1、1第第2章章 物质的状态物质的状态2.1 气体气体2.2 固体（自学）固体（自学）2.3 液体与溶液液体与溶液2 了解了解物质的气、液、固三态的基本特性、物质的气、液、固三态的基本特性、胶体溶液的性质胶体溶液的性质 理解理解非电解质溶液具有的依数性非电解质溶液具有的依数性 掌握掌握气体定律的内容，并能运用这些知识气体定律的内容，并能运用这些知识进行计算进行计算本章要求本章要求32.1 气体气体2.1.1 理想气体与理想气体状态方程理想气体与理想气体状态方程2.1.2 分压定律与分体积定律分压定律与分体积定律2.1.3 格拉罕姆气体扩散定律格拉罕姆气体扩散定律42.理想气体理想气体 2.1.1
2、理想气体与理想气体状态方程理想气体与理想气体状态方程气体分子本身没有体积，分气体分子本身没有体积，分子之间也没有相互作用力的气体称子之间也没有相互作用力的气体称为理想气体。为理想气体。2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态1.气体的特性气体的特性 无限膨胀性、无限掺混性无限膨胀性、无限掺混性(扩散性、可压缩性扩散性、可压缩性)主要表现在主要表现在：气体没有固定的形状和体积；不同的气体能以任气体没有固定的形状和体积；不同的气体能以任意比例相互均匀的混合；气体是最容易被压缩的一种意比例相互均匀的混合；气体是最容易被压缩的一种聚集状态。聚集状态。高温、低压高温、低压下的实际气体的性质
3、非常接近于理想气体下的实际气体的性质非常接近于理想气体5其中，p：气体的压力，Pa V：气体的体积，m3 n：气体的物质的量，molT：热力学温度，K R：摩尔气体常数3.理想气体理想气体定律定律nRTpV 2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态6p=101.325 kPaT=273.15 KVm=22.41410-3 m3R的数值的数值标准状况（S.T.P）：2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态7nTpVR K 273.15mol 1m 1022.414kPa 101.32533=8.314 Pam3mol-1 K-1=8.314 N mmol-1K-1=8
4、.314 Jmol-1K-1=8.314 kPaLmol-1K-12.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态8例：一学生在实验室中于例：一学生在实验室中于73.3 kPa和和25条条件下收集件下收集250 mL气体，分析天平上称得净质量气体，分析天平上称得净质量为为0.118 g，求该气体的相对分子质量。，求该气体的相对分子质量。PVmRTM L 0.250kPa 73.3K 298 KmolLkPa 8.314g 0.118-1-1解：nRTpV 1molg 162.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态91.分压定律分压定律当几种不同的气体在同一容器中混合时，如果它
5、们之间不发生反应，按照理想气体模型，它们将互不干扰，每一种气体组分都能均匀地充满整个容器，那么每一组每一组分气体产生的压力叫分压。分气体产生的压力叫分压。2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态2.1.2 分压定律与分体积定律分压定律与分体积定律混合气体的总压力等于混合气体中各组分气体混合气体的总压力等于混合气体中各组分气体的分压力之和的分压力之和；而某组分气体的分压是指该组分在同某组分气体的分压是指该组分在同一温度下单独占有与混合气体相同体积所产生的压力一温度下单独占有与混合气体相同体积所产生的压力。10表示式表示式.21pppBBpp或nRTpV（1）理想气体状态方程式不仅适
6、用于单一不仅适用于单一组分气体组分气体理想气体状态方程式也适用于混合气也适用于混合气体中各组分气体体中各组分气体RTnVpBB（2）2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态11（4）pxpnnpBBB理想气体状态方程式还适用于气体混合物nRTRTnVppVBBBB（3）混合气体中某组分气体的分压等于总压混合气体中某组分气体的分压等于总压乘以该组分的乘以该组分的物质的量分数物质的量分数（摩尔分数）（摩尔分数）。nnppBB由式（2）和式（3）得2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态12例：在例：在 25下将下将0.100 mol O2和和0 0.350 mol H2
7、装入装入 3.00 L容器中，通电后氧气和氢气反容器中，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。的总压和各组分的分压。2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态13反应前L 00.3K 298molKLkPa 3148mol 100011.VRTnp22OOL 3.00K 298KmolLkPa 8.314mol 0.350H112p解：kPa 289kPa 82.6 kPa 372kPa 289kPa 82.6总p2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态14反应时L 3.00K 298K
8、molLkPa 8.314mol 0.150H112p反应后22H2O OH22（查表）kPa 3.17OH2pkPa 127.17kPa 3.17kPa 124pkPa 1242.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态15根据分体积的定义和理想气体状态方程式，组分B的分体积为VB。2.分体积定律分体积定律(Law of Partial Volume)表示式表示式BB21V V VVV或RTnpVBB(1)nRTpV(2)(3)nnVVBB由式（1）和式（2）得2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态理想气体混合物中某组分气体在与混合气体同温同压时单独存在的体积-分体
9、积分体积16因该组分气体体积占总体积的分数。该组分气体体积占总体积的分数。(4)BBBBVVnnppnnppBBnnVVBB,故体积分数体积分数 (Volume Fraction)2.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态172.1 气气 体体第第2 2章章 物质的状态物质的状态2.1.3 格拉罕姆气体扩散定律格拉罕姆气体扩散定律ababbaMMuuu ua、u ub分别分别为两种不同气体的扩散速率为两种不同气体的扩散速率 a、b分别分别为两种不同气体的密度为两种不同气体的密度Ma、Mb分别为两种不同气体的摩尔质量分别为两种不同气体的摩尔质量（理想气体，恒温恒压）（理想气体，恒温恒
10、压）181.在一定温度下，某容器中充有质量相同的在一定温度下，某容器中充有质量相同的 下列气体，其中分压最小的气体是：下列气体，其中分压最小的气体是：A）N2(g)B）CO2(g)C）O2(g)D）He(g)2.在某温度下，某容器中充有在某温度下，某容器中充有 2.0 mol O2(g)，3.0 mol N2(g)和和 1.0 mol Ar(g)。如果混合。如果混合气体的总压为气体的总压为 a kPa，则，则O2(g)的分压为：的分压为：A）kPa B）kPa C）a kPa D）kPa a3a6a2193.在在1000时、时、98.7 kPa压力下压力下硫硫蒸气的密度蒸气的密度为为0.597
11、7 gL-1，则硫的分子式为，则硫的分子式为A）S8 B）S6 C）S4 D）S2 4.27，101.0 kPa 的的 O2(g)恰好和恰好和 4.0 L，127，50.5 kPa 的的 NO(g)反应生成反应生成 NO2(g)，则，则 O2(g)的体积为的体积为A）1.5L B）3.0L C）0.75L D）0.20L 205.将将C2H4充入温度为充入温度为T、压力为、压力为 p 的有弹性的的有弹性的密闭容器中，设容器原来的体积为密闭容器中，设容器原来的体积为 V，然，然后使后使 C2H4 恰好与足量的恰好与足量的 O2 混合，并按混合，并按 C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)完全反应，再让容器恢复到原来的温度和完全反应，再让容器恢复到原来的温度和压力，则容器的体积为压力，则容器的体积为A）V B）V C）4V D）2V43
