[理学]第二章 化学基础知识.ppt

第2章 化学基础知识 安阳师范学院化学化工学院 实际气体分子之间存在着相互作用 实验证明，两个氩原子核之间距d ＜4?时，f排斥起主要作用；d = 4 ～ 7?时，f引力起主要作用，d ＞7?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，产生正偏差，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p实际偏小，产生负偏差。故 PV＜ nRT 。 2．对理想气体定律的修正— van der Waals equation 补充 3、分压与组成之间的关系 P总V总 = nRT --------------(1) PiV总 = niRT----------------(2) P总Vi = niRT--------------(3)　由(2)/(1) 得: 即： 组分气体的分压等于总压与该组分气体的摩尔分数之积. 由(3)/(1)得： 4、实验证明 实验验证 公式应用 准备知识 作业 P24 8、9、12 考察匀加速运动的 vt — t图: 质点在 t1- t2 时间内的路程为: 　S = 1/2(v2 +v1) (t2 - t1) 图象直线下覆盖的梯形面积也正是S 重新认识一下这一事实, 纵坐标 vt 可以认为是:　　 高等数学上将其表示为:　　 目前, 我们将其简写为: 结论: 作图（对分母作图） 则曲线下的面积表示纵坐标分子 S 数值. 2 － 1 － 5 气体分子的速率分布和能量分布 1、 准备知识 2、气体分子的速率分布 u : 代表分子的运动速率。曲线下覆盖的面积为分子的数目，阴影部分的面积为速率在u1 和 u2 之间的气体分子的数目。 单位速率间隔内分子的数目。 ΔN Δu ： 速率大的分子少；速率小的分子也少；速率居中的分子较多 。 处于同一体系的为数众多的气体分子, 相互碰撞, 运动速率不一样, 且不断改变. 但其速率分布却有一定规律。麦克斯韦(Maxwell)研究了计算气体分子速率分布的公式, 讨论了分子运动速率的分布. 结果表明分子分布规律是速率极大和极小的分子都较少, 而速率居中的分子较多。 但这种图将因气体的多少而不同, 因为 N 值不同。 曲线最高限所对应的速率用up表示。在 up 附近的小区间里, 分子数目最多, 即具有 up 速率的分子数目最多, 分数最大. 这里的up 称为最概然速率。最概然速率 up 小于平均速率 ū 。 气体分子的速率分布 若将纵坐标为 其中N 是分子总数，则曲线下所覆盖的面积 将是某速率区间内分子数占分子总数的分数。 即覆盖的面积表示速率在 u1— u2 的分子占分子总数的分数。曲线下覆盖的总面积为单位 1. 只要温度相同, 不论气体的量是多少, 曲线一致. 温度增高, 分子的运动速率普遍增大, 最概然速率也增大, 但具有最概然速率的分子分数少了。两条曲线下覆盖的面积是是相等的, 均为单位1。 　　不同温度下的气体分子运动速率的分布曲线 T2 T1 3、气体分子的能量分布 气体分子的能量分布 此式中: Eo 是某个特定的能量数值; Ni/N表示能量大于 Eo 的分子占所有分子的分数; fEo即是这个分数。从式子中可以看出, Eo 越大时, f Eo 越小. 气体分子的能量分布受其速率分布影响. 有着类似的分布, 开始时较陡, 后趋于平缓。 * Chapter 2　Primary knowledge of chemistry 2 － 1 气体 2 － 1 － 1 理想气体的状态方程 分子的体积和分子间作用力都可以忽略的气体称为理想气体。低压高温下的实际气体接近于理想气体。 (2) 理想气体基本假设 (1) 描述气体状态的物理量 摩 尔 mol 物质的量 n 开尔文 K 温 度 T 立方米 m3 体 积 V 帕斯卡 Pa (N·m-2) 压 强 P 单 位 物理量 1、理想气体 (Ideal Gases) (3)气体压力的产生 气体的压力是指气体分子对器壁的作用力。它是分子对器壁碰撞的结果。 2、理想气体定律（The Ideal Gas Law） 此式即为理想气体状态方程, 其中: 综合上三式: 以R做比例数，则有: