内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第2章化学基础知识.ppt

第 2 章
化学基础知识
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2－1 气体
2－1－1 理想气体的状态方程
理想气体
分子体积与气体体积相比可以忽略不计
分子之间没有相互吸引力
分子之间及与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失
★ 理想气体是一种人为的气体模型，实际并不存在。
建立这种模型是为了将问题简化，形成一个标准。
尽管理想气体是一种人为的模型，但它具有十分明
确的实际背景。
★ 研究结果表明，在高温、低压条件下，许多实际气
体很接近于理想气体。
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Boyle 定律：
当 n 和 T 一定时，气体的V 与 p 成反比
V ∝1/p （1）
Charles－Gay∙Lussac定律：
n 和 p 一定时，V 与 T 成正比
V ∝T （2）
Avogadro定律：p 与 T 一定时，V 和 n 成正比
V ∝n （3）
综合三个经验定律的表达式合并得 V ∝ nT/p
实验测得，其比例系数是 R， 则
V ＝ nRT/p
或 pV ＝n R T 这就是理想气体的状态方程式
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pV ＝ n R T
R: 摩尔气体常数
1 mol 理想气体气体，0℃，1atm 时的体积为 L

R ＝ Pa ∙ m3 ∙ mol-1 ∙ K-1
　　　　 ＝ J ∙ mol-1 ∙ K-1
温度 T (temperature) 　T ＝ (t + ) K
压力 p (pressure) 1 atm ＝ 760 mmHg ＝ 101325 Pa
≈ 101 kPa ≈ MPa
体积 V (volume)　1 m3 ＝ 103 L＝ 103 dm3 ＝ 106 cm3
物质的量(n) mol
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解：依据题意可知 V1 ＝ V2 ， n1 ＝ n2
此时
解得 T2 ＝ 900 K，即当温度达到 900 K 以上时，烧瓶会炸裂。
例 2-1 一玻璃烧瓶可以耐压 × 105 Pa ，在温度为300 K 和压强为 × 105 Pa 时，使其充满气体。问在什么温度时，烧瓶将炸裂。
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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
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2－1－2 实际气体状态方程
理想气体是在对于实际气体进行假定的基础上抽象出的模型，实际气体的实验数据偏离理想气体的状态方程，因此，必须对理想气体状态方程进行修正，才能够适用于实际气体。
考虑到实际气体分子之间的相互作用，实际气体分子碰撞器壁时所产生的压力小于理想气体所产生的压力。
　 因此 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 p 与实际气体的压强 p实 的差
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p内 和内部分子的密度成正比，也和碰撞器壁的外层分子的密度成正比，即
设其比例系数为 a，则上式可写成
p内
n
p内 ＝ a
n
V
( )2
则 p ＝ p实 +
a ( )2
V
n
∞
V
( )2
—
—
—
实际气体分子自身体积不能忽略，实际气体的体积大于理想气体，气体分子自身体积与气体的物质的量有关，
设每摩尔气体分子的体积为b dm3/mol，对于n mol 实际气体则有：V ＝ V实 － nb 所以，理想气体