第一章-物質(zhì)的狀態(tài)和稀溶液

第一章-物質(zhì)的狀態(tài)和稀溶液1-1氣體

理想氣體實(shí)際氣體氣體擴(kuò)散定律1-1-1理想氣體壓力不太高、溫度不太低(高溫低壓)分子不占體積，可看成幾何質(zhì)點(diǎn)，分子間無(wú)吸引力，分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動(dòng)能的損失1-1-1理想氣體

1、理想氣體狀態(tài)方程pV=nRTp——?dú)怏w的壓力，單位為帕(Pa)

V——體積，單位為立方米(m3)

n——物質(zhì)的量，單位為摩(mol)

T——熱力學(xué)溫度，單位為“開(kāi)”(K)

R——摩爾氣體常數(shù),Pam3mol-1K-1

理想氣體狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)測(cè)知1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.414×10-3m3,則

101.325×103Pa×22.414×10-3m31mol×273.15K=R=pV/nT=8.3144Pa·m3·mol-1·K-1=8.3144J·mol-1·K-11-1-1理想氣體

2、理想氣體分壓定律氣體的分壓(pB)——?dú)怏w混合物中，某一組分氣體B對(duì)器壁所施加的壓力。等于相同溫度下該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓定律——在相同的溫度、體積條件下，混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓之和。

p=

ΣpB=p1+p2+p3+……理想氣體分壓定律

如:組分氣體B的物質(zhì)的量為nB混合氣體的物質(zhì)的量為n混合氣體的體積為V則它們的壓力：pB=nBRT/V

p=nRT/V將兩式相除，得pB

nBp

n＝為組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)nBnpB=pnB

n例：體積為10.0L含N2、O2、CO2的混合氣體,T=30℃、p=93.3kPa,其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量為5.00g,試計(jì)算N2、CO2分壓。解m(CO2)M(CO2)44.01g·mol-1n(CO2)=/M(CO2)=0.114molp(CO2)==Pan(CO2)RT0.114×8.314×303.15

V1.00×10-2

=2.87×104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa=3.79×104Pa1.1.2實(shí)際氣體理想氣體的P為一常數(shù),而實(shí)際氣體的P則不是常數(shù)。主要原因是氣體處于高壓時(shí)分子自身的體積不容忽視，另外高壓時(shí)分子間的引力不容忽視。因此狀態(tài)方程修正為因此實(shí)際氣體狀態(tài)方程為1.1.3.氣體擴(kuò)散定律

英國(guó)物理學(xué)家格拉罕姆（Graham）指出：同溫同壓下，氣體的擴(kuò)散速度與其密度的平方根成正比

或即由于分子質(zhì)量越大，擴(kuò)散速度越慢2007-5-27第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系1.2液體1.2.1蒸氣壓

1.2.2稀溶液的依數(shù)性1-2-1蒸氣壓

蒸發(fā)與凝聚蒸發(fā):密閉容器中，某些表層液態(tài)分子掙脫內(nèi)層分子的引力以氣態(tài)形式進(jìn)入上層空間的過(guò)程。凝聚:隨著液面上層蒸氣密度的增加，當(dāng)蒸氣分子與液面撞擊時(shí)，又重新回到液體中去的過(guò)程。純?nèi)軇┑恼魵鈮喝芤旱恼魵鈮?/p>

飽和蒸氣壓實(shí)驗(yàn)測(cè)定298K時(shí)水的飽和蒸氣壓:p(H2O)=3167.7Pa；0.5mol·kg-1糖水的蒸氣壓則為:p(H2O)=3135.7Pa；1.0mol·kg-1糖水的蒸氣壓為:p(H2O)=3107.7Pa。1.2.2稀溶液的依數(shù)性蒸氣壓下降（1）拉烏爾定律1886年拉烏爾（Raoult，F(xiàn).A.）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓p與稀溶液中溶劑A的摩爾分?jǐn)?shù)XA間的關(guān)系為：

拉烏爾定律也可以這樣描述，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的飽和蒸氣壓降低值和溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。（2）溶液的凝固點(diǎn)降低和沸點(diǎn)升高水的凝固點(diǎn)a和溶液的凝固點(diǎn)b實(shí)驗(yàn)證明，在稀溶液中，凝固點(diǎn)下降值（）為：

圖中aa′，ac，bb′線分別表示水、冰和溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系，三相點(diǎn)a（0.01℃，0.611kPa）時(shí)，純水和冰的蒸氣壓相等，0.01℃即為純水的凝固點(diǎn)。

為凝固點(diǎn)下降常數(shù)，它取決于純?nèi)軇┑奶匦远c溶質(zhì)特性無(wú)關(guān)。見(jiàn)表1.2

溶液的蒸氣壓與外界壓力相等時(shí)的溫度稱(chēng)為溶液的沸點(diǎn)。正常沸點(diǎn)指外壓為100kPa時(shí)的沸點(diǎn)。如在100kPa下水的沸點(diǎn)為100℃。而在稀溶液中，由于加入難揮發(fā)性溶質(zhì)，致使溶液的蒸氣壓下降，沸點(diǎn)升高。

滲透壓x由于半透膜兩邊的溶液?jiǎn)挝惑w積內(nèi)溶劑分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的“滲透壓”van`tHoff方程滲透壓溶液體積溶質(zhì)物質(zhì)的量溫度荷蘭物理化學(xué)家，獲首屆/1901年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)例：求分子量在298K時(shí)，若1L苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其滲透壓為1013Pa，求聚苯乙烯的分子量解：V=nRT=CRT:

PaC:(mol/L×103)mol/m3

R:8.314m3.Pa.mol-1K-1

T:K

得聚苯乙烯的摩爾質(zhì)量為

滲透壓平衡與生命過(guò)程的密切關(guān)系：①給患者輸液的濃度；②植物的生長(zhǎng)；③人的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)Colligative來(lái)自希臘語(yǔ)，意為團(tuán)結(jié)、一起的意思。依數(shù)性指的是僅僅與溶液中微粒的個(gè)數(shù)有關(guān)的性質(zhì)，而與溶質(zhì)的種類(lèi)無(wú)關(guān)。難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性

Colligativepropertiesof

dilutenonelectrolytesolutions結(jié)論：蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓都是難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的通性；它們只與溶劑的本性和溶液的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。１.Loweringthevaporpressure２.Elevationofth