1、第一章第一章 气体和溶液气体和溶液学习要求：学习要求：1.掌握理想气体状态方程式及其应用。2.掌握道尔顿分压定律。3.理解稀溶液的依数性及其应用。1.1 1.1 气体气体一一. 理想气体定律理想气体定律 理想气体，一种假想的气体。 1.理想气体状态方程 真实气体，特别是非极性分子或极性小的分子，在压力不太高，温度不太低的情况下，若能较好地服从理想气体状态方程，则可视为理想气体。理想气体状态方程的应用pVnRT11221211221212112.;. ,;. ,;. ,;2.,p Vp Va nTTb n Tp Vp VVVc n pTTnVd TpnVmmmRTRTe nMMVpVp一定时，一
2、定时，一定时，一定时， 2.道尔顿（Dalton）分压定律分压:在相同温度时，某组分气体单独占有混合气体总体积时的压力。道尔顿（Dalton）分压定律：只有理想气体的混合物才严格遵守此定律，在高温、低压下的真实气体近似服从。推论：123iippppppp总或iiiiRTRTppnnVVpnpn 例例 在 17 ，99.3kPa的大气压下，用排水法收集氮气150ml。求在标准状况下气体经干燥后的体积。 解解 17 时水的饱和蒸气压1.93kPa 21 122121 1 222 1()(99.3 1.93)97.4150273136101.3290p NkPapVp VTTpVTkPamlKVml
3、p TkPaK 例例 在25 下，将0.100mol 的 和0.350mol的装入3.00L的容器中，通电后氧气和氢气反应生成水，剩下过量的氢气。求反应前后气体的总压和各组分的分压。 解解 反应前2O2H1121120.1008.315298()82.63.000.3508.315298()2893.0082.6289372molkPa L KmolKp OkPaLmolkPa L KmolKp HkPaLpkPakPakPa 通电时0.100molO2只与0.200molH2反应生成0.200 molH2O，而剩余0.150molH2.液态水所占的体积与容器体积相比可忽略不记，但由此产生的饱
4、和水蒸气却必须考虑。因此反应后 11220.1508.315298()1243.00()3.17()1243.17127molkPa L KmolKp HkPaLp H OkPapkPakpakPa 查表知1.2 1.2 溶液溶液 一、基本概念一、基本概念 1蒸气压蒸气压 当液体蒸发速度等于凝聚速度时（平衡态）产生的压强。 不同温度时水的蒸气压 0 25 50 75 10 p/kPa 0.613 3.17 12.26 38.50 101.3250/tC 2.沸点沸点 通常在不指明分压时，液体的沸点是101.325kPa下的沸腾温度。按分散度区分分散系统按分散度区分分散系统 分散系统分散系统粒子
5、大小粒子大小/nm举例举例粗分散系统粗分散系统100100（多相系统）（多相系统）浊液浊液胶体分散系统胶体分散系统1100（多相系统）（多相系统）Fe(OH)3溶胶溶胶分子分散系统分子分散系统100100（单相系统）（单相系统）K2SO4水溶液水溶液二、溶液二、溶液 1相与态的区别相与态的区别 相相系统中物理性质和化学性质完全相同系统中物理性质和化学性质完全相同而与其它部分有明确界面分隔开来的任何均匀而与其它部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分。部分。 2. 溶液浓度溶液浓度（1 1）量度方法）量度方法 名称名称 定义定义 数学表达式数学表达式 单位单位 物质的量浓度物质的量浓度 moldm-
6、3质量分数质量分数 量纲为量纲为1 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 molkg-1 物质的量分数物质的量分数量纲为量纲为1 ()()n Bc BV()Bmw Bm( )( )n Bm Bm()()n Bx Bn（2）浓度之间的相互换算 ( )( )( )( )( )( )( )( )( )BBAmn Bw Bc BVM B VM Bn Bn Bn Bc BmmVm 3 非电解质稀溶液的依数性非电解质稀溶液的依数性 (难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液) 依数性：只与粒子数目有关，而与粒子的性质、依数性：只与粒子数目有关，而与粒子的性质、 大小大小无关的性质。如蒸气压、沸点、凝固点、渗透无关的性
7、质。如蒸气压、沸点、凝固点、渗透 压等。压等。 a.蒸气压及定性解释：蒸气压及定性解释：p/atmt/slg水的水的相图相图（1 1） 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降 b.b.定量计算定量计算在一定温度下，在一定温度下， 0( )ppAp 拉乌尔（拉乌尔（Raoult）定律）定律: 00( )( )( )( )1( )( )ppAx Ax Ax BppAx B 在一定温度下，溶剂为水时，稀溶液的蒸气压在一定温度下，溶剂为水时，稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔质量浓度下降与溶质的摩尔质量浓度m(B)成正比。成正比。0( )( )( )55.5p Apm BK m B （2） 沸点上升和凝固点下降
8、沸点上升和凝固点下降沸点：液体的蒸气压等于外界大气压时温度。沸点：液体的蒸气压等于外界大气压时温度。 00bbbfffTTTTTT难挥发、非电解质稀溶液的沸点升高和凝固点下降的难挥发、非电解质稀溶液的沸点升高和凝固点下降的定量关系，与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质的定量关系，与溶液的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。本性无关。( )( )bbffTKm BTKm B式中bK为溶剂的摩尔沸点升高常数；为溶剂的摩尔沸点升高常数； fK为溶剂的摩尔凝固点降低常数。为溶剂的摩尔凝固点降低常数。 例例 将将5.50g某纯净试样溶于某纯净试样溶于250g苯中，测得该溶液的苯中，测得该溶液的凝固点为凝
9、固点为 ,求该试样的相对分子质量（纯苯求该试样的相对分子质量（纯苯的凝固点为的凝固点为04.51 C05.53 C 解解 设该试样的摩尔质量为设该试样的摩尔质量为M31315.50 10( )0.2505.125.50 100.110(5.534.51)0.250fffkgMTKm BKkgK kg molkgMkg molKkg（3） 渗透压渗透压 渗透：溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。渗透：溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。 渗透压：是为了在半透膜两边维持渗透平衡而渗透压：是为了在半透膜两边维持渗透平衡而需要施加的压力，或为了阻止溶剂通过半透膜进入需要施加的压力，或为了阻止溶剂通过半透膜
10、进入溶液所施加于溶液液面上的最小额溶液所施加于溶液液面上的最小额 外压力。在生物外压力。在生物学上的意义。学上的意义。半半透透膜膜纯纯溶溶剂剂稀稀溶溶液液产生渗透压的条件：产生渗透压的条件： a、半透膜、半透膜 b、浓度差、浓度差反渗透：如果外加在液面上的压力超过渗透压，则会使反渗透：如果外加在液面上的压力超过渗透压，则会使溶液中的水向纯水的方向流动，使水的体积增加。溶液中的水向纯水的方向流动，使水的体积增加。用于海水淡化，工业废水、污水的处理，溶液浓缩等。用于海水淡化，工业废水、污水的处理，溶液浓缩等。Vant hoff渗透压公式：渗透压公式：( )VnRTcRTm B RT 或（）（） 依
11、数性的应用依数性的应用 a. 求溶质的摩尔质量 b b.制防冻剂和制冷剂。举例。 例将例将7.00g结晶草酸（结晶草酸（H2C2O42H2O）溶于）溶于93.0g水，水，所得溶液的密度所得溶液的密度1.025gcm-3,求该溶液的（求该溶液的（1）质量分数；）质量分数；（2）质量浓度；（）质量浓度；（3）物质的量浓度；（）物质的量浓度；（4）质量摩尔浓）质量摩尔浓度；（度；（5）物质的量分数。）物质的量分数。解解 已知已知=1.025gcm-3 ，查表得查表得M(H2C2O42H2O)=126.07gmol-1,M(H2C2O4)=90.04 gmol-1 则则 22490.047.005.0
12、0126.07H C Omgg22224224332244332245.00(1) ()0.05007.00 93.07.00 93.0(2) ()97.61.0255.00()0.051297.6H C OH C Omw H C OmmV H C OcmcmmH C Og cmg cmV溶液溶液2 2242242243322422431122422435.00(3) ()0.0555()90.04()0.0555()0.56997.6 10()0.0555(4) ()0.584(93.0 7.00 5.00) 10H C OH Omn HCOmolmolM HCOn HCOc HCOmol
13、dmmol dmVn HCOm HCOmol kgmol kgm2222224224224293.02.00(5) ()5.28()18.0()0.0555()1.04 10()()0.05555.28H Omn H OmolmolM H On H C Ox H C On H C On H O例将例将2.50g蔗糖（蔗糖（C12H22O11）溶解在）溶解在253.1g水中；将水中；将5.20g未知物溶解在未知物溶解在1000g水中，两溶液在同一温度开始结水中，两溶液在同一温度开始结冰，求未知物的摩尔质量。冰，求未知物的摩尔质量。解已知解已知M(C12H22O11)=342gmol-1，根据，根据1222211122211122211122211()1000()2.501000342 253.15.2010001000()() 1000C H OffffffffH OmTKm C H OKM C H OTKmT C H OKKMmM未知物有则（）未知物未知物1222111()()2.505.20()342342 253.1() 1000fffT C H OTKMgmolM 因为未知物 ，相等，所以，未知物未知物
