《无机化学教案》(张祖德)第一章 气体、液体和溶液的性质.doc

第一章 气体、液体和溶液的性质 Chapter 1　The Behaviors of Gas、Liquid and Solution §1-1　气体的性质 The Properties of Gases 本节的重点是三个定律1．道尔顿分压定律Dalton’s law of partial pressures） 2．阿码加分体积定律Amagat’s law of partial volumes） 3．格拉罕姆气体扩散定律Graham’s law of diffusion） 一、理想气体(Ideal Gases)――讨论气体性质时非常有用的概念 1．什么样的气体称为理想气体气体分子间的作用力很微弱，一般可以忽略气体分子本身所占的体积远小于气体的体积即气体分子之间作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的气体称为理想气体2．理想气体是一个抽象的概念，它实际上不存在，但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。 3．实际气体在什么情况下看作理想气体呢？只有在温度高和压力无限低时，实际气体才接近于理想气体。因为在此条件下，分子间距离大大增加，平均来看作用力趋向于零，分子所占的体积也可以忽略。 The Ideal Gas Law） 1．由来Boyle’s law（1627-1691）British physicist and chemist － The pressure-volume relationship n、T 不变 V ∝ 1/ p or pV = constant (2) Charles’s law（1746-1823）French scientist 1787年发现The temperature-volume relationship n、p 不变 V ∝ T or V/T = constant (3) Avogadro’s law（1778-1823）Italian physicist Avogadro’s hypothesis :Equal volumes of gases at the same temperature and pressure contain equal numbers of molecular. Avogadro’s law The volume of a gas maintained at constant temperature and pressure is directly proportional to the number of moles of the gas. T、p 不变 V ∝ n 2．理想气体方程式The ideal-gas equation） 由上三式得：V ∝ nT / p，即pV ∝ nT，引入比例常数R，得：pV = nRT 3．R：Gas constant Units l·atm·mol(1·K(1 J·mol(1·K(1 m3 ·Pa·mol(1·K(1 cal·mol(1·K(1 l·torr·mol(1·K(1 Numerical Value 0.08206 8.314 8.314 1.987 62.36 在标准状况下：　　　　　 4．理想气体方程式应用Application of the ideal-gas equation） 　　 可求摩尔质量 已知V，T， m 求 (2) 已知T，ρ 求 M 实际气体（eal gas）与理想气体的偏差(Deviations of deal behavior) (1) 实例：1mol几种气体 pV / RT ～曲线 从两个图中，可以得知： 分子小的非极性分子偏差小，分子大的极性强的分子偏差大温度越高，压力越低，偏差小实际气体分子之间存在着相互作用。　　　 实验证明，两个原子核之间距?时，起主要作用～?时，起主要作用，?时，氩原子之间的作用忽略。对于复杂分子的作用缺少准确的数据，但类似的规律性为：近程排斥；中程吸引；远程为零。当排斥力起主要作用时，PV nRT ，因为在排斥力的作用下即使增大一定的压力由于排斥力的抵抗气体的体积也不会变小所以V实际偏大产生偏差，故 PV nRT ； 当吸引力起主要作用时PV ＜ nRT，这是由于分子之间存在的吸引力，使分子对外界的压力变小。所以实际偏小，产生负偏差故 PV nRT 。6．对理想气体定律的修正— van der Waals equation（1837-1923） Dutch scientist荣获1910年 Noble physical prize 形式 (2) 讨论：上式与相比： an为mol数b为每mol分子本身占有的体积 ∴ 就成了气体