無機化學(xué)第2章-化學(xué)基礎(chǔ)知識課件

1、第 2 章化學(xué)基礎(chǔ)知識2 1 氣體2 1 1 理想氣體的狀態(tài)方程 理想氣體： 分子本身不占體積，分子間沒有作用力的氣體。 低壓高溫下的氣體接近于理想氣體。2 1 氣體2 1 1 理想氣體的狀態(tài)方程 理想氣體： 分子本身不占體積，分子間沒有作用力的氣體。 低壓高溫下的氣體接近于理想氣體。 Boyle 定律 V 1 p當(dāng) n 和 T 一定時，氣體的 V 與 p 成反比 。 V T CharlesGayLussac 定律 當(dāng) n 和 p 一定時，氣體的 V 與 T 成正比。 V nAvogadro 定律 當(dāng) p 和 T 一定時，氣體的 V 和 n 成正比。 實驗測得，其比例系數(shù)是 R， 則 pV n

2、 RT V nRTpV nT p 綜合以上三個經(jīng)驗公式，得或理想氣體狀態(tài)方程式R 8.3145 Pa m3 mol-1 K-1 8.3145 J mol-1 K-1 R: 摩爾氣體常數(shù)1 mol 理想氣體氣體，0，1 atm 時的體積 22.4 L。 pV n RT 物質(zhì)的量(n) mol溫度 T (temperature) T (t + 273.15) K壓力 p (pressure) 1 atm 760 mmHg 101325 Pa 101 kPa 0.1 MPa體積 V (volume)1 m3 103 L 103 dm3 106 cm3解：依據(jù)題意可知 V1 V2 ， n1 n2此時

3、解得 T2 900 K當(dāng)溫度達(dá)到 900 K 以上時，燒瓶會炸裂。例2-1 一玻璃燒瓶可以耐壓 3.08 105 Pa ，在溫度為300 K 和壓強為 1.03 105 Pa 時，使其充滿氣體。問在什么溫度時，燒瓶將炸裂。 例 22 27 和 101 kPa下， 1.0 dm3 某氣體質(zhì)量為 0.65 g，求它的相對分子質(zhì)量。解：由理想氣體的狀態(tài)方程 pV nRT 得 n pV/RT 即 m/M pV/RT2 1 1 實際氣體狀態(tài)方程 理想氣體是在對于實際氣體進(jìn)行假定的基礎(chǔ)上抽象出的模型，實際氣體的實驗數(shù)據(jù)偏離理想氣體的狀態(tài)方程，因此，必須對理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行修正，才能夠適用于實際氣體。 考

4、慮到實際氣體分子之間的相互作用，實際氣體分子碰撞器壁時所產(chǎn)生的壓力小于理想氣體所產(chǎn)生的壓力。因此 p p實 + p內(nèi) p ：理想氣體的壓強p實：實際氣體的壓強p內(nèi)：理想氣體的壓強 p 與實際氣體的壓強 p實 的差 p內(nèi) 和內(nèi)部分子的密度成正比，也和碰撞器壁的外層分子的密度成正比，即設(shè)其比例系數(shù)為 a，則上式可寫成則 p內(nèi) n V( )2 p內(nèi) a n V( )2 p p實 + a ( )2Vn V V實 nb 實際氣體分子自身的體積不能忽略，實際氣體的體積大于理想氣體，氣體分子自身體積與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)，所以，理想氣體方程可以寫為 p 實 + a(n/V)2V實 nb nRT 范德華方程 a

5、、b 稱為氣體的范德華常數(shù) a 和 b 的值越大，實際氣體偏離理想氣體的程度越大。 2 1 3 混合氣體的分壓定律 混合氣體 ：由兩種或兩種以上的，相互之間不發(fā)生反應(yīng)的氣體混合在一起組成的體系。組分氣體：混合氣體中的每一種氣體 混合氣體的物質(zhì)的量為 n 各組分氣體的物質(zhì)的量 ni則 對于雙組分體系，T，V 一定時pA+ pBnAnBnA + nBpApB pB nBRT/V pA nART/Vp總 pA + pB1 道爾頓理想氣體分壓定律 對于多組分體系 pi niRT/V總 在溫度和體積恒定時，混和氣體的總壓力等于各組分氣體分壓力之和，某組分氣體的分壓力等于該氣體單獨占有總體積時所表現(xiàn)的壓力

6、。p pi niRT/V nRT/V n-混合氣體總的物質(zhì)的量 pi /p ni/n or pi ni p/n xi p2 分體積定律(1880E.H. Amage) p， T 一定時nBp，VBp，VA + VBnA + nB pVA nART pVB nBRTV總 VA + VB 在恒溫恒壓下，某組分的分體積等于該組分產(chǎn)生與混合氣體相同的壓力時所占據(jù)的體積。p，VAnA例 23某溫度下，將 2 105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 105 Pa 的 N2 1 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中，求 混合氣體的各組分的分壓及總壓 .解：O2 p1 2 105 Pa V1 3 dm3

7、 p2 ? V2 6 dm3 O2 的分壓p(O2) p1V1/V2 (2 105 3/6) Pa 1 105 Pa同理 N2 的分壓 混合氣體的總壓力p(N2) (31051/6)Pa 0.5 105 Pap (總) p ( O2 ) + p ( N2 ) ( 1105 + 0.5105 )Pa 1.5 105 Pa 例 24 制取氫氣時，在 22 和 100.0 kPa 下， 用排水集氣法收集到氣體 1.26 dm3，在此溫度下水的蒸氣壓為 2.7 kPa，求所得氫氣的質(zhì)量。解：由此法收集到的是氫氣和水蒸氣的混合氣體， 則其中水蒸氣的分壓 p(H2O) 2.7 kPa 那么 p(H2) 1

8、00 kPa 2.7 kPa 97.3 kPa由 pi V總 ni RT 故所得氫氣的質(zhì)量為 2 g mol 1 0.05 mol 0.1 g ni piV總/(RT) 97.3 103 1.26 103/(8.314 295) mol 0.05 mol2 1 4 氣體擴散定律 氣體擴散定律 ：同溫同壓下氣態(tài)物質(zhì)的擴散速度與 其密度的平方根成反比(Graham， 1831 )。 ui：擴散速度 i：表示密度由理想氣體狀態(tài)方程推得 Mr m RT V p 同溫同壓下，氣體的擴散速度與其相對分子質(zhì)量的平方根成反比。 Mr RT p2 1 5 氣體分子的速率分布和能量分布1 氣體分子的速率分布 u

9、: 代表分子的運動速率。 單位速率間隔內(nèi)分子的數(shù)目。Nu： 速率大的分子少；速率小的分子也少；速率居中的分子較多 。 氣體分子的速率分布 up ：最可幾速率 氣體分子中具有 up 這種速率的分子數(shù)目最多，在分子總數(shù)中占有的比例最大 。不同溫度下的氣體分子運動速率的分布曲線 T2 T1 溫度升高時，氣體分子的運動速率普遍增大，具有較高速率的分子的分?jǐn)?shù)提高，分布曲線右移。 氣體分子的能量分布 2 氣體分子的能量分布 2 2 液體和溶液2 2 1 溶液濃度的表示方法 特點：較方便，實驗室最常用； 由于體積受溫度的影響，使用時要指明溫度。 cB nB V SI 單位：mol m3 溶質(zhì) B 的物質(zhì)的量

10、除以混合物的體積，即 1 m3 溶液中所含的溶質(zhì)的物質(zhì)的量，用 cB 表示。1 物質(zhì)的量濃度2 質(zhì)量摩爾濃度 溶質(zhì) B 的物質(zhì)的量除以溶劑 A 的質(zhì)量，用符號 m 表示，SI 單位是 mol/kg。特點：與溫度無關(guān)，可用于沸點及凝固點的計算。mB nBmA3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì) B 的質(zhì)量與混合物質(zhì)量之比。 wB：SI 單位為 1 wB mB m總4 摩爾分?jǐn)?shù) 溶質(zhì)和溶劑都用 mol 表示，溶質(zhì)的物質(zhì)的量占全部溶液的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)，用 xB 表示。 對于多組分體系： xB nB n總5 質(zhì)量摩爾濃度與摩爾分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系 稀溶液中，x溶劑 x溶質(zhì)， 則 xB n溶質(zhì) n溶質(zhì) n溶質(zhì) + n溶劑 n溶劑

11、對于水溶液 ，當(dāng) n溶劑 1000 g/(18 g / mol) 55.6 mol 時，n溶質(zhì) m溶質(zhì)即 x溶質(zhì) n溶質(zhì)/n溶劑 m溶質(zhì)/55.6令 k 1/55.6， 則 xm km稀溶液中，溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。 2 2 2 飽和蒸汽壓 1 純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎?在一定的溫度下，液體與蒸氣達(dá)到平衡時，水蒸氣壓力最大，稱飽和蒸氣壓，用 p 表示. H2O (l) H2O(g)蒸發(fā)凝聚A 同一液體，溫度越高，蒸氣壓越大。B 與物質(zhì)的本性有關(guān)：同一溫度下，易揮發(fā)液體蒸 氣壓大。C 液體的蒸氣壓與氣相的體積及液相的量無關(guān)。CI2N00135.jpg2 溶液的飽和蒸氣壓 溶液的蒸氣壓低

12、于純?nèi)軇┍芤簤毫τ嫳?在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。 p pA*xA拉烏爾定律(F. M. Raoult)2 2 3 非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性 溶液的性質(zhì)與哪些因素有關(guān)？導(dǎo)電性、酸堿性、氧化還原性蒸氣壓、凝固點、沸點、滲透壓 與物質(zhì)的本性有關(guān) 與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)水、溶液和冰的蒸氣壓溫度圖AA 水線 ， BB 溶液線 ， AB 冰線CI2N00143.jpg 在一定的溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降值 p 與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。 適用范圍: 非電解質(zhì)，難揮發(fā)，稀溶液。1 蒸氣壓下降 p pA*xB p pA* xA p pA*(

13、1xB)2 沸點升高 當(dāng)液體蒸氣壓力等于外界的壓力時，液體沸騰，此時的溫度稱為該液體的沸點。 當(dāng)外壓為 101.3 k Pa 時，液體的沸點為正常沸點。(1) 液體的沸點(2) 影響沸點高低的因素與物質(zhì)的本性有關(guān)，在一定的外壓下，易揮發(fā)的液體沸點低；對于同一物質(zhì)，沸點與外壓有關(guān)，外壓越大，沸點越高；外壓一定時，純凈物具有固定的沸點。(3) 溶液的沸點升高 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的沸點升高值與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比。 Kb: 溶劑沸點升高常數(shù)，只與溶劑有關(guān)，與溶質(zhì)無關(guān), 單位是 Kkgmol-1。 Tb kb m 3 溶液的凝固點 (Freezing point)一定外壓下，物質(zhì)的固相與

14、其液相達(dá)成平衡時的溫度。(1) 液體的凝固點 H2O (l) H2O(g)蒸發(fā)凝聚正常凝固點: 101 kPa下純液體和其固相平衡時的溫度。 難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液冰點降低的數(shù)值，與其蒸氣壓降低的數(shù)值成正比。 (2)溶液的凝固點下降： kf : 摩爾凝固點降低常數(shù)，是與溶劑有關(guān)，與溶質(zhì)無關(guān)的常數(shù)，單位 Kkgmol-1。 Tf kfm Tf kfm kfnB/mA kf mB/(MBmA)利用此式可以測定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。3 滲透壓 滲透現(xiàn)象和滲透壓 CSI4N01019.swf a 滲透現(xiàn)象 b 滲透壓 c 滲透壓的定量計算 cBRT：kPa cB : molL-1 R 8.314 kPaLm

15、ol-1K-1 小 大 稀溶液 濃溶液理 解 滲透方向等滲溶液 滲透能力相同的溶液反滲透作用 溶劑 溶液 依數(shù)性使用范圍: 對于難揮發(fā)非電解質(zhì)濃溶液或電解質(zhì)溶液，這些現(xiàn)象同樣存在，不再符合依數(shù)性的定量規(guī)律。 難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液4 稀溶液依數(shù)性的應(yīng)用a. 測定分子摩爾質(zhì)量 低分子量- 沸點升高，凝固點降低 高分子量-滲透壓b. “反滲透技術(shù)”應(yīng)用例 2-5 在 26.6 g CHCl3 中溶解 0.402 g 難揮發(fā)性非電解質(zhì)溶質(zhì)，所得溶液的沸點升高了0.432 K，CHCl3 的沸點升高常數(shù)為 3.63 Kkg mol-1，求該溶質(zhì)的平均分子質(zhì)量Mr。解：由 Tb kB m，解得因為所以例

16、26 為防止汽車水箱在寒冬季節(jié)凍裂，需使水的冰點下降到 253 K，則在每 1000 g 水中應(yīng)加入甘油多少克？解： Tf ( 273-253) K 20 Km Tf/kf 20 K/1.8 Kkgmol-1 10.75 molkg-1根據(jù)題意，1000 g 水中應(yīng)加 10.75 mol甘油，甘油的摩爾質(zhì)量為 92 g/mol。所以加入甘油的質(zhì)量為 92 g/mol 10.75 mol 989 g 2 3 固體晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體代表物質(zhì)NaCl金剛石，SiO2I2,干冰，大多數(shù)有機物金屬，合金粒子間作用力離子鍵共價鍵分子間力，氫鍵金屬鍵熔沸點較高很高較低較高揮發(fā)性低無高低

17、硬度較大而脆大而脆較小多數(shù)較大導(dǎo)電、導(dǎo)熱性熱的不良導(dǎo)體，熔融和溶于水可導(dǎo)電非導(dǎo)電(熱)體非導(dǎo)電(熱)體，不絕對，有些有機物可以導(dǎo)電(合成金屬)良導(dǎo)電(熱)體溶解性極性溶劑不溶于一般溶劑符合相似相容原理不溶于一般溶劑機械加工性不良不良不良良好的延展性和機械加工性能應(yīng)用電解質(zhì)，耐火材料半導(dǎo)體，硬質(zhì)材料溶劑，絕緣材料機械制造CI2N00016.jpg點擊圖片返回表格CI2N00023.jpg點擊圖片返回表格CI2N00013.jpg點擊圖片查看極性分子CI2N00014.jpg點擊圖片返回表格CI2N00015.jpg點擊圖片返回表格賣油翁下課了，回顧學(xué)習(xí)一個小故事吧！學(xué)習(xí)目標(biāo)1、復(fù)述故事，深入理解

18、文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學(xué)會利用文中關(guān)鍵詞句分析人物形象。3、體會文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時間、地點、人物、事件的起因、經(jīng)過和結(jié)果要復(fù)述清楚?？磮D復(fù)述課文內(nèi)容自學(xué)指導(dǎo)(一)1、作者運用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進(jìn)行分析。并說說你是如何看待這兩個人物的。2、從這個故事中你懂得了什么道理？自學(xué)指導(dǎo)(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔(dān)而立 但微頷之取 置 覆 酌 瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對比道理:熟能生巧,即使有什么長處也不必驕傲自滿。忿然 笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學(xué)習(xí)，說說熟能生巧的事例。 2、你認(rèn)為一個人應(yīng)該如何看待自己的長處？又如何看待他人的