混合气体的分压定律课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1，2，3。,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1. 2,混合气体的分压定律,1. 2. 1,基本概念,由两种或两种以上的气体混合在,一起，组成的体系，称为混合气体。,1. 2 混合气体的分压定律 1,1,显然，空气是混合气体，其中,的,O,2,，,N,2,，,CO,2,等，均为空气这,种混合气体的组分气体。,组成混合气体的每种气体，都,称为该混合气体的组分气体。,显然，空气是混合气体，其中 组,2,第,i,种组分气体的物质的量,用,n,i,表示，混合气体的物质的量,用,n,表示,显然有,n =,n,i,i,第 i 种组分气体的物质的量显然有,3,第,i,种组分气体的摩尔分数,用,x,i,表示，则,例如，由,3 mol H,2,和 1,mol,N,2,组成的混合气体，则其中,x,i,=,n,i,n,第 i 种组分气体的摩尔分数,4,x,= =,H,2,n,n,H,2,3,4,x,= =,N,2,n,n,N,2,1,4,显然有,x,i,=,1,i,x = =H2nnH23,5,1.,总体积和分压,当,第,i,种,组分气体单独存在，,且占有总体积,V,总,时，其具有的压,力,，称为该组分气体的分压,。,混合气体的体积称为总体积，,用,V,总,表示。,1. 总体积和分压 当第,6,应有如下关系式,p,V,=,n,R T,第,i,种,组分气体的分压，,用,p,i,表示,i i,总,应有如下关系式 第 i,7,2.,总压和分体积,当第,i,种组分气体单独存在，且,具有总压时，其所占有的体积，称为,该组分气体的分体积。,混合气体所具有的压力，称为总,压，用,p,总,表示。,2. 总压和分体积 当第,8,应有下面关系式,p,V,= n R T,i i,总,第,i,种,组分气体的分,体积,，,用,V,i,表示,应有下面关系式 i,9,第,i,种组分气体的分体积,V,i,，与混合气体的总体积,V,总,之比,称为该组分气体的体积分数。,V,i,V,总,第 i 种组分气体的分体积 Vi,10,1. 2. 2,分压定律,分压与总压的关系,我们通过实验来研究分压与总,压的关系,2 dm,3,2,10,5,Pa,O,2,N,2,+,O,2,+,2 dm,3,N,2,2 dm,3,2,10,5,Pa,p,总,1. 2. 2 分压定律 分压与总压的关系,11,将,N,2,和,O,2,按上图所示混合。,2 dm,3,2,10,5,Pa,O,2,N,2,+ O,2,+,2 dm,3,N,2,2 dm,3,2,10,5,Pa,p,总,测得混合气体的,p,总,为,4,10,5,Pa,。,将 N2 和 O2 按上图所示混合。,12,2 dm,3,2,10,5,Pa,O,2,N,2,+ O,2,+,2 dm,3,N,2,2 dm,3,2,10,5,Pa,4,10,5,Pa,按分压的定义,p,O,= 2,10,5,Pa,p,N,= 2,10,5,Pa,2 dm3 O2N2+ O2+2 dm3N2,13,可见,p,总,=,p,N,+,p,O,测得混合气体的,p,总,为,4,10,5,Pa,。,p,O,= 2,10,5,Pa,p,N,= 2,10,5,Pa,，,可见 p总 =,14,1 dm,3,2 dm,3,4 dm,3,8,10,5,Pa 2,10,5,Pa,p,总,+,再考察一个实验,N,2,O,2,N,2,+,O,2,测得混合气体的总压为,3,10,5,Pa,1 dm3 2 dm3,15,1 dm,3,2 dm,3,4 dm,3,8,10,5,Pa 2,10,5,Pa,p,总,N,2,O,2,N,2,+,O,2,+,p,N,= 2,10,5,Pa,p,O,= 1,10,5,Pa,由分压的定义，得,1 dm3 2 dm3,16,亦有,p,总,=,p,N,+,p,O,混合气体的总压为,3,10,5,Pa,p,N,= 2,10,5,Pa,p,O,= 1,10,5,Pa,亦有 p总 = pN,17,道尔顿（,Dalton,）,进行了大量,实验，提出了混合气体的分压定律,混合气体的总压等于各组分,气体的分压之和,此即道尔顿分压定律的数学表达式,p,总,=,p,i,i,道尔顿（Dalton） 进行了大量,18,理想气体混合时，由于分子间无,相互作用，故碰撞器壁产生的压力，,与独立存在时是相同的。亦即在混合,气体中，组分气体是各自独立的。,这是分压定律的实质。,理想气体混合时，由于分子间无,19,p,总,V,总,=,n R T,p,i,V,总,=,n,i,R T,p,总,V,i,= n,i,R T,（,1,）,（,2,） （,3,）,1. 2. 3,分压与组成之间的关系,我们已有下面关系式,p总V总 = n R T（1） 1. 2.,20,p,i,V,总,=,n,i,R T,p,总,V,总,=,n R T,（,2,）,（,1,）,n,i,n,p,i,p,总,=,得,（,2,）,（,1,）,pi V总 = ni R T（2）ninpip总=,21,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。,故,p,i,= p,总,x,i,=,x,i,n,i,n,p,i,p,总,=,即组分气体的分压等于总压,22,V,i,V,总,n,i,n,=,p,总,V,i,= n,i,R T,p,总,V,总,=,n R T,（,3,）,（,1,）,又 得,（,3,）,（,1,）,ViV总nin= p总 Vi = ni R T（3,23,故,p,i,= p,总,V,i,V,总,=,x,i,n,i,n,V,i,V,总,=,又有,p,i,= p,总,x,i,故 pi = p总Vi,24,即组分气体的分压，等于总压,与该组分气体的体积分数之积。,p,i,= p,总,V,i,V,总,即组分气体的分压，等于总压 pi =,25,例,1. 1,某温度下，将,2,10,5,Pa,的,O,2,3 dm,3,和,3,10,5,Pa,的,N,2,6 dm,3,充入,6 dm,3,的真空容器中。,求各组分气体的分压及,混合气体的总压。,例 1. 1 某温度下，将,26,O,2,V,1,= 3 dm,3,，,p,1,= 2,10,5,Pa,，,V,2,= 6 dm,3,，,p,O,=,p,2,解,：,根据分压的定义求组分气体的分压，,= 1,10,5,（,Pa,）,V,2,p,1,V,1,p,O,= =,2,10,5,3,6,同理,= 3,10,5,（,Pa,）,p,N,=,3,10,5,6,6,O2 V1 = 3 dm3 ，,27,由道尔顿分压定律,p,总,=,p,i,i,p,总,=,p,O,+,p,N,= 1, 10,5,+ 3 10,5,= 4 10,5,（,Pa,）,由道尔顿分压定律 p总 = pii,28,例,1. 2,常压（,1,.0, 10,5,Pa,）,下,，将,4.4 g CO,2,，,11.2 g N,2,和,16.0 g O,2,相混合。,求各组分,气体,的分压。,例 1. 2 常压（1.0 105,29,解,：,混合气体的总压和组成已,知，可用总压和组成求分压。,N,2,n = =,0.40,（,mol,）,28,11.2,CO,2,n = =,0.10,（,mol,）,44,4.4,O,2,n = =,0.50,（,mol,）,32,16.0,n =,n,i,=,1.0,（,mol,）,i,解： 混合气体的总压和组成已N2 n,30,CO,2,x = = =,0.10,n,n,CO,2,1.0,0.10,N,2,x = = =,0.40,n,n,N,2,1.0,0.40,O,2,x = = =,0.50,n,n,O,2,1.0,0.50,CO2 x = =,31,CO,2,p = p,总,x,CO,2,= 0.10,10,5,（,Pa,）,= 1.0,10,5, 0.10,CO2 p = p总 xCO2= 0.10,32,N,2,p = p,总,x,N,2,= 0.40,10,5,（,Pa,）,= 1.0,10,5, 0.40,N2 p = p总 xN2= 0.40 ,33,O,2,p = p,总,x,O,2,= 0.50,10,5,（,Pa,）,= 1.0,10,5, 0.50,O2 p = p总 xO2= 0.50 ,34,1. 3,气体扩散定律,格拉罕姆,（,Graham,）,指出，,这就是格拉罕姆气体扩散定律。,同温同压下气体的扩散速度,与其,密度,的平方根成反比。,1. 3 气体扩散定律 格,35,气体扩散定律,的数学表达式为,1,或,=,A,A,B,B,气体扩散定律的数学表达式为,36,=,A,A,B,B,变成,=,A,M,A,B,M,B,由于气体的密度,与其摩尔质,量,M,成正比,p,RT,由式,=,M,=A AB B变成,37,即气体的扩散速度,与其摩尔,质量,M,的平方根成反比。,=,A,M,A,B,M,B,即气体的扩散速度 与其摩尔 =A,38,例,1. 3,使,NH,3,和,HCl,两种,气体分别从一根长,100 cm,的玻璃,管的两端自由扩散。,求发生反应,NH,3,+ HCl NH,4,Cl,在玻璃管中产生白烟的位置。,例 1. 3 使 NH3 和 H,39,解：设,t,时间后发生反应，玻璃,管中产生白烟的位置距,NH,3,端,x,cm,，,则距,HCl,端（,100,x,）,cm,。,NH,3,HCl,NH,4,Cl,x,100,x,解：设 t 时间后发生反应，玻璃NH3,40,由公式,=,A,M,A,B,M,B,得,=,100,x,t,x,t,36.5,17,NH,3,HCl,NH,4,Cl,x,100,x,由公式 =A MAB,解得,x,= 59.5,由,=,100,x,t,x,t,36.5,17,NH,3,HCl,NH,4,Cl,x,100,x,解得 x = 59.5 由,42,即生成,NH,4,Cl,产生白烟的,位置距,NH,3,端,59.5 cm,。,NH,3,HCl,NH,4,Cl,x,100,x,x,= 59.5,即生成 NH4Cl 产生白烟的NH3HC,43,混合气体的分压定律课件,44,