11.4 kPa PPCl3 = PCl2 = 50.8 kPa28V總總、T不變，摩爾數(shù)之比等于分壓之比，因此，摩爾數(shù)的變化不變，摩爾數(shù)之比等于分壓之比，因此，摩爾數(shù)的變化可以用分壓的變化來(lái)表示可以用分壓的變化來(lái)表示物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)理想氣體理想氣體P45：1, 3混合氣體混合氣體P47-48：1a, 3, 5, 7, 8, 10P53：19, 21普通化學(xué)普通化學(xué)29作業(yè)作業(yè)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)2 液體液體 (Liq

22、uids)普通化學(xué)普通化學(xué)液體液體的結(jié)構(gòu)介于氣體和固體之間，對(duì)于液體的的結(jié)構(gòu)介于氣體和固體之間，對(duì)于液體的結(jié)構(gòu)到目前為止人們并不是很清楚，只有定性結(jié)論：結(jié)構(gòu)到目前為止人們并不是很清楚，只有定性結(jié)論：短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序。短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序。30液體有較大的密度和粘度液體有較大的密度和粘度、難以壓縮因而有比難以壓縮因而有比較確定的摩爾體積，與固體相似；液體有較大的流較確定的摩爾體積，與固體相似；液體有較大的流動(dòng)性，沒(méi)有確定的形狀，與氣體相似。動(dòng)性，沒(méi)有確定的形狀，與氣體相似。物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)相相( (Phase) )：體系內(nèi)宏觀性質(zhì)（包括物理性質(zhì)和化學(xué)性體系內(nèi)宏觀性質(zhì)（包括物理性質(zhì)和化

23、學(xué)性質(zhì)）保持均勻的部分稱(chēng)為相。質(zhì)）保持均勻的部分稱(chēng)為相。相變相變( (Phase change) )：外界條件改變時(shí)，物質(zhì)由一個(gè)相外界條件改變時(shí)，物質(zhì)由一個(gè)相向另一個(gè)相轉(zhuǎn)變的過(guò)程稱(chēng)為相變。向另一個(gè)相轉(zhuǎn)變的過(guò)程稱(chēng)為相變。相平衡相平衡( (Phase equilibrium) )：相變過(guò)程中，當(dāng)體系的相相變過(guò)程中，當(dāng)體系的相數(shù)不再數(shù)不再改變改變，構(gòu)成構(gòu)成各相的物質(zhì)的相對(duì)含量在宏觀上不再各相的物質(zhì)的相對(duì)含量在宏觀上不再隨時(shí)間而改變，體系就達(dá)到了平衡狀態(tài)，這種平衡稱(chēng)為隨時(shí)間而改變，體系就達(dá)到了平衡狀態(tài)，這種平衡稱(chēng)為相平衡。相平衡。普通化學(xué)普通化學(xué)31物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)單組分體系中，單組分體系

24、中，純物質(zhì)純物質(zhì)的氣態(tài)的氣態(tài)、液態(tài)和固液態(tài)和固態(tài)之間存在著如下轉(zhuǎn)化：態(tài)之間存在著如下轉(zhuǎn)化：六種相變六種相變過(guò)程過(guò)程 三類(lèi)相平衡三類(lèi)相平衡： g l， g s， l s普通化學(xué)普通化學(xué)32物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)a) 氣體體系氣體體系：1個(gè)相個(gè)相b) 固體體系固體體系：有有n 種種固體固體物質(zhì)物質(zhì)則為則為n個(gè)個(gè)相相 如如：Na2CO3，Na2CO3H2O，Na2CO37H2O； -Al2O3， -Al2O3如果如果形成固溶體，則為形成固溶體，則為1個(gè)相，如：個(gè)相，如：Co Ni，Ag-Auc) 液體體系液體體系：完全完全互溶互溶為為1個(gè)相個(gè)相 ，如：，如：H2O CH3CH2

25、OH完全不完全不互溶互溶，如：，如：H2O CS2，為為兩兩個(gè)個(gè)相相 （H2O相和相和CS2相）相）33物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)2.1 氣體的液化氣體的液化 (Liquefaction of Gases)氣體分子氣體分子中的兩種中的兩種傾向傾向臨界點(diǎn)臨界點(diǎn) (The Critical Point)：氣體開(kāi)始液化的：氣體開(kāi)始液化的點(diǎn)點(diǎn) （Pc、Tc、Vc）氣體要液化，就氣體要液化，就需要降低動(dòng)能、升高勢(shì)能，需要降低動(dòng)能、升高勢(shì)能，即即T下降下降P升高。升高。普通化學(xué)普通化學(xué)34物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)臨界溫度臨界溫度 Tc： 每每種氣體各有一個(gè)臨界溫度，在臨界溫度以種氣體各有一個(gè)臨界溫度

26、，在臨界溫度以上，不論怎樣加大上，不論怎樣加大壓強(qiáng)都?jí)簭?qiáng)都不能使氣體液化，氣體的液化必須不能使氣體液化，氣體的液化必須在臨界溫度之下才能發(fā)生。在臨界溫度之下才能發(fā)生。Why？普通化學(xué)普通化學(xué)35臨界壓力臨界壓力Pc：在臨界溫度時(shí)氣體液化所需的最低在臨界溫度時(shí)氣體液化所需的最低壓力壓力臨界體積臨界體積Vc：在：在Tc和和Pc條件下，條件下，1 mol氣體所占的體積氣體所占的體積物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)永久氣體永久氣體 (Permanent Gases)注意：注意：Tc以下的每一個(gè)可液化的以下的每一個(gè)可液化的T都對(duì)應(yīng)一個(gè)都對(duì)應(yīng)一個(gè)P，T不同不同則則P也隨之變化。也隨之變化。幾個(gè)概念幾個(gè)概念普通

27、化學(xué)普通化學(xué)36物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)下列哪種氣體不被稱(chēng)為下列哪種氣體不被稱(chēng)為“永久氣體永久氣體”？可凝聚氣體可凝聚氣體 (Nonpermanent Gases) 普通化學(xué)普通化學(xué)37 A. CH4 ( Tc = -82.1 C) B. SiF4 ( Tc = -14.06 C) C. C2H4 ( Tc = 9.9 C) D. C2H2 ( Tc = 35.5 C) 答案：答案：D物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物物 質(zhì)質(zhì)Tb/KTc/Kpc/1 105PaVc/(cm3 mol 1)永永久久氣氣體體He957.8H220.433.012.9465.5N277.3126.

28、333.9890.1O290.2154.850.7976.4可可凝凝聚聚氣氣體體CO2194.7304.273.7994.0C3H8231.1369.842.49203Cl2239.1417.277.1124NH3239.7405.6112.772.5液液 體體n-C6H14341.9507.429.7370C6H6353.3562.148.97259n-C7H16371.6540.227.35432H2O373.1647.4221.155.4幾種物質(zhì)的臨界數(shù)據(jù)幾種物質(zhì)的臨界數(shù)據(jù)普通化學(xué)普通化學(xué)38物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)2.2 液體液體的蒸發(fā)的蒸發(fā) (Evaporation of Liq

29、uids)在蒸發(fā)過(guò)程中，在蒸發(fā)過(guò)程中，較高動(dòng)能的粒子較高動(dòng)能的粒子從 表 面 逃 逸從 表 面 逃 逸 。（分子（分子動(dòng)能與勢(shì)動(dòng)能與勢(shì)能之間的競(jìng)爭(zhēng)）能之間的競(jìng)爭(zhēng)）液面液面蒸發(fā)：蒸發(fā)：液體離開(kāi)液面變成氣液體離開(kāi)液面變成氣體的過(guò)程。體的過(guò)程。蒸氣：蒸氣：離開(kāi)離開(kāi)液相進(jìn)入氣相的液相進(jìn)入氣相的那一部分那一部分分子群。分子群。敞口容器敞口容器普通化學(xué)普通化學(xué)39物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)相平衡相平衡：蒸發(fā)與冷凝過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，當(dāng)蒸發(fā)與冷凝過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，當(dāng)蒸發(fā)速率和冷凝速率蒸發(fā)速率和冷凝速率相等相等時(shí)時(shí)，氣相，氣相和液相達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，簡(jiǎn)稱(chēng)和液相達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，簡(jiǎn)稱(chēng)“相平衡相平衡”。vt冷凝冷

30、凝蒸發(fā)蒸發(fā)40物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) 。加上活塞加上活塞提提壓壓提提飽和蒸氣壓特點(diǎn)飽和蒸氣壓特點(diǎn)：只與溫度有關(guān)，而與容器的體積以及：只與溫度有關(guān)，而與容器的體積以及液體液體 的多少無(wú)關(guān)。的多少無(wú)關(guān)。41物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)P飽飽 P外外，活塞與液面之間無(wú)任何蒸氣，活塞與液面之間無(wú)任何蒸氣P飽飽 = P外外，液體的溫度不再升高，蒸氣相的體積不斷擴(kuò)大，液體的溫度不再升高，蒸氣相的體積不斷擴(kuò)大，其壓強(qiáng)也始終保持與外壓相等；此時(shí)液體的氣化不再限于其壓強(qiáng)也始終保持與外壓相等；此時(shí)液體的氣化不再限于表面，會(huì)同時(shí)在液體內(nèi)部發(fā)生，可以觀察到大量氣泡從液表面，會(huì)同時(shí)在液體內(nèi)部發(fā)生，

31、可以觀察到大量氣泡從液體內(nèi)部冒出，這種現(xiàn)象就叫體內(nèi)部冒出，這種現(xiàn)象就叫沸騰沸騰(P233：圖：圖9 10)P飽飽 P外外P飽飽 1 atm，Tb 100oC，例如：高壓鍋，例如：高壓鍋 P外外 1 atm，Tb 273.16 K，對(duì)水蒸氣，對(duì)水蒸氣加壓？加壓？ （冷凝）（冷凝） P 611.73 Pa，對(duì)冰，對(duì)冰加熱？加熱？ （升華升華）63B 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)注意：注意：從從相圖上看相圖上看，CO2升華發(fā)生升華發(fā)生在三相點(diǎn)以下，在三相點(diǎn)壓力在三相點(diǎn)以下，在三相點(diǎn)壓力以下等壓升溫，固體就直接升華變成氣體以下等壓升溫，固體就直接升華變成氣體。壓力為。壓力為1atm時(shí)時(shí)的升華的升華點(diǎn)稱(chēng)

32、為點(diǎn)稱(chēng)為正常升華點(diǎn)正常升華點(diǎn)。二二氧氧化化碳碳的的相相圖圖普通化學(xué)普通化學(xué)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)64物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)超臨界流體超臨界流體 (SCF)相圖中臨界點(diǎn)以上一點(diǎn)的相圖中臨界點(diǎn)以上一點(diǎn)的溫度和溫度和壓強(qiáng)條件壓強(qiáng)條件下的狀態(tài)下的狀態(tài)稱(chēng)為稱(chēng)為超臨界狀態(tài)超臨界狀態(tài)，此時(shí)的，此時(shí)的流體稱(chēng)為流體稱(chēng)為超臨界超臨界流體流體。臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體形態(tài)形態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)超臨界狀態(tài)密度近于超臨界狀態(tài)密度近于液體，粘度近于氣體。液體，粘度近于氣體。超臨界超臨界CO2是目前研究是目前研究最廣泛的流體之一。最廣泛的流體之一。65物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)液體液體P234：2, 5, 8相圖相圖P241：4P

33、244：2, 3, 4P246：29普通化學(xué)普通化學(xué)66作業(yè)作業(yè)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3 溶液溶液 (Solutions)是由兩種或兩種以上純物質(zhì)混合形成的均勻而穩(wěn)是由兩種或兩種以上純物質(zhì)混合形成的均勻而穩(wěn)定的分散體系，更定的分散體系，更確切地講確切地講應(yīng)該是由兩種或兩種以上物質(zhì)應(yīng)該是由兩種或兩種以上物質(zhì)以分子或離子的形式互相分散而形成的均勻混合物以分子或離子的形式互相分散而形成的均勻混合物(Gaseous solutions) (Solid solutions) 普通化學(xué)普通化學(xué)67(Liquid solutions) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)1. 質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù) (質(zhì)量百分濃度

34、質(zhì)量百分濃度)%100WWW劑質(zhì)質(zhì)2. 物質(zhì)物質(zhì)的量的量分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù) (摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù))WnM,1WWnnMMxxx質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)劑質(zhì)劑質(zhì)質(zhì)劑質(zhì)劑兩組分體系兩組分體系3.1 溶液的濃度溶液的濃度 (Solution Concentration)普通化學(xué)普通化學(xué)683. 質(zhì)量摩爾濃度質(zhì)量摩爾濃度1nbmol kgW (Kg)質(zhì)質(zhì)劑物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 物質(zhì)物質(zhì)的量的量濃度濃度 (體積摩爾濃度體積摩爾濃度) 1ncmol LV(L)質(zhì)質(zhì)溶液用用M表示單位表示單位mmolL-1 mM molL-1 M5. 體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù) （一般用于液體溶質(zhì)）（一般用于液體溶質(zhì)） ppm：1 part per

35、million ( 10-6)ppb：1 part per billion ( 10-9)普通化學(xué)普通化學(xué)溶液質(zhì)質(zhì)VV69物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) = g/cm3AAAAbc1bmnmmnVnc而劑質(zhì)質(zhì)劑質(zhì)質(zhì)普通化學(xué)普通化學(xué)70物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)例題：例題：NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.43%的水溶液，的水溶液， = 1.20 g/cm3，MNaCl = 58.44 g/mol，MH2O = 18.0 g/mol，計(jì)算：，計(jì)算：(1) NaCl的質(zhì)量摩爾濃度。的質(zhì)量摩爾濃度。(2) NaCl的體積摩爾濃度。的體積摩爾濃度。(1) 取取100 g水溶液，則含水溶液，則含Na

36、Cl 26.43 g普通化學(xué)普通化學(xué)711NaCl26.4358.44b6.147 mol kg10026.431000(2) 取取1 L水溶液水溶液1NaCl1000 1.20 26.43%58.44C5.427 mol L1物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3.2 溶解度溶解度 (Solubility)定義：定義：在一定溫度與在一定溫度與壓強(qiáng)下壓強(qiáng)下，體系達(dá)到溶解平衡時(shí)，溶質(zhì)在，體系達(dá)到溶解平衡時(shí)，溶質(zhì)在溶液中的平衡濃度就是該溫度下溶質(zhì)溶液中的平衡濃度就是該溫度下溶質(zhì)的的溶解度，用溶解度，用s表示。表示。處于處于溶解平衡的溶解平衡的溶液（純?nèi)苜|(zhì)、溶液共存）稱(chēng)為溶液（純?nèi)苜|(zhì)、溶液共存）稱(chēng)為飽和溶液

37、飽和溶液。也也可以說(shuō)溶解度表明了飽和溶液中溶質(zhì)和溶劑的相對(duì)含量可以說(shuō)溶解度表明了飽和溶液中溶質(zhì)和溶劑的相對(duì)含量。關(guān)于溶解度：關(guān)于溶解度：至今仍未有一個(gè)完整至今仍未有一個(gè)完整、固定的規(guī)律，對(duì)其影響最大的是溶質(zhì)、固定的規(guī)律，對(duì)其影響最大的是溶質(zhì)、溶劑的結(jié)構(gòu)，即溶劑的結(jié)構(gòu)，即相似相溶原理相似相溶原理：結(jié)構(gòu)越相似，溶解前后分子：結(jié)構(gòu)越相似，溶解前后分子周?chē)饔昧ψ兓叫?，越易發(fā)生溶解。周?chē)饔昧ψ兓叫。揭装l(fā)生溶解。普通化學(xué)普通化學(xué)72物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)溶液形成包括溶解和溶劑化的過(guò)程溶液形成包括溶解和溶劑化的過(guò)程普通化學(xué)普通化學(xué)氣體溶解于液體：氣體溶解于液體：溶解與溶劑化過(guò)程都是放熱過(guò)程，

38、液體分子對(duì)氣體分子的范溶解與溶劑化過(guò)程都是放熱過(guò)程，液體分子對(duì)氣體分子的范德華力使分子間作用力增強(qiáng)。德華力使分子間作用力增強(qiáng)。固體溶解于液體：固體溶解于液體：i) 固體分子或離子的離散，固體分子或離子的離散，固體的晶格被破壞，固體的晶格被破壞，需吸收能量，需吸收能量，溶解過(guò)程是個(gè)吸熱過(guò)程。溶解過(guò)程是個(gè)吸熱過(guò)程。 ii) 構(gòu)成固體的分子或離子要發(fā)生溶劑化作用，構(gòu)成固體的分子或離子要發(fā)生溶劑化作用，放出能量，故放出能量，故溶溶 劑化過(guò)程劑化過(guò)程是個(gè)是個(gè)放熱過(guò)程。放熱過(guò)程。整個(gè)過(guò)程整個(gè)過(guò)程是吸熱是吸熱或或放熱放熱, ,取決于取決于晶格能和溶劑化能的相對(duì)大小。晶格能和溶劑化能的相對(duì)大小。73液體溶解于

39、液體：較復(fù)雜，無(wú)規(guī)律。液體溶解于液體：較復(fù)雜，無(wú)規(guī)律。物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)74物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)含結(jié)晶水的物質(zhì)的溶解度常常用含結(jié)晶水的物質(zhì)的溶解度常常用100克水中克水中所含所含無(wú)水鹽無(wú)水鹽的克數(shù)來(lái)的克數(shù)來(lái)表示。表示。3.2.1 固體固體在液體中的溶解度（在液體中的溶解度（S）100S克克溶劑100S克克飽和溶液普通化學(xué)普通化學(xué)751LS摩爾飽和溶液物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)T/oCOH100/2gg溶解度 Hsol壓強(qiáng)對(duì)溶解度的影響壓強(qiáng)對(duì)溶解度的影響壓強(qiáng)對(duì)于壓強(qiáng)對(duì)于 固體和液體的溶解度固體和液體的溶解度的的影響都很影響都很小。小。溶解度隨溫度變化趨勢(shì)，其溶

40、解度隨溫度變化趨勢(shì)，其梯度與熱效應(yīng)大小有關(guān)。梯度與熱效應(yīng)大小有關(guān)。普通化學(xué)普通化學(xué)76物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)定義：定義：溶解在溶液中的氣體與液面上的氣體之間溶解在溶液中的氣體與液面上的氣體之間( (一種一種“溶解與逸出溶解與逸出”) )達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，氣體下面的飽和溶液時(shí)，氣體下面的飽和溶液的的濃度濃度就是氣體在該溫度和壓強(qiáng)條件下的溶解度，也就就是氣體在該溫度和壓強(qiáng)條件下的溶解度，也就是說(shuō)是說(shuō)，是，是被液面上氣體所飽和的溶液的濃度。被液面上氣體所飽和的溶液的濃度。注意注意：氣體氣體的體積的體積V是是T和和P的函數(shù)的函數(shù), 因此使用這種表示因此使用這種表示方方 法法時(shí)必須注明時(shí)

41、必須注明 溫度和壓強(qiáng)條件溫度和壓強(qiáng)條件。molmol1kg1L或溶劑溶劑VV1kg1L或溶劑溶劑普通化學(xué)普通化學(xué)773.2.2 氣體氣體在液體中的在液體中的溶解度溶解度物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)A. 比較結(jié)構(gòu)比較結(jié)構(gòu)相似的一類(lèi)相似的一類(lèi)氣體氣體, ,在相同條件下在相同條件下, , 氣體的氣體的沸點(diǎn)越高沸點(diǎn)越高( (表示越容易聚集表示越容易聚集), ), 溶解度溶解度越越大，沸點(diǎn)大，沸點(diǎn)越低越低, , 溶解度溶解度越越小小。B. 如果如果氣體溶解之后氣體溶解之后, ,可以和溶劑可以和溶劑發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng), ,或者可以或者可以發(fā)生電發(fā)生電離離, , 則這些氣體的則這些氣體的溶解度比較溶解度比較大

42、大。氣體的本性氣體的本性普通化學(xué)普通化學(xué)C. 所有所有的氣體，的氣體，溶解度都隨著溶解度都隨著溫度溫度的的升高升高而而減小減小外界因素外界因素221121lnsolHsTTsRTT Hsol78物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)79例題例題：已知在已知在101 kPa及及20 C時(shí)時(shí)，純氧氣在水中的溶解度，純氧氣在水中的溶解度為為 1.38 10-3 mol/dm3，那么在相同溫度下被那么在相同溫度下被101 kPa空氣飽空氣飽和的水溶液中，和的水溶液中，O2的溶解度為多少？已知空氣中氧氣的的溶解度為多少？已知空氣中氧氣的體積百分?jǐn)?shù)為體積百分?jǐn)?shù)為21 %物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普

43、通化學(xué)普通化學(xué)80解：解：利用公式利用公式 C = KPC2 = KP2 = 1.362 10 5 101.3 0.21 = 2.90 10 4 mol/dm3或利用關(guān)系式或利用關(guān)系式2211PCPCK直接求解直接求解3212143P C101.3 0.21 1.38 10CP101.32.90 10mol/dm)kPadm/(mol10362. 13 .1011038. 1PCK35311物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài),H xPKx,H CPKC,H bPKb體積摩體積摩爾濃度爾濃度摩爾摩爾分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)質(zhì)量摩質(zhì)量摩爾濃度爾濃度普通化學(xué)普通化學(xué)81亨利定律實(shí)質(zhì)上也是一條描述稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)的氣亨利

44、定律實(shí)質(zhì)上也是一條描述稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)的氣液相平衡的定律：一定溫度下，當(dāng)稀溶液中的揮發(fā)性溶液相平衡的定律：一定溫度下，當(dāng)稀溶液中的揮發(fā)性溶質(zhì)和它的蒸氣達(dá)平衡時(shí)，溶質(zhì)在蒸氣相的分壓和它在溶質(zhì)和它的蒸氣達(dá)平衡時(shí)，溶質(zhì)在蒸氣相的分壓和它在溶液中的濃度之比等于常數(shù)。液中的濃度之比等于常數(shù)。物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)深度深度(foot)壓力壓力 (atm)01332663壓力影響氣體溶解度壓力影響氣體溶解度普通化學(xué)普通化學(xué)82l一旦潛水員從海底浮出水面，溶解在血液和肺囊中的一旦潛水員從海底浮出水面，溶解在血液和肺囊中的氮?dú)鈺?huì)由于壓強(qiáng)的突然降低而迅速釋放，引起血管的氮?dú)鈺?huì)由于壓強(qiáng)的突然降低而迅速釋放，

45、引起血管的空氣栓塞和肺膜破裂空氣栓塞和肺膜破裂l用溶解度小的氦氣代替氮?dú)?，制成氦氧混合氣（人造用溶解度小的氦氣代替氮?dú)?，制成氦氧混合氣（人造空氣），供潛水員使用空氣），供潛水員使用物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)殺人湖殺人湖壓力影響氣體溶解度壓力影響氣體溶解度普通化學(xué)普通化學(xué)83物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3.3 非電解質(zhì)稀非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性溶液的依數(shù)性 溶液溶液的物理性質(zhì)的物理性質(zhì)中，那些中，那些和溶質(zhì)的本性和溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)，只只和單位體積溶液中溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān)的性質(zhì)稱(chēng)為和單位體積溶液中溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān)的性質(zhì)稱(chēng)為溶液的依數(shù)性溶液的依數(shù)性。包括：。包括：普通化學(xué)普通化學(xué)84物質(zhì)的聚集狀態(tài)

46、物質(zhì)的聚集狀態(tài)在液體中加入任何一種難揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)，液體的蒸氣壓便下在液體中加入任何一種難揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)，液體的蒸氣壓便下降，在同一溫度下，純?nèi)軇┙?，在同一溫度下，純?nèi)軇┱魵鈮赫魵鈮号c溶液與溶液蒸氣壓蒸氣壓之差，稱(chēng)為之差，稱(chēng)為溶液的溶液的蒸氣壓下降（蒸氣壓下降（ P） 溶液蒸氣壓下降實(shí)驗(yàn)溶液蒸氣壓下降實(shí)驗(yàn)普通化學(xué)普通化學(xué)853.3.1 蒸氣壓下降蒸氣壓下降 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)劑xPPoP 質(zhì)質(zhì)質(zhì)xPPPxPPPxPPooooo1質(zhì)xPPo普通化學(xué)普通化學(xué)86物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)測(cè)定溶質(zhì)的分子量測(cè)定溶質(zhì)的分子量oowMPP xPwwMM質(zhì)質(zhì)質(zhì)劑質(zhì)質(zhì)劑或或近近似似為為劑劑質(zhì)質(zhì)MwMw

47、PPoPwMwPM劑劑質(zhì)質(zhì)稀溶液稀溶液普通化學(xué)普通化學(xué)87物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3.3.2 沸點(diǎn)升高沸點(diǎn)升高 P/atmT/K質(zhì)質(zhì)bKTbKTTbbbbbmol/kg普通化學(xué)普通化學(xué)88水：水：Kb = 0.512 Kkgmol-11000bbKwMwT質(zhì)質(zhì)劑w: 以以g為單位為單位物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3.3.3 凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)下降下降 T/KP/atm1000ffKwMwT質(zhì)質(zhì)劑溶劑的摩爾凝固溶劑的摩爾凝固點(diǎn)下降點(diǎn)下降常數(shù)，與常數(shù)，與溶劑的性質(zhì)有關(guān)溶劑的性質(zhì)有關(guān)普通化學(xué)普通化學(xué)ffTKb質(zhì)89水：水：Kf = 1.86 Kkgmol-1w: 以以g為單位為單位物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的

48、聚集狀態(tài)0 C以下以下的冰鹽浴，就是利用溶液的凝固點(diǎn)下降原理；的冰鹽浴，就是利用溶液的凝固點(diǎn)下降原理；冬天北方跑野外的汽車(chē)水箱特別容易結(jié)冰，所以常常冬天北方跑野外的汽車(chē)水箱特別容易結(jié)冰，所以常常在水箱中加入一些在水箱中加入一些乙二醇、丙乙二醇、丙三醇之類(lèi)的化合物，使三醇之類(lèi)的化合物，使水箱中水的凝固點(diǎn)降低水箱中水的凝固點(diǎn)降低；有機(jī)化合物純不純的一個(gè)指標(biāo)就是測(cè)它的凝固點(diǎn)。有機(jī)化合物純不純的一個(gè)指標(biāo)就是測(cè)它的凝固點(diǎn)。普通化學(xué)普通化學(xué)90物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)微孔很小，只微孔很小，只容許小分子通容許小分子通過(guò)而大分子通過(guò)而大分子通不過(guò)的薄膜叫不過(guò)的薄膜叫半透膜半透膜。普通化學(xué)普通化學(xué)91 =

49、g h 3.3.4 滲透壓滲透壓 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)ncR TR TV 1887年，年，J. H. vant Hoff發(fā)現(xiàn)，一定溫度下，溶液發(fā)現(xiàn)，一定溫度下，溶液的的 與與溶質(zhì)的溶質(zhì)的濃度濃度c成正比成正比：wR TMV質(zhì)質(zhì)溶液紅血球在純水或者糖溶液中腫脹或干癟；紅血球在純水或者糖溶液中腫脹或干癟；人體的腎能夠滲透掉代謝產(chǎn)生的廢物而保留有用的蛋白人體的腎能夠滲透掉代謝產(chǎn)生的廢物而保留有用的蛋白；海魚(yú)和河魚(yú)靠魚(yú)鰓的不同滲透功能在不同水質(zhì)中存活；海魚(yú)和河魚(yú)靠魚(yú)鰓的不同滲透功能在不同水質(zhì)中存活；樹(shù)根靠滲透作用將樹(shù)根靠滲透作用將水分一直水分一直輸運(yùn)到樹(shù)葉的末端。輸運(yùn)到樹(shù)葉的末端。普通化學(xué)普通

50、化學(xué)92物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)93物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)小結(jié)小結(jié)ooonwMPPxPPnwM質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)劑劑劑bbbwMTKbKw質(zhì)質(zhì)質(zhì)劑10001000fffwMTKbKw質(zhì)質(zhì)質(zhì)劑()nwMR TcR TR TVV 質(zhì)質(zhì)質(zhì)owMMPwP質(zhì)劑質(zhì)劑bbTwwKM劑質(zhì)質(zhì)1000wR TMV質(zhì)質(zhì)溶液ffTwwKM劑質(zhì)質(zhì)1000普通化學(xué)普通化學(xué)94w: 以以g為單位為單位物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)為什么測(cè)定普通物質(zhì)分子量常用冰點(diǎn)下降法而不用沸點(diǎn)上為什么測(cè)定普通物質(zhì)分子量常用冰點(diǎn)下降法而不用沸點(diǎn)上升法，而測(cè)定生物大分子的分子量卻又常用滲透壓法？升法，而測(cè)定生物大分子的分子量卻又

51、常用滲透壓法？普通化學(xué)普通化學(xué)95物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)質(zhì)xiPPobbTiK b質(zhì)ffTiK b質(zhì)icRT普通化學(xué)普通化學(xué)例如：例如：AB型：型：NaCl，i接近接近2（極限值為（極限值為2）AB2或或A2B型，型， i接近接近3（極限值為（極限值為3）96物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)3.4 兩種兩種揮發(fā)性液體的理想溶液揮發(fā)性液體的理想溶液普通化學(xué)普通化學(xué)97。1) 一類(lèi)是由二種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分相似的揮發(fā)性液體所形成一類(lèi)是由二種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分相似的揮發(fā)性液體所形成的溶液，如苯和甲苯的溶液，在溶液形成過(guò)程中無(wú)顯著的熱的溶液，如苯和甲苯的溶液，在溶液形成過(guò)程中無(wú)顯著的熱效應(yīng)。這類(lèi)溶液中，效應(yīng)

52、。這類(lèi)溶液中，溶質(zhì)與溶質(zhì)分子溶質(zhì)與溶質(zhì)分子、溶劑與溶劑分子溶劑與溶劑分子和和溶溶質(zhì)與溶劑分子間的吸引勢(shì)能質(zhì)與溶劑分子間的吸引勢(shì)能近乎相等。近乎相等。2) 另一類(lèi)是稀溶液。稀溶液中，溶質(zhì)分子和溶劑分子之間另一類(lèi)是稀溶液。稀溶液中，溶質(zhì)分子和溶劑分子之間可能有較強(qiáng)的作用，但因溶液稀，溶質(zhì)的量很少，溶液形成可能有較強(qiáng)的作用，但因溶液稀，溶質(zhì)的量很少，溶液形成時(shí)熱效應(yīng)也不顯著。時(shí)熱效應(yīng)也不顯著。物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)121122122212121oooooooPPPPxPxPxPxPxPP總普通化學(xué)普通化學(xué)98物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)AAoABBoBoAAAAAoooABABABoBBBBo

53、oABAABBPxPPxPPPP xxPPPPxPPPP xxPPP xP x總由圖可見(jiàn)，由圖可見(jiàn)，xB普通化學(xué)普通化學(xué)二條線：二條線：蒸氣壓蒸氣壓 液相組成線液相組成線(直線直線AB)；蒸氣壓；蒸氣壓 氣相組成線氣相組成線(曲線曲線ACB)。三個(gè)相區(qū)：三個(gè)相區(qū)：氣相區(qū)氣相區(qū)、液相區(qū)液相區(qū)、氣液二相共存平衡氣液二相共存平衡區(qū)。區(qū)。也可推導(dǎo)也可推導(dǎo)()AooABooooABABAAAAAPPPxPPPxxxx若則，即組分 在蒸氣相的含量大于液相中的含量 。反之，亦然。99P物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)例題：例題：有一個(gè)苯和甲苯組成的理想溶液體系，有一個(gè)苯和甲苯組成的理想溶液體系，

54、85oC時(shí)時(shí)苯苯的飽和蒸氣壓的飽和蒸氣壓Po苯苯 = 877 mmHg，甲苯的飽和蒸氣壓甲苯的飽和蒸氣壓Po甲苯甲苯 = 345 mmHg。求：當(dāng)溶液中。求：當(dāng)溶液中苯苯的摩爾分?jǐn)?shù)為的摩爾分?jǐn)?shù)為0.78時(shí)，時(shí)，氣氣相相中苯和甲苯的中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)為多少？摩爾分?jǐn)?shù)為多少？( )( )o( )( )o( )( )( )( )( )( )( )0.781 0.780.22PP877 0.78684.06 mmHgPP345 0.2275.9 mmHgPPP684.0675.9759.96 mmHgP684.060.90P759.961 0.900.10llglglgggggxxxxxx 苯甲苯苯

55、苯苯甲苯甲苯甲苯總苯甲苯苯苯總甲苯，解解：將氣相將氣相組組分分冷凝冷凝（全部轉(zhuǎn)化為液體），然后再加熱到（全部轉(zhuǎn)化為液體），然后再加熱到85oC，計(jì)，計(jì)算：算： 此時(shí)此時(shí)氣相中苯和甲苯的氣相中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)？摩爾分?jǐn)?shù)？100物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)n次次蒸發(fā)和冷凝，可以將苯和甲苯分開(kāi)，這就是蒸發(fā)和冷凝，可以將苯和甲苯分開(kāi)，這就是分餾的分餾的原理原理。( )( )o( )( )o( )( )( )( )( )( )( )0.900.10PP877 0.90789.3 mmHgPP345 0.1034.5 mmHgPPP789.3 34.5823.8 mmHgP789

56、.30.96P823.81 0.960.04llglglgggggxxxxxx 苯甲苯苯苯苯甲苯甲苯甲苯總苯甲苯苯苯總甲苯，解：注意：注意：共沸混合物共沸混合物，如：，如：C2H5OH H2O溶液（溶液（H2O的的xH2O = 0.096），則不能通過(guò)分餾的辦法將兩者分開(kāi)，因?yàn)閷?duì)共），則不能通過(guò)分餾的辦法將兩者分開(kāi)，因?yàn)閷?duì)共沸混合物來(lái)講，氣相的組成和液相的組成是完全一樣的。沸混合物來(lái)講，氣相的組成和液相的組成是完全一樣的。101物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)溶解度溶解度P276：3, 7, 9依數(shù)性依數(shù)性P260：3, 4, 6, 7, 9 理想溶液理想溶液、電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液P266：2P2

57、72：3, 8普通化學(xué)普通化學(xué)102作業(yè)作業(yè)物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)固體物質(zhì)按其中原子排列的有序程度不同固體物質(zhì)按其中原子排列的有序程度不同晶體晶體 無(wú)定形物質(zhì)無(wú)定形物質(zhì)單晶單晶 多晶多晶 普通化學(xué)普通化學(xué)4 固體固體 (Solids)103物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)104物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體的微觀結(jié)構(gòu)是晶體的微觀結(jié)構(gòu)是1912年年Laue開(kāi)始用開(kāi)始用X射線射線進(jìn)行分析，大進(jìn)行分析，大量事實(shí)表明晶體內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)有周期性重復(fù)的量事實(shí)表明晶體內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)有周期性重復(fù)的規(guī)律性。規(guī)律性。普通化學(xué)普通化學(xué)4.1 晶體結(jié)構(gòu)的有序性晶體結(jié)構(gòu)的有序性晶體晶體的的X射線衍射譜與射線

58、衍射譜與Bragg方程方程當(dāng)當(dāng)波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為 的的X射線射到晶面距離射線射到晶面距離為為d 的的晶體上時(shí)，隨入射角晶體上時(shí)，隨入射角 的的不不同可以得到強(qiáng)弱相間的衍射譜圖同可以得到強(qiáng)弱相間的衍射譜圖。各種化合物都有特征的衍射譜。各種各種化合物都有特征的衍射譜。各種晶體的原子晶體的原子、分子種類(lèi)不分子種類(lèi)不同，排列方式不同，同，排列方式不同， 值加強(qiáng)峰的規(guī)律也不同，由此可以確定晶值加強(qiáng)峰的規(guī)律也不同，由此可以確定晶體結(jié)構(gòu)。體結(jié)構(gòu)。105物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué) 當(dāng)一束波長(zhǎng)為當(dāng)一束波長(zhǎng)為 的的X光以光以 角入射到晶面上時(shí)，反射光的光程會(huì)出角入射到晶面上時(shí)，反射光的光程會(huì)出現(xiàn)差異。

59、當(dāng)光程差為現(xiàn)差異。當(dāng)光程差為n 時(shí)，由于光波疊加而出現(xiàn)亮線；當(dāng)光程差時(shí)，由于光波疊加而出現(xiàn)亮線；當(dāng)光程差2d sin n (Bragg方程方程)為為n /2時(shí)，則因光波抵消而出現(xiàn)暗線。時(shí)，則因光波抵消而出現(xiàn)暗線。光波疊加而光波疊加而出現(xiàn)強(qiáng)線的條件為：出現(xiàn)強(qiáng)線的條件為：106物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) 點(diǎn)陣的基本特性：周期性點(diǎn)陣的基本特性：周期性相鄰相鄰2個(gè)陣點(diǎn)之間的距離為點(diǎn)陣的周期個(gè)陣點(diǎn)之間的距離為點(diǎn)陣的周期普通化學(xué)普通化學(xué)107物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)108物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)普通化學(xué)普通化學(xué)109物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)任何點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)都可分解為任何點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)都

60、可分解為某種平行六面體的單位某種平行六面體的單位點(diǎn)點(diǎn)陣，這個(gè)平行六面體可用陣，這個(gè)平行六面體可用三個(gè)棱邊（三個(gè)棱邊（a, b, c）以及它）以及它們之間的夾角（們之間的夾角（ , , ）進(jìn)）進(jìn)行描述，根據(jù)這六個(gè)參數(shù)行描述，根據(jù)這六個(gè)參數(shù)的不同，的不同，可可將晶體將晶體分為分為7 個(gè)個(gè)晶系晶系和和14種空間點(diǎn)陣型式種空間點(diǎn)陣型式普通化學(xué)普通化學(xué)立方晶體的晶立方晶體的晶軸和夾角軸和夾角110物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài) 立立 方方 四四 方方 例如：例如：NaCl、CsCl、CaF2 例如：例如：SnO2、TiO2、 金屬金屬銅和銅和金剛石金剛石 ZrSiO4 普通化學(xué)普通化學(xué)111物質(zhì)的聚集狀態(tài)