《无机化学》第3版 宋天佑 第1章化学基础知识.pptx

第 1 章 化学基础知识;1. 1 气体; 符合下面两条假定的气体， 即为理想气体：;且分子与分子之间、分子与器壁 之间的碰撞，是完全弹性碰撞， 即碰撞过程中无动能损失。 ; 在高温和低压下，实际气体分 子间的距离相当大。; 高温和低压下的实际气体很 接近理想气体。; 物理量 单 位 压力 p 帕斯卡 Pa （N?m－2）; Boyle 定律 n，T 一定时 V ?; Gay - Lussac 定律 n，p 一定时 V ? T; V ? T; 以 R 做比例系数，则有; 则 R = 8.314 J?mol－1?K－1; 看出 pV 乘积的物理学单位 为; 从物理学单位上看 pV 是一种功。; 若压力用 Pa 体积用 dm3 温度用 K 物质的量用 mol 为单位，则; 这个 R 用于处理压力与浓度 的关系时，十分方便。 ; 如用在下面的公式中; 由 pV = nRT; p; 说明气体的密度 ? 与其摩尔 质量 M 成正比。; 例 1－1 有一容积为30 dm3的高压 气瓶，可以耐压 2.5×104 kPa。;解：先求出气瓶可以盛装氧气的物质 的量 n。; n = ; 氧气的摩尔质量为 32 g?mol －1，故 氧气的质量; 例1－2 在 298 K，3.00×106 Pa 时，某气瓶内装有10 mol 氮气。现将此气瓶加热到 350 K，并在此温度下打开阀门放出氮气。;解：根据题意可知，放出氮气前后气瓶 的体积不变，即气体的 V1= V2。; V = ; = ;放出氮气的物质的量为 n（N2 ）= n1 – n2 =10 mol – 0.284 mol = 9.716 mol;放出氮气的质量为 m（N2 ） = nM = 9.716 mol ? 28 g?mol－1 = 272.0 g; 理想气体的体积，是指可以任凭 气体分子在其中运动，且可以无限压 缩的理想空间。; 实际气体的体积 V 不再是分子可以随意运动的理想空间。; 则物质的量为 n 的实际气体，其 分子的总体积为 nb ; 理想气体的压强 p，是忽略 分子间的吸引力，由分子自由碰 撞器壁产生的结果。; 实际气体的压力 p实 是碰撞器壁的分 子受到内层分子的引 力，不能自由碰撞器 壁的结果。;; 即理想气体的压强应该是 实际气体的压强与由于分子间 引力而减少的压强之和。; p = p实 + p内; 它和内部分子的浓度成正比，也 和碰撞壁的外层分子的浓度成正比。; 对于同一容器内的气体而言， 这两部分分子的浓度相同，则; p内 ?; 将（1）和（2） 两式，代 入理想气体状态方程式 pV = nRT ; 这个方程式是荷兰科学家 范德华 （Van der Waals） 提 出的，称为范德华方程。; 式中 a，b 称为气体的范德华 常数。; a ? m6?Pa?mol－2 b ? m3?mol－1 He 3.46 ? 10－3 2.38 ? 10－5 O2 1.38 ? 10－1 3.18 ? 10－5 ; 从上面的数据可以看出，a 和 b 的值够能反