第一章 物 质 的 聚 集 状 态优秀课件 (2)

NH4NO2(s) → 2H2O(g) + N2(g)
64.04g
1mol
m(NH4NO2)=?
0.164mol
6 4 .0 4 0 .1 6 4 m (N H 4N O 2) 1 m o l 1 0 .5 g
分体积定律
分体积： 某一组分B的分体积VB是该组份单独混合 气体中存在并具有与混合气体相同温度 和压力时所占有的体积。
R pV 101P3 a25 2. 411 0 3m 43
nT
1.0 m 27 o .13 lK 5
8.31Jm 4 o 1K l1
R=8.314 kPaLK-1mol-1
(2) 理想气体状态方程式的应用
a. 计算p，V，T，n四个物理量之一。 pV = nRT
用于温度不太低，压力不太高的真实气体。
产生偏差的主要原因是： ①气体分子本身的体积的影响； ②分子间力的影响。
2 Van der Waals 方程
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nB RT V
p
nRT V
pB p
nB n
xB
pB
nB n
pxBp
x B B的摩尔分数
例题： 某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。
取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol, n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的 总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。
解：
n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700=1.200
p ( N H 3 ) n N n H 3 p 1 0 . .2 3 0 2 0 0 1 3 3 .0 k P a 3 5 .5 k P a
p (O 2 ) n (O n 2 )p 0 0 ..1 3 8 2 0 0 3 5 .5 k P a 2 0 .0 k P a
0.63g
（3）气体扩散定律 同温同压下某种气态物质的扩散速度与其密
度的平方根成反比，这就是气体扩散定律
uA B
uB
A
uA uB
M r(B) M r(A)
1.1.3 实际气体状态方程
1. 真实气体与理想气体的偏差 2. Van der Waห้องสมุดไป่ตู้ls 方程
1 真实气体与理想气体的偏差
理想气体状态方程式仅在足够低的压 力下适合于真实气体。
VB
nB RT p
VB
nB RT p
V = V1 + V2 + 或 V VB
V n1RT n2 RT
B
p
p
n1n2 RpT
nRT p
VB V
nB n
B—称为B的体积分数
pB p
xB
VB V
B
,
pB B p
例题：某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密 度为1.03gcm-3，温度为20℃。在这种条件下，若 维持O2、He混合气中p(O2)=21kPa，氧气的体积 分数为多少？以1.000L混合气体为基准，计算氧 气的分体积和氮的质量。(重力加速度取
解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
292K 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
n (N 2 ) (9 7 .8 8 .2 3 .1 2 4 0 )k 2 p 9 2 4 .1 6 L 0 .1 6 4 m o l
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa=77.5kPa
分压定律的应用
例题: 用亚硝酸铵受热分解的方法制取纯氮气。 反应如下：NH4NO2(s)→2H2O(g) +N2(g)，如果在19℃、 97.8kPa下，以排水集气法在水面上收集到的氮气体积为 4.16L，计算消耗掉的亚硝酸铵的质量。
组分气体B在相同温度下占有与混合气体
相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的
分压。
pB
nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各组分 气体分压之和。
p = p1 + p2 + 或 p = pB
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
第一章 物 质 的 聚 集 状 态
§1－1 气体
1-1 理想气体
(1) 理想气体状态方程式 (2) 气体分压定律 (3) 气体扩散定律
1.1.1 理想气体状态方程式
气体的最基本特征： 具有可压缩性和扩散性。
人们将符合理想气体状态方程式的气体， 称为理想气体。
理想气体分子之间没有相互吸引和排斥， 分子本身的体积相对于气体所占有体积完全 可以忽略。
=303kPa+101kPa
=404kPa
p(O2 ) 21kP
p(O2) p
V(O2) V
xi
V(V O 2)xi 4 20 1 140 % 05.2%
若混合气体体积为1.000L时，
V (O2) 0.52 L 52 mL Mr(H)e4.0026 m(He)MPV(He)
RT
4.00g8 2 .m 36 1 J 1o K 4 4l 10 m k4 P 1o (12 .a 0 l 9 K 0 0 3 .0 05 )L2
9.807m/s2)
解：T=(273+20)K=293K
海水深30m处的压力是由30m高的海水和海
面的大气共同产生。海面上的空气压力为
760mmHg，则：
p=g hw+
760mmHg 760mmg
101kPa
=9.807 m/s2 1.03103kgcm-330m+101kPa =3.03103 kgcm-1 s-2 +101kPa
v 理想气体
Ø分子体积与气体体积相比可以忽略不计 Ø分子之间没有相互吸引力 Ø分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞
不造成动能损失
(1) 理想气体状态方程式：
pV = nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
b.气体摩尔质量的计算
pVnRT
n m M
pV m RT
M
M mRT pV
M = Mr gmol-1
气体密度的计算
M mRT pV
m/V
M RT p
pM RT
1.1.2 混合理想气体的分压定律和分体积定律 （2） 气体分压定律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫做组分 气体。
分压：