大學(xué)普通化學(xué)課件

§1.1氣體定律第一章氣體和溶液

§1.2稀溶液的依數(shù)性

1.1.1理想氣體狀態(tài)方程1.1.2氣體的分壓定律§1.1氣體定律1.1.1理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT

R——摩爾氣體常數(shù)在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol時(shí),Vm=22.414L=22.414×10-3m3R=8.314kPa

L

K-1

mol-1等價(jià)嗎？！

人們將符合理想氣體狀態(tài)方程的氣體，稱為理想氣體。

理想氣體分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對(duì)于氣體所占有體積完全可以忽略。

理想氣體實(shí)際上并不存在，可以把溫度不太低、壓力不太高的真實(shí)氣體當(dāng)做理想氣體處理。1.計(jì)算p，V，T，n中的任意物理量2.確定氣體的摩爾質(zhì)量M=Mrgmol-1

理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用：pV=nRT

=

=m/V3.確定的氣體密度

例1-1：某氧氣鋼瓶的容積為40.0L，27℃時(shí)氧氣的壓力為10.1MPa。計(jì)算鋼瓶?jī)?nèi)氧氣的物質(zhì)的量。

解：V=40.0L=4.0×10-2m3，T=(27+273.15)K=300.15K

p=10.1MPa=1.01×107Pa由pV=nRT得：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(shí)所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。

1.1.2氣體的分壓定律分壓定律：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+

或p=

pB

n=n1+n2+

分壓的求解：xB

B的摩爾分?jǐn)?shù)

例1-2：某容器中含有NH3、O2、N2等氣體。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合氣體的總壓為133kPa。試計(jì)算各組分氣體的分壓。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molp(N2)=p－p(NH3)－p(O2)

=(133.0－35.5－20.0)kPa=77.5kPa分體積：

混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組分單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時(shí)所占有的體積?！Q為B的體積分?jǐn)?shù)ppBBj=VVxppBBBBj===,例1-3：某一煤氣罐在27℃時(shí)氣體的壓力為600kPa，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得其中CO和H2的體積分?jǐn)?shù)分別為0.60和0.10。計(jì)算CO和H2的分壓。解：根據(jù)，p(CO)=0.60×600kPa=3.6×102kPap(H2)=0.10×600kPa=60kPappBBj=1.2.2稀溶液的依數(shù)性§1.2稀溶液的依數(shù)性1.2.1溶液的濃度1.2.1溶液的濃度物質(zhì)的量濃度2.質(zhì)量摩爾濃度3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.摩爾分?jǐn)?shù)5.質(zhì)量濃度1.溶液的蒸氣壓下降1.2.2稀溶液的依數(shù)性(1)液體的蒸氣壓在一定溫度下，將純液體引入真空、密閉容器中，當(dāng)液體的蒸發(fā)與凝聚速率相等時(shí)，液面上方的蒸汽所產(chǎn)生的壓力稱為該液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。記作：p*，單位：Pa或kPa。t/℃p*/kPat/℃p*/kPat/℃p*/kPa00.610650.8719101.2279202.3385304.2423407.37545012.33366019.9183704.2423807.37549012.3336100101.3247表1-1不同溫度下水的蒸氣壓*同一種液體，溫度升高，蒸氣壓增大。

*相同溫度下，不同液體蒸氣壓不同；1.乙醚2.正己烷3.乙醇4.苯5.水

物質(zhì)的蒸氣壓——溫度關(guān)系圖當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界大氣壓時(shí)，液體沸騰，此時(shí)的溫度稱為該液體的沸點(diǎn)。通常所說(shuō)的沸點(diǎn)是指大氣壓為101.325kPa時(shí)液體的正常沸點(diǎn)。p*——純?nèi)軇┑恼魵鈮簆——溶液的蒸氣壓。實(shí)驗(yàn)表明p<p*（2）稀溶液的蒸氣壓下降1887年，法國(guó)化學(xué)家拉烏爾(F.M.Raoult)研究得出經(jīng)驗(yàn)公式：*

p=pAxA*式中：p/Pa—難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓；pA/Pa—純?nèi)軇〢的蒸氣壓。

xA—溶液中溶劑A的摩爾分?jǐn)?shù)。若溶液僅由溶劑A和溶質(zhì)B組成，則：xA+xB=1，*

p=pA(1-xB)

*

p=pA(1-xB)

溶液的蒸氣壓下降：?p=pA–p*

xB—溶液中溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)。

拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。代入：?p=pA–pA(1-xB)=pAxB**則：*在稀溶液中：nA遠(yuǎn)大于nB，nA+nB≈

nA

?p=pAxB=pAMAbB=kbB**在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。拉烏爾定律的另一種表達(dá)形式。沸點(diǎn)：

當(dāng)液體的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)，液體會(huì)沸騰。此時(shí)的溫度稱為液體的沸點(diǎn)。2.稀溶液的沸點(diǎn)升高101325溫度T/K

Tb

p溶液的沸點(diǎn)上升圖273.15373.15Tb蒸氣壓p/Pa

沸點(diǎn)升高：溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)的性質(zhì)，稱為溶液沸點(diǎn)升高。實(shí)驗(yàn)表明，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高與溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度成正比：

Tb=kbbB

式中：kb—溶劑的沸點(diǎn)升高系數(shù),K·kg·mol-1

bB

—溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度,mol·kg-1

Tb—難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高。

溶劑的沸點(diǎn)升高系數(shù)kb只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。表1-3常見溶劑的沸點(diǎn)和沸點(diǎn)升高系數(shù)溶劑Tb/Kkb/(K·kg·mol-1)

溶劑Tb/Kkb/(K·kg·mol-1)

水373.150.512苯353.252.53乙醇315.551.22四氯化碳349.874.95乙酸391.053.07三氯甲烷334.353.85乙醚307.852.02丙酮329.651.71**例1-4：將68.4g蔗糖C12H22O11溶于1.00kg水中，求該溶液的沸點(diǎn)。解：M(C12H22O11)=342g

mol-1

Tb=kbb(C12H22O11)=0.512K

kg

mol-1×0.200mol

kg-1=0.102KTb=

Tb+Tb(H2O

)=0.102K+373.15K=373.25K根據(jù)：Tb=kbbB稀溶液沸點(diǎn)升高應(yīng)用：計(jì)算溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量。代入上式，整理得：A凝固點(diǎn)降低：溶液凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┠厅c(diǎn)的性質(zhì)，稱為溶液凝固點(diǎn)下降。液體的凝固點(diǎn)：在一定外壓下，純物質(zhì)的液相與該物質(zhì)