第二章物质的聚集状态基础.ppt

第2章 物质的聚集状态基础;主要内容;;对物质的基本认识;物质状态简介;5. 等离子体（plasma）——自然界或人工条件使气体电离的状态，其中正负电量相等（正电荷和电子） ，宇宙中有极大量存在（恒星等，物质的99%以上），有特殊电、磁等性质，多用途（如原子发射光谱用到氩等离子体对试样气化和激发，荧光灯、霓虹灯、等离子电视） 。;6. 超临界流体（气液之间）——温度和压力都高于临界点（见后），气液界面消失，兼具两者特征而又不同，是“稠密的气态”。用途广泛，如萃取等。 7. 超高密度态——超高压（如108~19 atm）下形成超固态乃至中子态。如中子星（大量质子结合电子转为中子）可达1014g.cm-3。;2.1 气体2.1.1 气体的特点;2.1.2 理想气体状态方程; = 0.0821 atm·L·mol -1·K-1 = 62.4 mmHg ·L·mol -1·K-1 注意：数据中经常用kJ，运算中一定要用J。 T：热力学温度（开尔文， K ） T = 273.15 + t （t为摄氏温度℃） 注意：不能直接用摄氏温度，千万！千万！ 做题时要注意单位的正确，单位如果错误，意味着计算往往也是错误的。例如，如果已知t是某个时间，求另一时间，结果不可能是t 0.7，2t + t 1.5等等。;理想气体——在任何温度、压力下都符合该气体方程的气体。 理想气体的特点： 1. 分子体积相对容器体积很小，认为是不占体积的质点； 2. 分子间无引力； 3. 分子间及与器壁碰撞无动能损失。 4. 理想气体不存在，但低压气体近似。;2.1.3 混合理想气体的分压定律和分体积定律;分体积（Partial volume）——温度T和总压P时某组分单独存在所占据的体积。;道尔顿分压定律——在一定温度、体积下 p = p1 + p2 + p3 + ??? + pn = Σpi 阿马格分体积定律——在一定温度、总压下 V = V1 + V2 + V3 + ??? + Vn = ΣVi P14 例2-4（蒸气压的定义相见后）;2.1.4 气体分子运动速率;2.1.5 实际气体（引力、体积）;2.1.6 气体的液化;2. 临界压力Pc——在临界温度下使气体液化的最低压力。;2.2 液体2.2.1 液体的（饱和）蒸气压;在相同温度下，若液体质点间的引力强，则液体质点难以逸出液面，蒸气压就低；反之，若液体质点间的引力弱，则蒸气压就高； 对同一液体，升高温度，则液体中动能大的质点数目增多，逸出液面的趋势增大，因而蒸气压提高；反之，降低温度，蒸气压降低。;水的相图——表达了水、冰、水蒸气三种状态（即所谓三种“相”）的关系以及它们在不同温度、压力下的转化（整个体系中只能有H2O）。;水的相图与蒸气压的关系——图中OA是气-液两相平衡线，即在此压力、温度下两态平衡共存。这与蒸气压的定义一致，因此OA又叫水的蒸气压曲线。 类似的，OB是气-固两相平衡线，即冰的升华曲线。;2.2.2 液体的沸点;2.2.3 液体的表面功和表面张力;表面张力——扩大单位面积需要的表面功单位是J.m-2，也就是N.m-1，因此可理解为单位长度上使表面收缩（减小）的力，事实上这种收缩力和收缩效果也是非常直观的。;作业题 1. 在25℃时，将初始压力相同的5.0L氮气和15L氧气压缩到一个10.0L的真空容器中，测得混合气体的总压为150kPa，试求：（1）两种气体的初始压力；（2）混合气体中氮和氧的分压；（3）将温度上升到210℃后容器的总压。 ;2. 在1000℃和97kPa下测得硫蒸气的密度为0.5977g.L-1，求硫蒸气的摩尔质量和化学式。 3. 在25℃，1.47MPa下把氨气通入容积为1.00L刚性壁密闭容器中，在350℃下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为5MPa，求氨的解离度、各组分的摩尔分数和分压。 ;2.3 溶液和溶胶— —2.3.1 分散系统;2.3.2 溶液及其浓度的表达;溶质与溶剂——液态溶液是化学研究重点。一般液态溶液中被溶解的气体、固体或较少量的液体被称为溶质（电解质或非电解质），较多的液体被称为溶剂，一般溶剂可分为水和非水。;溶解是特殊的物理化学过程——溶液的形成伴随有能量（硫酸或氢氧化钠溶于水大量放热，硝酸铵则吸热）、体积（酒精溶于水，总体积减小，醋酸溶于水则相反）、颜色（白色无水硫酸铜溶于水成蓝色溶液）的变化，暗示溶解不仅是机械混合的物理过程，还有化学变化（如水合）。但常常用蒸馏、结晶等物理方法又可以从溶液中分离出溶质，体现了这种物理化学过程的特殊性。具有（结构和极性）相似相溶的特点（有