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

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(wú)相互作用 2 理想氣體分子本身不占有體積 可視為質(zhì)點(diǎn) 1 理想氣體模型的兩個(gè)假設(shè) 實(shí)際氣體若溫度不太低 室溫左右 壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)下 一定量氣體的體積與絕對(duì)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)測(cè)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(duì)應(yīng)不同的單位 R有不同的數(shù)值 若壓強(qiáng)單位為kPa 體積單位為L(zhǎng) 則R 1 分壓定律 道爾頓 1766 1844 出生于英國(guó)的一個(gè)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(kāi)始業(yè)余研究氣象學(xué) 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)的觀察和測(cè)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(jì)了一套原子符號(hào) 5 1 2分壓定律和分容定律 道爾頓設(shè)計(jì)的原子符號(hào) 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(dú)占有總體積時(shí)的壓強(qiáng) 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(duì)任一組分i 有 pi p ni n xi xi為組分i的摩爾分?jǐn)?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(dú)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(duì)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(jì)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(yùn)動(dòng)論的基本要點(diǎn) 5 1 3氣體分子運(yùn)動(dòng)論 1 氣體由不停地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)論 2 氣體分子間相互作用力很小 可以忽略 分子可視為獨(dú)立運(yùn)動(dòng) 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(qiáng) 4 氣體分子的平均平動(dòng)能與氣體的熱力學(xué)溫度成正比 同溫同壓下 氣體的擴(kuò)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(yùn)動(dòng)論 2 氣體擴(kuò)散定律 氣體擴(kuò)散模擬實(shí)驗(yàn) 濃氨水 濃鹽酸 5 1 4實(shí)際氣體 1 實(shí)際氣體與理想氣體的偏差 CO2的p V圖 動(dòng)畫1 動(dòng)畫5 動(dòng)畫4 動(dòng)畫3 動(dòng)畫2 CO2的壓縮動(dòng)畫1 CO2的壓縮動(dòng)畫2 CO2的壓縮動(dòng)畫3 CO2的壓縮動(dòng)畫4 CO2的壓縮動(dòng)畫5 5 1 4實(shí)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(shí)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(shí) 1molCO2氣體在1 20dm3的容器中 實(shí)驗(yàn)測(cè)定其壓強(qiáng)為1 97MPa 試分別用理想氣體狀態(tài)方程和范德華方程計(jì)算CO2的壓強(qiáng) 解 1 用理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算 5 1 4實(shí)際氣體 2 用范德華方程計(jì)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(wú)關(guān) 液體蒸發(fā)模擬實(shí)驗(yàn) 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(wú)關(guān) 5 2 2溶液的濃度 1 質(zhì)量分?jǐn)?shù) wB 溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量與全部溶液的質(zhì)量之比 無(wú)量綱 2 物質(zhì)的量分?jǐn)?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(wú)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(shí)驗(yàn) 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(shí)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(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降 稀溶液的沸點(diǎn)上升 稀溶液的凝固點(diǎn)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(shí)驗(yàn) 5 2 3稀溶液的依數(shù)性 例 20 時(shí)將1 00g某蛋白質(zhì)樣品溶于100g水 測(cè)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(jiǎng)的范特霍夫 授予化學(xué)的諾貝爾獎(jiǎng)?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(guò)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(diǎn) tt 56 6 pt 5170kPa 臨界點(diǎn) 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(fù)離子和電子 及中性粒子 分子 原子 2 特征 正電荷總數(shù) 負(fù)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(xì)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