无机化学考研辅导笔记.doc

第一章 气体气体分子间吸引力非常小，分子间距离与其分子本身相比大的多，而且气体分子都处于快速的、独立的、无规律的运动之中。基本特征： 1、 扩散性 不管容器的形状、大小如何，即使极少量的气体也能均匀地充满这个容器，这是由于气体分子快速的、独立的、无规律的运动的结果。2、 可压缩性 盛有气体的容器在外压作用下，体积变小时，气体可被压缩，这是由于气体分子间距被增大或减小的结果。3、 渗混性 不论几种气体都可以依照任何比例混合成均匀的混溶体，这也是气体分子运动的结果。1.1理想气体状态方程式人们在研究气体过程中，为避免实际气体的复杂性，采用“近似处理法”，提出了两点假设：1、由于气体分子间距很大，容器的容积远远超过分子本身的体积，气体分子本身的体积可以忽略不计，因此可以把气体分子看作一个几何点，只有位置而无体积。2、由于气体分子间距很大，分子间互相作用力可以忽略不计，即气体分子间没有相互吸引力。符合以上两点假设的气体称之为理想气体。1.1.1理想气体状态方程式：理想气体遵守的三个涉及体积的关系式：1、波义耳定律 一定量气体，在恒温下的体积与压力成反比。 即V 1/ P 2、查理定律 一定量气体，在恒压下体积与绝对温度成正比。即V T3、阿佛加德罗定律 同温、同压下，体积与气体的物质的量成正比。 即V n综合上述三定律，得到 V nT/P 引入比例系数R, 得到理想气体状态方程式： pV = nRT讨论：1、R是摩尔气体常数或气体通用常数，物理意义是STP(100kPa,273.15K ),1摩尔理想气体的体积和压力的乘积与温度的比值，即 R = PVm/T2、T是以开尔文温标表示的绝对温度，单位符号为K，T = 273.15 + t3、n为气体物质的量，单位符号为mol4、p,V所取单位不同时，R的单位也不同p V n T RPa m3 mol K 8.314 Pa?m3?mol-1? K-1kPa dm3 mol K 8.314 kPa?dm3 ?mol-1? K-1(∵Pa=N/m3 J=N m) 8.314 J?mol-1? K-15、 n=m/MG ∴ PV=mRT/ MG m= MGPV/RT∵　P=mRT/VMG =dRT/ MG d= MGP/RT MG =dRT/P=mRT/PV 1.1.2 理想气体状态方程式的应用（略）1.2 气体混合物1.2.1 分压定律道尔顿分压定律：混合气体的总压力等于各组分气体分压之和。数学表达式为：p总 = p1 + p2 + p3 +……+ pi =Σpi讨论：1、组分气体的分压与其单独占有混合气体相同体积时所呈现的压力相等。pi = nRT/V总 p(O2)=1×8.314×240.5/2=1000(Pa)p(N2)=2×8.314×240.5/2=2000(Pa)2、 pi = nRT / V总 p总= nRT / Vi pi/p总= ni/n总= Xipi = Xi p总这是分压定律的另一种表达式，即：混合气体中各组分的分压等于该组分气体的摩尔分数与总压力之乘积。3、分体积：组分气体以混合气体相同温度，相同压力单独存在时所占的体积。前例中 V(O2)=2/3m3 V(N2)=4/3m3混合气体的总体积等于各组分气体在同样条件下的分体积之和。 V总 = V1+ V2+……+ Vi每一组分的分体积与混合气体总体积之比值叫做每一组分的体积分数。 Vi / V总= 体积分数前例中 V(O2) / V总 = (2/3)/2 = 1/3 V(N2)/ V总= (4/3)/2 = 2/3 V(O2)=n(O2)RT/p(O2) V(N2)=n(N2)RT/p(N2) V总=n总RT/p总 V(O2)/ V总= n(O2)/ n总=X(O2) V(N2)/ V总= n(N2)/ n总=X(N2)Vi/ V总= ni/ n总=XI 体积分数 = 摩尔分数 pi / p总 = Vi / V总 pi =（Vi / V总）/ p总 混合气体中各组分气体的分压等于该组分气体的体积分数与总压力之乘积，这是分压定律的又一种表达方式。4、组分气体占有与混合气体相同的总体积时，具有分压力；组分气体占用分体积时，具有与混合气体相同的总压力。piV总= p总Vi= niRT例、273K,将相同压力的N2 4L和O2 1L压缩到一个2L的真空容器中，混合气体的总压力2.53×105Pa，求N2 ,O2的分压和物质的量。解：X(N2)=4/5=0.8 X(O2)=1/5=0.2p(N2)=2.53×105×0.8=2.024×105(Pa) p(O2)=2.53×105×0.2=5.06×104(P