第2章 物质的化学组成与聚集状态

第2章物质的聚集状态(3学时)2.1 概述2.2 理想气体2.3 溶液2.4 固体—晶体物质的聚集状态：气体、液体、固体以及超临界液体等物质的聚集状态物质由分子组成，在通常情况下，物质呈固态、液态和气态。

固体：有一定的体积和一定的形状液体：有一定的体积气体：没有固定的体积和形状。

组成物质的分子是不停地运动的，并且分子间存在着相互作用力(引力和斥力)。

固体内部粒子的相互作用力最强，液体次之，气体最弱。

2.1 概述1. 相态（phase）：是物质的状态（或简称相，也叫物态）指一个宏观物理系统所具有的一组状态。

一个态中的物质拥有单纯的化学组成和物理特性（如密度、晶体结构、折射率等）。

2.相图表达一系列温度压力下的相平衡关系右图区：液相区，固相区，气相区和超临界区线：两相平衡区，S-L线（BD），S-G线（AB），L-G线（BC）点：三相共存点：B点，临界点：C点，Tc：临界温度，Pc：临界压力✧三相点：273.16K,610.75Pa ✧临界点：647.29K, 22.09MPa水的相图临界点与超临界态✧在临界点以下，气态和液态之间具有显著区别✧在临界点以上，这种区别将不复存在✧这种状态称为：超临界流体（supercritical fluid,简称SCF）如：水的临界点为T= 374.3℃，P c = 22.09MPa，c在此临界点以上，就处于超临界状态，该状态的水就称为超临界水。

超临界流体特点：具有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有很强的溶解能力。

CO2：临界温度较低（Tc=364.2K），临界压力也不高（Pc=73.8MPa），无毒，无臭，不污染环境，实际工作中使用较多的事超临界流体。

如：用超临界CO：2从咖啡豆中除去咖啡因从烟草中脱除尼古丁大豆或玉米胚芽中分离甘油酯轻易穿过细菌的细胞壁，在其内部引起剧烈氧化反应，杀死细菌。

超临界流体在绿色化工工艺的开发研究中具有重要的价值。

其他聚集态当温度足够高时，外界提供的能量足以破坏分子中的原子核和电子的结合，气体就电离成自由电子和正离子，即形成物质的第四态——等离子态(plasma),电离气体。

《普通化学》《Ch2物质的化学组成与聚集状态》复习题及答案一、是非题1. 共价化合物都是分子晶体，所以它们的熔沸点都很低。

2. CCl4熔点低，所以分子不稳定。

3. 在SiC晶体中不存在独立的SiC分子。

4. KCl的分子量比NaCl的分子量大，所以KCl熔点比NaCl高5. H-O键能比H-S键能大，所以H2O的熔沸点比H2S高。

6. 相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100 g水中，所得到两个溶液的凝固点相同。

7. 浓度均为0.1 mol·kg-1葡萄糖水溶液和甘油水溶液沸点相同。

8. 10升0.1 mol·dm-3的葡萄糖水溶液比2升0.1 mol·dm-3的蔗糖水溶液的渗透压大。

9. 难挥发电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液浓度成正比。

10. 因为溶入溶质，故溶液沸点一定高于纯溶剂的沸点。

11.配体数不一定等于配位数。

12. 同聚集状态的物质在一起，一定是单相体系。

是非题参考答案：1.× 2. × 3. √ 4.× 5.× 6. ×7. √ 8 × 9 × 10 ×11√ 12×二. 选择题1. 对配位中心的正确说法是(A)一般是金属阳离子(B)一般是金属阳离子,中性原子,也可是非金属阳离子或阴离子(C)只能是金属阳离子(D)以上几种说法都对2.下列晶体中，属于原子晶体的是_______。

(A)I2 (B)LiF (C)AlN (D)Cu3.下列氯化物熔点高低次序中错误的是_______。

(A)LiCl < NaCl (B)BeCl2 > MgCl2(C)KCl > RbCl (D)ZnCl2 < BaCl24. 下列几种物质按晶格结点上粒子间作用力自小至大顺序排列的是_______。

(A)H2S < SiO2 < H2O (B)H2O < H2S < SiO2(C)H2S < H2O < SiO2 (D)H2O < SiO2 < H2S5. 下列相同浓度的稀溶液，蒸气压最高的是_______。

第一章物质的聚集状态§１～１基本概念一、物质的聚集状态１．定义：指物质在一定条件下存在的物理状态。

２．分类：气态（ｇ）、液态（ｌ）、固态（ｓ）、等离子态。

等离子态：气体在高温或电磁场的作用下，其组成的原子就会电离成带电的离子和自由电子，因其所带电荷符号相反，而电荷数相等，故称为等离子态，（也称物质第四态）特点：①气态：无一定形状、无一定体积，具有无限膨胀性、无限渗混性和压缩性。

②液态：无一定形状，但有一定体积，具有流动性、扩散性，可压缩性不大。

③固态：有一定形状和体积，基本无扩散性，可压缩性很小。

二、体系与环境１．定义：①体系：我们所研究的对象（物质和空间）叫体系。

②环境：体系以外的其他物质和空间叫环境。

2．分类：从体系与环境的关系来看，体系可分为①敞开体系：体系与环境之间，既有物质交换，又有能量交换时称敞开体系。

②封闭体系：体系与环境之间，没有物质交换，只有能量交换时称封闭体系。

③孤立体系：体系与环境之间，既无物质交换，又无能量交换时称孤立体系。

三、相体系中物理性质和化学性质相同，并且完全均匀的部分叫相。

１．单相：由一个相组成的体系叫单相。

多相：由两个或两个以上相组成的体系叫多相。

单相不一定是一种物质，多相不一定是多种物质。

在一定条件下，相之间可相互转变。

单相反应：在单相体系中发生的化学反应叫单相反应。

多相反应：在多相体系中发生的化学反应叫多相反应。

２．多相体系的特征：相与相之间有界面，越过界面性质就会突变。

需明确的是：①气体：只有一相，不管有多少种气体都能混成均匀一体。

②液体：有一相，也有两相，甚至三相。

只要互不相溶，就会独立成相。

③固相：纯物质和合金类的金属固熔体作为一相，其他类的相数等于物质种数。

§１～2 气体定律一、理想气体状态方程PV=nRT国际单位制：R=1.0133*105Pa*22.4*10-3 m 3/1mol*273.15K=8.314(Pa.m3.K-1.mol-1)1. (理想)气体状态方程式的使用条件温度不太低、压力不太大。

1. 敞口烧瓶在 7 ℃ 所盛的气体必须加热到什么温度，才能使1/3的气体逸出烧瓶？ 解：本题的过程是在恒压、恒容下进行的由 pV = nRT 得 n 1RT 1 = n 2RT 2n 2 = (1 – 1/3) n 1=2/3 n 1所以 T 2=3/2T1=3/2 (273+7)K = 420 K2. 已知一气筒在27℃ 、30.0atm 时含480 g 氧气。

若此筒被加热到100℃，然后启开阀（温度保持在100℃），一直到气体压强降到 1.00atm 时，共放出多少克氧气？（1atm = 1.01325×105Pa ）解：本题的过程是在恒容条件下进行的由 pV = nRT 得112212n RT n RT P P =，m M n = 4803232558.314(27327)8.314(273100)30.0 1.0132510 1.00 1.0132510m ⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯⨯解得：m=12.87 g则当压强降到1.00atm 时，共放出氧气的质量m 放=480-12.87=467.13(g)3. 有两个容器 A 和B ，各装有氧气和氮气。

在25℃时，容器A ：O 2体积500cm 3，压强1atm ；容器B ：N 2体积500cm 3，压强0.5atm 。

现将A 和B 容器相连，使气体互相混合，计算:(1) 混合后的总压。

(2) 每一种气体的分压。

(3) 在此混合物中氧气所占的摩尔分数。

(1atm = 1.01325×105Pa ）解：（1） 混合后的总压为P ，混合后的体积V=1000cm 3初始V O2始=V N2始=500cm 3P=22225005001000100010.50.75()O N O N V V V V P P atm =⨯⨯+=+始始始始 （2）由道尔顿分压定律 i i p n P n =总总得i n i n p P =总总 P O2分= 11.50.750.5=⨯（atm ）P N2分= 0.51.50.750.25=⨯（atm ）（3）在此混合物中氧气所占的摩尔分数x %=1/1.5=66.7%4. 4g 某物质溶于156g 苯中，苯的蒸气压从200mmHg 减到196.4mmHg 。

<<工程化学基础（第二版）>>练习题参考答案第一章 绪 论练习题（p.9）1. （1）×； （2）√； （3）×； （4）√。

2. （1）C 、D ；（2）C ；（3）B 。

3. 反应进度；ξ； mol 。

4. 两相（不计空气）；食盐溶解，冰熔化，为一相；出现AgCl ↓，二相；液相分层，共三相。

5. 两种聚集状态，五个相：Fe （固态，固相1），FeO （固态，固相2），Fe 2O 3（固态，固相3），Fe 3O 4（固态，固相4），H 2O （g ）和H 2（g ）（同属气态，一个气相5） 6. n =（216.5 －180）g / (36.5g · mol -1) = 1.0 mol7. 设最多能得到x 千克的CaO 和y 千克的 CO 2，根据化学反应方程式： CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 摩尔质量/g ·mol -1 100.09 56.08 44.01 物质的量/mol100095%10009103⨯⨯-. x 56.08×-310 y 4401103.⨯-因为n(CaCO 3)=n (CaO)=n (CO 2) 即100095%10009103⨯⨯-.=x 56.08×-310=y 4401103.⨯-得 x =m (CaO) =532.38kg y =m (CO 2) =417.72kg分解时最多能得到532.28kg 的CaO 和417.72kg 的CO 2。

8. 化学反应方程式为3/2H 2+1/2N 2 = NH 3时：22(H )6mol4mol 3(H )2n ξν∆-===-22(N )2mol4mol 1(N )2n ξν∆-===-33(NH )4mol4mol 1(NH )n ξν∆===化学反应方程式为3H 2+ N 2 = 2NH 3时：22(H )6mol 2mol 3(H )n ξν∆-===-22(N )2mol2mol 1(N )n ξν∆-===-33(NH )4mol 2mol 2(NH )n ξν∆===当反应过程中消耗掉2mol N 2时，化学反应方程式写成3/2H 2+1/2N 2 = NH 3，该反应的反应进度为4 mol ；化学方程式改成3H 2+ N 2 = 2NH 3，该反应的反应进度为2 mol 。

工程化学基础习题解第一章 绪论P13. 一些基本概念1.判别下列表述的正确与否，正确的在后面括号内用“√”错误的用“×”表示：（1）1摩尔氧..........................................................................................................(X ） （2）1mol(-OH )................................................(√) (3)化学反应通式可表示为ΣB v B=0...................................( X) (4)在宇宙中找不到绝对意义上的孤立系统..............................................................(√) 2.选择题：（要求将正确标号填入括号内，多选与单选自己判断） （1）下列物质中属于微观粒子的是 （ C D ）(A)分子 （B ）原子 （C ）高速运动的电子 （D ）光子 （2）下列说法正确的是 （ C ） （A ）1摩尔氧的质量是8.0g(B)原子和分子的空间尺寸分别为m 10107-10和m -(C)原子和分子的空间尺寸在m 10~107-10m -左右（D ）我们能同时看到远处打雷发出光和听到打雷发出的声音（3）下列表述中错误的是（ B D ） (A)18.0g O H 2物质的量是1mol(B)1.0 mol 氢的物质参加了反应 （C ）1.0 mol 的（2H ）参加了反应（D ）“反应进度”说明，认识物质变化，必须考虑时间的变化 3.（用恰当的文字或符号填入空格）计量反应进行程度的物理量都是（反应进度），它的符号是（ξ），单位是（mol ）,这个单位还可以方便地计量介观粒子和微观粒子的物质的量。

4.在0℃时，一只烧杯中盛有水，水上浮着两块冰，问水和冰组成的系统中有几相？如果撒入食盐，保持系统的温度仍为0℃不变，直至冰和食盐全部溶解（此时，冰点下降，详见ξ2.3所述），此时系统中有几相？如果再加入一些3AgNO 溶液，有什么现象发生？此时系统有几相？如果还加入一些4CCl ，又将发生什么现象？此时系统为几相？ 答：① 两相（固、液）② 一相（液相）③加入3AgNO 有白色沉淀生成，此时系统有两相（液、固） ④ 加入4CCl 发生分层现象，此时系统三相（水相、固、油相） 5.高温水蒸气对钢的化学腐蚀特别严重。

工程化学基础童志平答案【篇一：《工程化学基础》习题参考答案】ss=txt>第一章习题参考答案1. ph2=123.941kpa; po2=61.9705kpa2. (1) ph2=60.021kpa; po2=14.985kpa; pn2=5.994kpa(2) p总=81 kpa（3）xh2=0.741； xo2=0.185； xn2=0.074 5. （1）pn2=75kpa；po2=75kpa（2）pn2=37.5062kpa；po2=112.4938kpa （3）p总=243.0632kpa6. （1）硫蒸气的摩尔质量：65.2230 （2）硫蒸气的化学式为：s2第二章习题参考答案1.是非题 :(1) (-); (2)(-); (3)(-)；(4) (-); (5)(-); (6)(+ )。

2.选择题: (1)(c); (2)(d)；(3) (a); (4)(c)；(5)(d)。

3. (1) △u=150kj; (2) △u=-250kj；(3) △u=450kj; (4) △u=975kj。

4.(1)w=-3.10kj; (2)△u=37.53kj。

5.(1)9.75kj; (2)0kj; (3)8.11kj; (4)0kj。

6. 可获得肌肉活动的能量为17.86kj 7. △rhm?(298.15k)=-16.73kj.mol-110. (1)-1366.8kj.mol-1; (2)-429.82 kj.mol-1. 11. (1)-153.89kj.mol-1; (2)-82.89 kj.mol-1第三章参考习题答案1.是非题 (1) (-); (2)(-); (3)(+); (4)(-); (5)(-); (6)(-)。

2.选择题: (1) (c);(2)(b) ;(3)(b); (4)(c)。

(2)升温、增加h2o(g)分压、催化剂；第四章习题参考答案1.是非题 (1) (-); (2)(+); (3)(-); (4)(-); (5)(-)。