高中化學(xué)競賽 第五章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件.ppt

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第五章物質(zhì)的聚集狀態(tài) 5 2液體和溶液 5 1氣體 5 3純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖 5 4等離子體 一 理想氣體 5 1氣體 1 理想氣體分子間無相互作用 2 理想氣體分子本身不占有體積 可視為質(zhì)點 1 理想氣體模型的兩個假設(shè) 實際氣體若溫度不太低 室溫左右 壓強不太大 1atm左右 可近似為理想氣體 5 1 1理想氣體 2 理想氣體狀態(tài)方程 1 波義耳定律 在恒定的溫度下 一定量氣體的體積與所受壓強成反比 若T恒定 則 5 1 1理想氣體 2 理想氣體狀態(tài)方程 2 查理定律 在恒定的壓強下 一定量氣體的體積與絕對溫度成正比 若p恒定 則 3 阿伏加德羅定律 在恒定的溫度和壓強下 如果氣體的分子數(shù)相同 則氣體的體積也相同 若T p恒定 則 5 1 1理想氣體 2 理想氣體狀態(tài)方程 pV nRT 方程變形 可求一定狀態(tài)下給定氣體的密度 5 1 1理想氣體 3 摩爾氣體常數(shù)R 當(dāng)壓力的單位為Pa 體積的單位為m3 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 101325Pa 273 15K 實驗測得1mol氣體的體積為22 414 10 3m3 據(jù)此 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求出R 5 1 1理想氣體 3 摩爾氣體常數(shù)R 對應(yīng)不同的單位 R有不同的數(shù)值 若壓強單位為kPa 體積單位為L 則R 1 分壓定律 道爾頓 1766 1844 出生于英國的一個手工業(yè)家庭 他本人的職業(yè)一直是鄉(xiāng)村小學(xué)教師 從21歲開始業(yè)余研究氣象學(xué) 通過大量實驗的觀察和測定 分別于1801年提出了混合氣體分壓定律 1803年的原子論 并自行設(shè)計了一套原子符號 5 1 2分壓定律和分容定律 道爾頓設(shè)計的原子符號 1 分壓定律 混合氣體中各組分氣體的分壓等于同溫度下該氣體單獨占有總體積時的壓強 5 1 2分壓定律和分容定律 2 混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和 pA pC pB 對任一組分i 有 pi p ni n xi xi為組分i的摩爾分數(shù) 2 分容定律 分體積定律 混合氣體中各組分氣體的分體積等于同溫同壓下該氣體單獨占有的體積 5 1 2分壓定律和分容定律 2 混合氣體的總體積等于各組分氣體的分體積之和 VA VC VB 對任一組分i 有 Vi V ni n xi pi p 例 加熱KClO3制備O2 生成的O2用排水法收集 在25 100kPa下 得到的氣體體積為250mL 計算 1 O2的物質(zhì)的量 2 干燥O2的體積 5 1 2分壓定律和分容定律 解 1 O2的物質(zhì)的量 2 干燥O2的體積 氣體分子運動論的基本要點 5 1 3氣體分子運動論 1 氣體由不停地作無規(guī)則運動的分子組成 分子本身占有的體積與氣體總體積相比可以忽略 1 氣體分子運動論 2 氣體分子間相互作用力很小 可以忽略 分子可視為獨立運動 3 氣體分子間彼此碰撞是完全彈性的 只有碰撞器壁才產(chǎn)生壓強 4 氣體分子的平均平動能與氣體的熱力學(xué)溫度成正比 同溫同壓下 氣體的擴散速率與該氣體的密度 或分子量 的平方根成反比 5 1 3氣體分子運動論 2 氣體擴散定律 氣體擴散模擬實驗 濃氨水 濃鹽酸 5 1 4實際氣體 1 實際氣體與理想氣體的偏差 CO2的p V圖 動畫1 動畫5 動畫4 動畫3 動畫2 CO2的壓縮動畫1 CO2的壓縮動畫2 CO2的壓縮動畫3 CO2的壓縮動畫4 CO2的壓縮動畫5 5 1 4實際氣體 2 理想氣體狀態(tài)方程的修正 1 壓縮因子 定義壓縮因子Z 壓縮因子 p MPa 5 1 4實際氣體 2 理想氣體狀態(tài)方程的修正 2 范德華方程 當(dāng)n 1mol 與理想氣體狀態(tài)方程比較 例 40 時 1molCO2氣體在1 20dm3的容器中 實驗測定其壓強為1 97MPa 試分別用理想氣體狀態(tài)方程和范德華方程計算CO2的壓強 解 1 用理想氣體狀態(tài)方程計算 5 1 4實際氣體 2 用范德華方程計算 查表 得CO2的a b參數(shù)分別為 5 2液體和溶液 一 液體的蒸發(fā)和蒸氣壓 液體的飽和蒸氣壓與液體的量無關(guān) 液體蒸發(fā)模擬實驗 5 2液體和溶液 幾種液體的飽和蒸氣壓曲線 t p kPa 液體的飽和蒸氣壓僅與溫度和液體的種類有關(guān) 而與液體的量無關(guān) 5 2 2溶液的濃度 1 質(zhì)量分數(shù) wB 溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量與全部溶液的質(zhì)量之比 無量綱 2 物質(zhì)的量分數(shù) xB 溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)與全部溶液的摩爾數(shù)之比 無量綱 3 物質(zhì)的量濃度 cB 單位體積 通常為1升 溶液中含有溶質(zhì)的摩爾數(shù) 單位 mol L 1 4 質(zhì)量摩爾濃度 mB 每1000克溶劑中含有溶質(zhì)的摩爾數(shù) 單位 mol kg 1 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 一 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 1 蒸氣壓下降 稀溶液蒸氣壓下降實驗 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 例 將17 1克蔗糖 C12H22O11 溶于100克水中 求20 時所得溶液的蒸氣壓 解 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 一 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 2 稀溶液的沸點上升和凝固點下降 稀溶液的沸點上升 稀溶液的凝固點下降 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 一 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 3 稀溶液的滲透壓 或者 利用滲透壓數(shù)據(jù)可求物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 滲透壓演示實驗 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 例 20 時將1 00g某蛋白質(zhì)樣品溶于100g水 測得滲透壓為1 62kPa 試求蛋白質(zhì)的摩爾質(zhì)量 反滲透與海水淡化 海水淡化工廠 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 二 電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 獲首屆諾貝爾化學(xué)獎的范特霍夫 授予化學(xué)的諾貝爾獎?wù)路疵鎴D案 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 二 電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 阿侖尼烏斯 1887年瑞典化學(xué)家阿侖尼烏斯提出了電離理論 解釋了電解質(zhì)溶液的 反常 依數(shù)性 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 二 電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 5 3純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖 冷卻曲線示意圖 1圖 2圖 AB為氣體降溫 BC為氣體冷凝 CD為液體降溫 DE為液體凝固 EF為固體降溫 過冷液體 5 3純物質(zhì)系統(tǒng)的相平衡和相圖 CO2相圖 H2O相圖 三相點 tt 56 6 pt 5170kPa 臨界點 tc 31 01 pc 7383kPa tt 0 01 pt 0 610kPa tc 373 93 pc 22100kPa 5 4等離子體 1 組成 是一種導(dǎo)電流體 其中含有大量帶電粒子 包括正 負離子和電子 及中性粒子 分子 原子 2 特征 正電荷總數(shù) 負電荷總數(shù) 整體呈電中性 3 產(chǎn)生方法 等離子體與普通氣體有何區(qū)別 1 氣體放電法 2 射線輻射法 3 光電離法 4 等離子體的應(yīng)用 等離子體具有很高的化學(xué)活性 在化學(xué)合成 表面處理 薄膜制備 精細化學(xué)品加工等領(lǐng)域取得重要的應(yīng)用成果 5 4等離子體