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江苏省滨海县明达中学2014-2015学年高中化学 第1讲 气体奥赛辅导讲义VIP免费

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江苏省滨海县明达中学2014-2015学年高中化学第1讲气体奥赛辅导讲义【竞赛要求】气体。理想气体标准状态。理想气体状态方程。气体密度。分压定律。气体相对分子质量测定原理。【知识梳理】一、气体气体、液体和固体是物质存在的三种状态。气体的研究对化学学科的发展起过重大作用。气体与液体、固体相比较,具有两个明显特点。1、扩散性当把一定量的气体充入真空容器时,它会迅速充满整个容器空间,而且均匀分布,少量气体可以充满很大的容器,不同种的气体可以以任意比例均匀混合。2、可压缩性当对气体加压时,气体体积缩小,原来占有体积较大的气体,可以压缩到体积较小的容器中。二、理想气体如果有这样一种气体:它的分子只有位置而无体积,且分子之间没有作用力,这种气体称之为理想气体。当然它在实际中是不存在的。实际气体分子本身占有一定的体积,分子之间也有吸引力。但在低压和高温条件下,气体分子本身所占的体积和分子间的吸引力均可以忽略,此时的实际气体即可看作理想气体。三、理想气体定律1、理想气体状态方程将在高温低压下得到的波义耳定律、查理定理和阿佛加德罗定律合并,便可组成一个方程:pV=nRT(1-1)这就是理想气体状态方程。式中p是气体压力,V是气体体积,n是气体物质的量,T是气体的绝对温度(热力学温度,即摄氏度数+273),R是气体通用常数。在国际单位制中,它们的关系如下表:表1-1R的单位和值pVnTR国际单位制Pam3molK8.314KmolmPa··3或KmolJ·kPadm3molK8.314KmoldmkPa··3(1-1)式也可以变换成下列形式:pV=MmRT(1-2)p=Vm·MRT=MRT则:=RTpM(1-3)式中m为气体的质量,M为气体的摩尔质量,为气体的密度。对于一定量(n一定)的同一气体在不同条件下,则有:1111TVP=222TVP(1-4)如果在某些特定条件下,将(1-1)、(1-2)和(1-3)式同时应用于两种不同的气体时,又可以得出一些特殊的应用。如将(1-1)式n=RTpV,在等温、等压、等容时应用于各种气体,则可以说明阿佛加德罗定律。因为物质的量相等的气体,含有相等的分子数。若将(1-2)式Mm=RTpV在等温、等压和等容时应用于两种气体,则得出:11Mm=22Mm(1-5)如果将(1-3)式=RTpV,在等温等压下应用于两种气体,则有:11=21Mm(1-6)若令11=D,D为第一种气体对第二种气体得相对密度,则有:D=21Mm或M1=DM2(1-7)已知M2H=2g·mol1,M空气=29g·mol1则M1=2D2H或M1=29D空气D2H为某气体相对H2的密度,D空气为某气体相对空气的密度。2、气体分压定律和分体积定律(1)气体分压定律当研究对象不是纯气体,而是多组分的混合气体时,由于气体具有均匀扩散而占有容器全部空间的特点,无论是对混合气,还是混合气中的每一组分,均可按照理想气体状态方程式进行计算。当一个体积为V的容器,盛有A、B、C三种气体,其物质的量分别为nA、nB、nC,每种气体具有的分压分别是pA、pB、pC,则混合气的总物质的量为:n总=nA+nB+nC(1-8)混合气的总压为:p总=pA+pB+pC(1-9)在一定温度下,混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和。这就是道尔顿分压定律。计算混合气各组分的分压有两种方法。①根据理想气态方程计算在一定体积的容器中的混合气体p总V=n总RT,混合气中各组分的分压,就是该组分单独占据总体积时所产生的压力,其分压数值也可以根据理想气态方程式求出:pAV=nART(1-10)2pBV=nBRT(1-11)pCV=nCRT(1-12)②根据摩尔分数计算:摩尔分数(XA)为混合气中某组分A的物质的量与混合气的总的物质的量之比:XA=总nnA(1-13)混合气体中某组分的分压等于总压与摩尔分数的乘积:pA=p总XA(1-14)(2)气体分体积定律在相同的温度和压强下,混合气的总体积(V总)等于组成混合气的各组分的分体积之和:V总=VA+VB+VC(1-15)这个定律叫气体分体积定律。根据混合物中各组分的摩尔分数等于体积分数,可以计算出混合气中各组分的分体积:据总nn1=总VVA得VA=总nn1V总(1-16)四、实际气体状态方程理想气体定律是从实验中总结出来的,并得到了理论上的解释。但应用实际气体时,它只有一定的适用范围(高温低压),超出这个范围就有偏差,必须加以修正。对于实际气体的实验值与...

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