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1、第一章 物质的状态和稀溶液,1.3 固体,1.2 液体,1.1 气体,1-1 气体,理想气体 实际气体 气体扩散定律,1-1-1 理想气体,压力不太高、温度不太低(高温低压),分子不占体积，可看成几何质点，分子间无吸引力，分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能的损失,1-1-1 理想气体,1、理想气体状态方程,pV = nRT,p气体的压力，单位为帕(Pa) V体积，单位为立方米(m3) n物质的量，单位为摩(mol) T热力学温度，单位为“开”(K) R摩尔气体常数,Pam3mol-1K-1,理想气体状态方程,实验测知1mol理想气体在标准状况下的体积为 22.41410-3 m3, 则,101
2、.325103Pa22.41410-3 m3,1mol273.15K,=,R= pV/nT,= 8.3144 Pam3mol-1K-1,= 8.3144 Jmol-1K-1,1-1-1 理想气体,2、理想气体分压定律,气体的分压(pB)气体混合物中，某一 组分气体B对器壁所施加的压力。,等于相同温度下该气体单独占有与混合气体 相同体积时所产生的压力。,道尔顿分压定律在相同的温度、体积条件下，混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。 p = pB=p1+p2+p3+,理想气体分压定律,如 : 组分气体B的物质的量为nB,混合气体的物质的量为n,混合气体的体积为V,则它们的压力： pB = nB
3、RT/V,p = nRT/V,nB n,例：体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体,T=30、p =93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量为5.00g, 试计算N2、CO2分压。,解,m(CO2),M(CO2) 44.01gmol-1,n(CO2)= /M(CO2) = 0.114mol,p(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)104Pa =3.79104 Pa,1.1.2 实际气体,理想气体的P 为一常数 , 而实际气体的P 则不是常数。 主要原因是气体处于高压时分子自身的体积不容忽视，另外高压时分子间的引力不容忽视。,因此
4、状态方程修正为,因此实际气体状态方程为,1.1.3.气体扩散定律,英国物理学家格拉罕姆（Graham）指出：同温同压下，气体的扩散速度与其密度的平方根成正比,或,即,由于,分子质量越大，扩散速度越慢,2007-5-27,第三节化学反应中的能量关系,1.2 液体,1.2.1 蒸气压 1.2.2 稀溶液的依数性,1-2-1 蒸气压,蒸发与凝聚,纯溶剂的蒸气压,溶液的蒸气压,饱和蒸气压,实验测定298 K时 水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa； 0.5 mol kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol kg-1 糖水的蒸气压为: p
5、 (H2O) = 3107.7 Pa。,1.2.2 稀溶液的依数性,蒸气压下降,（1）拉乌尔定律 1886年拉乌尔（Raoult，F.A.）根据实验得出难挥发非电解质稀溶液的蒸气压p与稀溶液中溶剂A的摩尔分数XA间的关系为：,（2）溶液的凝固点降低和沸点升高,水的凝固点a 和溶液的凝固点b,实验证明，在稀溶液中，凝固点下降值（ ）为：,为凝固点下降常数，它取决于纯溶剂的特性而与溶质特性无关。见表1.2,溶液的蒸气压与外界压力相等时的温度称为溶液的沸点。正常沸点指外压为100kPa时的沸点。如在100kPa下水的沸点为100。而在稀溶液中，由于加入难挥发性溶质，致使溶液的蒸气压下降，沸点升高。,
6、渗透压,x,由于半透膜两边的溶液单位体积内溶剂分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的“渗透压”,vant Hoff 方程,渗透压,溶液体积,溶质物质的量,温度,荷兰物理化学家，获首届/1901年诺贝尔化学奖,例：求分子量 在298K时，若1L苯溶液中含聚苯乙烯5.0g，其渗透压为1013Pa，求聚苯乙烯的分子量 解：V=nRT =CRT : Pa C: (mol/L103) mol/m3 R:8.314 m3.Pa.mol-1K-1 T:K 得聚苯乙烯的摩尔质量为,渗透压平衡与生命过程的密切关系： 给患者输液的浓度； 植物的生长； 人的营
7、养循环,Colligative 来自希腊语，意为团结、一起的意思。依数性指的是仅仅与溶液中微粒的个数有关的性质，而与溶质的种类无关。,难挥发的非电解质稀溶液的依数性 Colligative properties of dilute nonelectrolyte solutions,结论： 蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和渗透压都是难挥发的非电解质稀溶液的通性；它们只与溶剂的本性和溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关。,. Lowering the vapor pressure . Elevation of the boiling point. . Freezing point depression of solution . Osmotic pressure,Tbkb m,Tfkf m,m 溶质质量摩尔浓度,都可用来测溶质分子量,难挥发的非电解质稀溶液依数性小结,