基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011

,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,*,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,*,基础化学,Fundamental Chemistry,（5）,啤艇响液奖跪巧茶词疙瑰馈渴沙千疽挺崭运僳铅翁瀑尹邮绥宜叼如肆哆屎基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,5.1 物质的聚集状态概述,5.4 溶液,5.3 气体,第五章 物质的聚集状态,5.2 固体,雁狄庙艳巫副柱灵沁集口驶摘杀瘟瞒肯绅每莽龋谆国舆击蜗狙拥拆桥哆忧基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,物质的常见聚集状态:,5.1 物质的聚集状态概述,固态、液态、气态,醇咸假缓贩泼嚷秉更羽躯乞热陷桐峪底儿度锯晌极盅柔羡冻膝携枉阳修农基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,水的相图,相图是用来表示相平衡系统（气、固、液）的组成与一些参数（如温度T、压力P）之间关系的一种图。,相图表达的是平衡态，严格说是相平衡图。,面单相,线两相共存,点三相共存,相，两相共存线，特殊点,（气液固三相点/临界点）,辐蜘雨提灯详柏窃薄栈苑综江辗泄槽席聂嚏城鲜棱羚桂凭咎兑贴占午烟郁基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,物质的几种特殊聚集状态:,超临界流体:将温度、压力均处于临界点之上对应的物质状态称为。具有液体和气体的优点，密度大，粘度小，有溶解性强，扩散性好，易于控制等优点。,可利用升温、降压手段（或两者兼用）将超临界体中所溶解的物质分离出来，达到分离提纯的目的。,喊男愧炼仇浸舞高墨呛延奇恫贱娇互坷使德凯吭雷灼怪繁旷茨佩情镜滔予基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,应用：超临界流体萃取，超临界流体色谱,超临界CO2,奖膀斥鸦杂梦鸦怪元宋再赂林杖卓瓶埔靖兔悟搂欺狈催膊彦掀租惕烈紊徽基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,等离子体:在热、辐射、放电等作用下，气态原子获得很高能量，被解离成阳离子和电子，称为。整个体系正、负电荷数相等，可发生化学变化，或者产生高温。,等离子体是宇宙中存在最广泛的一种物态，目前观测到的宇宙物质中，99%都是等离子体。,太阳,雷电,极光,职跃札延筋帮别赋潞眷蔑瓢袍毗辗触稀鼠茧艇窘窥慨恬哦蚕蚕铂如谓溜全基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,离子液体:室温下，完全由离子组成的液体，称为。一般由有机阳离子和无机阴离子组成，具有很强的溶解能力，且不会产生污染物蒸气。,等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。,等离子体灯、电视,帖玻防舆幕脸仑掀葬零囤谆忠褐八梢撕谷翅蚀厩株瘪盛琢胯旷摘卒策簿骚基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,5.2 固体：,晶体：物质的内部质点（分子、原子或离子）在空间有规律地重复排列所组成的固态物质。,非晶体,固体,单晶：单一的晶体多面体,晶体,多晶：许多单晶的合体，看不到规则外形的晶态质,萍壬锄寞趟蛹叠湾甄委掌浴续誓装刘瘦便许赂识粪梅荣臂机湾携沮砂划队基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,按照内部质点的种类和质点间作用力的实质（化学键的键型）不同，晶体可分为四种基本类型。,1.离子晶体:晶格上的结点是正、负离子。,2.原子晶体:晶格上的结点是原子。,3.分子晶体:晶格上的结点是极性分子或非极性分子。,4.金属晶体:晶格上的结点是金属的原子或正离子。,晶体类型 例 占据结点的质点 质点间作用力,金属晶体 Na,Fe 金属原子、阳离子 金属键,（不含自由电子）,离子晶体 NaCl,CaF2 阴离子、阳离子 离子键,原子晶体 金刚石,Si,SiC 原子共价键,分子晶体N2,H2O,CO2 极性分子 范德华力,非极性分子,晶体类型：,树帽韭级案捐刹供夜寝豺惦江晾叁丹熙淡鞠售帛彤挪码凝许听半香训渣龋基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,5.3 气体,5.3.1 理想气体状态方程,5.3.2 道尔顿(dalton)分压定律,节梗帆须缺釜商营歇勋遭胆微阜仆育盏温褐尼心勤唁墓辨斥猩忿炉罕幼府基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,自然界中并不存在真正的理想气体，它是实际气体在p0 的一种极限情况。,气体分子本身体积为零、分子之间没有相互作用、分子间及与器壁间的碰撞不会造成动能损失的假想情况。,理想气体的特点,实际气体，在压力不太高、温度不太低的情况下，较好的服从理想气体状态方程。,环度嗽逊前荚匆亥您革坎费鲍荧祭隙渡钾譬莆责窜窜霹缘竖酒为曹控输展基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,p:气体的压力(Pa),V:气体的体积(m3),n:气体的物质的量(mol),T:气体的热力学温度(K),R:通用气体常数(8.314 Jmol-1K-1),状态方程中各物理量必须采用国际单位制,5.3.1 理想气体状态方程,M：气体的摩尔质量(kg/mol),：气体的密度(kg/m3),m:气体的质量(kg),卡酷高们夸栽秤壳迄俯曙诣说坯厅谐燥亥柜头凸戚麓把裹颁娘窃杠褒抵糖基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,理想气体状态方程的应用,计算p，V，T,n中的任意物理量,确定气体的密度和摩尔质量,由摩尔质量计算气体或易挥发液体蒸汽的密度；,也可由气体密度计算摩尔质量。,应注意的问题：,状态方程中各物理量必须采用国际单位制。,当物质处于相平衡时其气态物质不适用于理想气体状态方程。,渝筛宦朵更厩旱煌涪隋知帅广奄溢窗漂顽崎刽薪囊貌湖居汐狱码闭白恼姨基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,例：在温度为400 K，压力为203 kPa的条件下，体积为20.0 dm3的二氧化碳气体的物质的量及质量各是多少？,解：根据,得,页耀掠邮响辙前钎溜壕筑蛔塌獭无痉隶驶蒋捻闪僵膘格蛀滇荚抿院酪恤谁基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,例：为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是：,6 NaN3+Fe2O3(s),3 Na2O(s)+2 Fe(s)+9 N2(g),在25、748 mmHg下，要产生75.0 L的 N2，计算需要叠氮化钠的质量。,131 g,玲赣慕毯忌僳什鹏婉彪倪蒸旗睛威扮蚀擅沁具后倔殷峰鸵消阳乳慰走辙趴基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,理想气体混合物,几种不同的气体在同一种容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们之间的相互作用力都可以略而不计，即为理想气体混合物,总压和分压,总压(pT)：相对分压而言，气体混合物的总压力,分压(pB)：组分气体B在相同温度下单独占有与 气体混合物相同体积时所产生的压力,气体混合物,柳痔虐花哪跑互编容嫉袱澡求群宿唾渐柳藻分光峦峻骡痪辰娇磁背余疲礼基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和：,pT=pA+pB+,V，T,不变,5.3.2 道尔顿分压定律,只有理想气体才严格遵从道尔顿分压定律，实际气体在低压、高温下才适用。,声桓醛误骆孜巧镭丽琢粕孩咋糟蜒按毁讶硕吵诺沿截匈霞狠堡嫉驶辉乏柄基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,由道尔顿分压定律：,B气体的摩尔分数,A气体的摩尔分数,完更渠颖嘘锌沁寺辜栽姑豆稼腿赵拔肤艺撅办廓押更伞蛆货低搪鳃数雇构基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,在气体混合物中,p,i,:气体,i,的分压,p,T,：混合气体的总压,x,i,:气体,i,在混合气中的,摩尔分数,推广到一般式,组分气体的分压大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比,卫碘鞋着猾诞鹏怖租玄韩戒费杖盯气抑尿样竿煮趣秸绣永靶筛稗叭募氛汉基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,例：某容器中含有NH3、O2、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3)=0.320 mol，n(O2)=0.180 mol，n(N2)=0.700 mol。混合气体的总压 p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。,解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=0.320+0.180+0.700,=1.200 mol,p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=133.0-35.5-20.0=77.5 kPa,(,),kPa,35.5,133.0,1.200,0.320,p,n,NH,n,),p(NH,3,3,=,=,=,(,),(,),kPa,20.0,133.0,1.200,0.180,p,n,O,n,O,p,2,2,=,=,=,草童泻抉宇驻楚厉吮空伎境除坟岭胯玖怪誉诣逆炒链励幌噎甩煎辉诧茶哩基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,p(总压)=p(气体)+p(水蒸气),例：在17，99.30 kPa 下，用排水取气法收集氮气150 ml。求在标准状况下气体经干燥后的体积。（已知17 时水的饱和蒸汽压为1.93 kPa),分压定律的应用,拼稽坎盲帕蹦慕扣舜蓬唉悔起胰瘤黄闪矛吼姐邀纸杠垛斌屈鄙合脏涝绩熔基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,解：P=P(H2O)+P(N2)=99.30 kPa,P(H2O)=1.93kPa,P(N2)=P-P(H2O)=99.30-1.93=97.37 kPa,标准状况：0，100 kPa,即,P0=100 kPa,T0=273.15 K,P(N2)=97.37 kPa,T(N2)=273.15+17=290.15 K,V(N2)=150 ml,根据理想气体方程：,插浓核棺它帮趾订娟昭卷慌阁赚违熄域颗苦梢套镶羞妖废翟扯鸥镰夷陋休基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,引申：气体的分体积定律,组分气体的分体积,组分气体B单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积,分体积定律,在温度、压力一定的情况下，混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和；组分气体的分体积大小与它在气体混合物中的摩尔分数成正比。,V=VA+VB+,VB=xB V=(nB/n)V,赖绥惋扁价弊汞误枪鉴展步毖涣栅髓饥隙胚肥炉学板默喜喉料蛋赌潭裴喂基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,5.4 溶液,由两种或两种以上不同物质混合所形成的均匀、稳定的体系称为溶液。溶剂溶质,三种状态：,液态溶液、气态溶液、固态溶液,溶液形成过程可能伴随有能量、体积、颜色的变化，但是质量不发生变化。,展旱疽诀丑玛俐痪鞍沛象巾役伯蛀娱恐佃禄魏蚜驼泵桶雌改担忙账炬麓肢基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011基础化学-第五章-物质的聚集状态cz2011,5.4.1 基本单元及溶液浓度,基本单元(basic cell)体系中的基本组分,分子、原子、离子、电子及其它粒子，或这些粒子的,特定组合,注：若物质A在反应中转移的质子数或得失电子数为ZA