第2章化学基础知识PPT课件下载(共105页)

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第2章化学基础知识气体123液体和溶液固体主要内容2－1气体2－1－1理想气体的状态方程用来描述气体状态的物理量压强p帕斯卡Pa（N∙m－2）温度T开尔文K体积V立方米m3物质的量n摩尔mol（1）忽略分子本身体积，将分子看成有质量的几何点。理想气体模型的两个假设（2）忽略分子间作用力。且分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，是完全弹性碰撞——无动能损失。高温低压下的实际气体接近于理想气体。在高温和低压下，实际气体分子间的距离相当大，气体分子自身的体积远远小于气体占有的体积，此时分子间作用力极弱。玻意耳定律当n和T一定时，气体的V与p成反比。1Vp　　盖∙吕萨克定律　　当n和p一定时，气体的V与T成正比。VTV∝n　　当p和T一定时，气体的V和n成正比。　阿伏伽德罗定律　V∝　nTp综合以上三个经验公式，得实验测得，其比例系数是R，则V=　　　nRT　　p即pV=nRT此式称为理想气体状态方程式。1VpVTV∝nnTpVR=得由pV=nRT若压强p的单位为Pa体积V的单位为m3温度T的单位为K物质的量n的单位为mol则R=8.314J∙mol－1∙K－1若压强用Pa体积用dm3温度用K物质的量用mol为单位，则R=Pa∙dm3∙mol－1∙K－18.314103nTpVR=解：依据题意可知V1=V2，n1=n2　则当温度达到900K以上时，烧瓶会炸裂。例2―1一玻璃烧瓶可以耐压3.04105Pa，在温度为300K和压强为1.013105Pa时，使其充满气体。问在什么温度时，烧瓶将炸裂。此时p1p2T1T2=即T2=p2p1T13.04105Pa300K1.013105Pa==900K例2―227℃和101kPa下，1.0dm3某气体质量为0.65g。求它的相对分子质量。由pV=nRT解：设气体的摩尔质量为M，气体的质量为m，则该种气体的物质的量为n=mM则M=mRTpV得RTpVn=即=RTpVMm由M=mRTpVM=0.65g8.314J∙mol–1∙K–1300K101103Pa110–3m3=16g∙mol–1所以该气体的相对分子质量为16。2－1－2实际气体的状态方程（1）实际气体分子间的引力不容忽视；（2）实际气体分子自身的体积不容忽视。实际气体的压力p实是碰撞器壁的分子受到内层分子的引力，不能自由碰撞器壁的结果。所以有p实>x质，则bB=nBmA质量摩尔浓度：摩尔分数x质=n质n质+n剂≈n溶质n溶剂x质=n质n质+n剂　　对于水溶液，当溶剂为1kg时，即即对于稀溶液，溶质的摩尔分数与其质量摩尔浓度成正比。n质在数值上与质量摩尔浓度b质相等　　n剂==55.6mol，1000g18g∙mol-1n质n剂b质55.6x质≈=令k=，则x质≈kb155.6′′将纯溶剂置于密闭容器中，它将挥发，液面上方的空间被溶剂分子逐渐占据，上方空间里溶剂分子数逐渐增加，蒸气密度增大，压强也增大。2－2－2饱和蒸气压1纯溶剂的饱和蒸气压随着上方空间里溶剂分子个数的增加，分子凝聚回到液相的机会增加。当凝聚速度和蒸发速度相等时，上方空间的蒸气密度不再改变，体系达到动态平衡。　同一液体，温度越高，蒸气压越大。　饱和蒸汽压属于物质的性质。　　液体的蒸气压与气相的体积及液相的量无关。此时，蒸气的压强也不再改变。这个压强称为该温度下溶剂的饱和蒸气压，用p*表示。溶剂的表面溶液的表面难挥发溶质的分子溶剂分子2溶液的饱和蒸气压溶液表面单位时间内蒸发的溶剂分子的数目小于纯溶剂蒸发的分子数目。当溶液中有难挥发的溶质时，则有部分溶液表面被溶质分子占据。当凝聚的分子数目与蒸发的分子数目相等时，实现平衡，蒸气的密度及压强不会改变。这种平衡状态下的饱和蒸气压p小于纯溶剂的p*。在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂的摩尔分数的乘积。p＝p*∙x剂———拉乌尔定律（F.M.Raoult）溶液的饱和蒸气压与纯溶剂的饱和蒸气压之间的数量关系与物质的本性无关。只与溶质的数量有关。在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂的摩尔分数的乘积。这类性质称为依数性。1蒸气压降低故p＝p*x质由p＝p*x剂可得p＝p*（1－x质）2－2－3稀溶液的依数性可得　p*－p＝p*x质在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的饱和蒸气压下降值Δp与溶质的摩尔分数成正比。p＝p*x质对于稀溶液，溶质的摩尔分数与其质量摩尔浓度成正比。x质≈kb′故p=kb在一定的温度下，难挥发非电解质稀溶液的饱和蒸气压的降低值与稀溶液的质量摩尔浓度成正比。所以p=p*kb′令k=p*k′p＝p*x质x质≈kb′2沸点升高和凝固点降低沸腾当液体饱和蒸气压力等于外界的压力时，表面和内部同时气化的现象。沸点液体沸腾过程中的温度。凝固点液体凝固成固体（严格说是晶体）的温度。熔解固体液体凝固凝固点时，液体和固体的饱和蒸气压相等。若p固>p液，则平衡右移，固体熔解;p固373K），溶液的饱和蒸气压才达到1.013105Pa，溶液才沸腾。1.013105611T2AA\'水BB\'水溶液A\'B\'冰p/PaT/KAA\'B′B273373T1结论稀溶液沸点比纯溶剂升高。1.013105611T2AA\'水BB\'水溶液A\'B\'冰p/PaT/KAA\'B′B273373T11.013105611T2AA\'水BB\'水溶液A\'B\'冰p/PaT/KAA\'B′B273373T1冰线和水线的交点A处，冰和水的饱和蒸气压相等。此点T=273K，称为水的凝固点，亦称为冰点，此时p≈611Pa。′A\'ABB′T22733731.013105611AA\'水BB\'水溶液A\'B\'冰p/PaT/KT1在273K时，溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压，即p冰>p溶，溶液此时尚未达到凝固点。结论稀溶液凝固点比纯溶剂低。只有降温到T2（<273K）时，溶液才达到凝固点。A\'ABB′T22733731.013105611AA\'水BB\'水溶液A\'B\'冰p/PaT/KT1溶液的饱和蒸气压的降低，导致溶液沸点升高、凝固点降低。即Tb=Tb－Tb*用Tb表示沸点升高值，溶液沸点升高值、凝固点降低值与溶液的饱和蒸气压降低值成正比。故Tb=kp′其中kb为沸点升高常数，与溶剂的种类有关，单位是K∙kg∙mol-1。得到沸点升高公式Tb=kb∙b和p=k∙b由Tb=kp′令kb=kk′得Tb=kk·b′b为稀溶液的质量摩尔浓度。Tf表示凝固点降低值，即Tf=Tf*－Tf与沸点升高公式相类似，有凝固点降低公式Tf=kf∙b其中kf为溶剂凝固点降低常数，与溶剂的种类有关，单位是K∙kg∙mol-1。b为稀溶液的质量摩尔浓度。3渗透压水半透膜糖水半透膜的特点：只允许溶剂H2O分子透过，而不允许溶质蔗糖分子透过。水糖水放置发生渗透现象，即溶剂透过半透膜，进入溶液的现象。渗透现象产生的原因：两侧静压相等时，半透膜两侧透过的水分子数不等，单位时间里，进入蔗糖溶液的水分子比从蔗糖溶液进入水中的水分子多些。渗透现象发生以后：（1）水柱的高度降低，静压减小，使右行水分子数目减少;（2）蔗糖溶液柱升高，静压增大，使左行水分子数目增加。水糖水（3）蔗糖溶液变稀，半透膜右侧的水分子的比例增加，亦使左行水分子数目增加。当过程进行到一定程度时，右行和左行的水分子数目相等。水柱不再降低，同时蔗糖溶液柱亦不再升高，达到平衡。水糖水水糖水∏达到平衡时，液柱高度差造成的静压称为溶液的渗透压。用表示。渗透压公式=cRT具有渗透压，是稀溶液的依数性质。渗透压kPac溶质物质的量浓度mol∙dm-3T热力学温度K或V=nRT则R=8.314kPa∙dm-3∙mol-1∙K-1依数性计算公式的使用范围：对于浓溶液或电解质溶液，这些现象同样存在，但不再符合依数性的定量规律。难挥发非电解质稀溶液。4稀溶液依数性的应用例2―9在26.6gCHCl3中溶解0.402g难挥发性非电解质溶质，所得溶液的沸点升高了0.432K。已知CHCl3的沸点升高常数为3.63K·kg·mol-1，求该溶质的平均相对分子质量Mr。解：由ΔTb=kbbTbkbb=3.63K∙kg∙mol-10.432K==0.119mol∙kg-1故溶质的摩尔质量：1000gCHCl3中溶解的溶质的质量：0.402g1000g26.6gm==15.1g15.1g0.119molM=≈127g∙mol-1所以该溶质的平均相对分子质量Mr为127。例2―10为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的冰点下降到253K，则在每1000g水中应加入甘油多少克？解：Tf=273K―253K=20KTfkfb=20K1.8K∙kg∙mol-1==10.75mol∙kg-1甘油的摩尔质量为92g∙mol-1。所以，每1000g水中应加入甘油的质量为根据题意，1000g水中应加10.75mol甘油。92g∙mol-110.75mol=989g2－3固体晶体：微观结构有规律排列的固体物质。非晶体（无定形）：微观结构排列无规律。根据晶体中微粒之间相互作用的性质，可以将晶体分成4种基本类型：分子晶体、离子晶体、原子晶体和金属晶体。各种晶体的基本性质见下表。晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体代表物质NaCl金刚石，SiO2I2，干冰金属，合金粒子间作用力离子键共价键分子间力，氢键金属键熔沸点较高很高较低较高硬度较大而脆大而脆较小多数较大溶解性极性溶剂不溶于一般溶剂符合相似相容原理不溶于一般溶剂机械加工性不良不良不良良好的延展性和机械加工性能应用电解质，耐火材料半导体，硬质材料溶剂，绝缘材料机械制造导电、导热性热的不良导体，熔融和溶于水可导电电和热的不良导体电和热的不良导体电和热的良导体谢谢大家！