第二章 化学基础知识.ppt

第2章化学基础知识
安阳师范学院化学化工学院
Chapter 2 Primary knowledge of chemistry
2 - 1 气体
2 - 1 - 1 理想气体的状态方程
分子的体积和分子间作用力都可以忽略的气体称为理想气体。低压高温下的实际气体接近于理想气体。
(2) 理想气体基本假设
(1) 描述气体状态的物理量
物理量
单位
压强 P
帕斯卡 Pa (N·m-2)
体积 V
立方米 m3
温度 T
开尔文 K
物质的量 n
摩尔 mol
1、理想气体(Ideal Gases)
(3)气体压力的产生
气体的压力是指气体分子对器壁的作用力。它是分子对器壁碰撞的结果。
2、理想气体定律(The Ideal Gas Law)
波义尔定理-Boyle’s law(1627-1691)British physicist and chemist
n, T 一定时
查尔斯定理-Charles’s law(1746-1823)French scientist
n, P 一定时
阿伏伽德罗定理-Avogadro’s law
(1778-1823)Italian physicist
P, T 一定时
综合上三式: 以R做比例数,则有: 即:
此式即为理想气体状态方程, 其中:
1 mol 理想气体气体,0℃,1 atm 时的体积 L。
R: 摩尔气体常数
在标准状况(通常指温度为0℃()和压力(或压强)(1标准大气压,760毫米***柱)的情况下(使在比较气体体积时有统一的标准)
Units
l·atm·mol1·K1
J·mol1·K1
m3 ·Pa·mol1·K1
cal·mol1·K1
l·torr·mol1·K1
Numerical Value





3、理想气体方程式应用
(1) 计算p,V,T,n中的任意物理量
(2) 确定气体的摩尔质量
M = Mr gmol-1
用于温度不太低,压力不太高的真实气体。
pV = nRT
= m / V
(3) 确定气体的密度
例 2-2 27℃和 101 kPa下, dm3 某气体质量为 g,求它的相对分子质量。
解:由理想气体的状态方程
pV = nRT
得 n = pV/RT 即 m/M = pV/RT
2 - 1 - 2 实际气体状态方程
1、实际气体与理想气体的偏差
,分子大的极性强的分子偏差大;
,压力越低,偏差越小。
实际气体分子之间存在着相互作用
实验证明,两个氩原子核之间距d <4Å时,f排斥起主要作用;d = 4 ~ 7Å时,f引力起主要作用,d >7Å时,氩原子之间的作用忽略。对于复杂分子的作用,缺少准确的数据,但类似的规律性为:近程排斥;中程吸引;远程为零。
当排斥力起主要作用时,PV >> nRT ,因为在排斥力的作用下,即使增大一定的压力,由于排斥力的抵抗,气体的体积也不会变小,所以V实际偏大,产生正偏差,故 PV >> nRT ; 当吸引力起主要作用时,PV < nRT,这是由于分子之间存在的吸引力,使分子对外界的压力变小。所以p实际偏小,产生负偏差。故 PV< nRT 。
— van der Waals equation
p = p实+ p内
p :理想气体的压强 p实:实际气体的压强
p内:理想气体的压强与实际气体的压强的差
令比例系数为a, 则有
(1)实际气体的压强 P实
van der Waals--- Dutch scientist,荣获1910年 Noble physical prize