宋天佑《无机化学》ppt课件.ppt
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1、有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 第一章第一章 化学基础知识化学基础知识 本章作为化学课程的基本章作为化学课程的基础,包括础,包括 5 部分内容。部分内容。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(1) 气体气体(2) 稀溶液的性质稀溶液的性质(3) 晶体结构基本概念晶体结构基本概念 (4) 酸碱理论酸碱理论(5) 化学反应速率化学反应速率 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力
2、的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。1. 1 理想气体理想气体 1. 1. 1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程 符合下面两条假定的气体,叫做符合下面两条假定的气体,叫做理想气体:理想气体: (1) 气体分子的自身体积可以气体分子的自身体积可以忽略,分子可看成有质量的几何点。忽略,分子可看成有质量的几何点。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 分子与分子之间、分子与分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞,可认为是完全器壁之间的
3、碰撞,可认为是完全弹性碰撞弹性碰撞 无动能损失。无动能损失。 (2) 分子间的作用力可以分子间的作用力可以忽略,忽略,有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 在高温和低压下,实际气体分在高温和低压下,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。的体积远远小于气体占有的体积。 这时分子间的作用力极弱。这时分子间的作用力极弱。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既
4、开放又相互信任的合作环境。 高温和低压下的实际气体很高温和低压下的实际气体很接近理想气体。接近理想气体。 故理想气体的这种假定是有故理想气体的这种假定是有实际意义的。实际意义的。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 中学阶段的物理课程和化学课程中学阶段的物理课程和化学课程中,曾学习过理想气体的经验公式中,曾学习过理想气体的经验公式 Boyle 定律定律 n,T 一定时一定时 V p1 读做读做 “正比于正比于” 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾
5、客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 Gay - Lussac 定律定律 n,p 一定时一定时 V T Avogadro 定律定律 p,T 一定时一定时 V n有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 V T V nV p1 综合以上三式,得综合以上三式,得 pnTV 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 以以 R 做比例系数,比例式做比例系数,比例式pnTV
6、V = p nRT 则变成等式则变成等式有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 得得 pV = nRT 此式即为理想气体状态方程。此式即为理想气体状态方程。 V = p nRT 上式中上式中 nT pV R = 由由 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 则则 R = 8.314 J mol1K1 若压力若压力 p 的单位为的单位为 Pa体积体积 V 的单位为的单位为 m3温度温度 T
7、的单位为的单位为 K物质的量物质的量 n 的单位为的单位为 mol R 称为摩尔气体常数。称为摩尔气体常数。 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 看出看出 pV 乘积的物理学单位为乘积的物理学单位为焦耳焦耳 (J) 从式从式 R = 和和 R = 8.314 J mol1K1 nT pV有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 从物理学单位上看从物理学单位上看 pV 是一种功。是一种功。
8、 所以所以 pV 的单位为的单位为 N m2m3 = Nm = J p Pa Nm2 V m3有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 R = Padm3mol1K1 8.314 103 nT pV R = 若压力若压力 p 的单位为的单位为 Pa体积体积 V 的单位为的单位为 m3温度温度 T 的单位为的单位为 K物质的量物质的量 n 的单位为的单位为 mol d有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任
9、的合作环境。 这个这个 R 值用于处理压力与浓度值用于处理压力与浓度的关系时,十分方便。的关系时,十分方便。 R = 8.314 103 Padm3mol1K1 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 如用在下面的公式中如用在下面的公式中 式中式中 c 是以是以 moldm3 为单位为单位的浓度。的浓度。 p = c RT p = RT V n有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 1.
10、1. 2 混合气体的分压定律混合气体的分压定律 由两种或两种以上的气体混合在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。一起,组成的体系,称为混合气体。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 显然,空气是混合气体,其中显然,空气是混合气体,其中的的 O2,N2,CO2 等,均为空气这等,均为空气这种混合气体的组分气体。种混合气体的组分气体。 组成混合气体的每种气体,都组成混合气体的每种气体,都称为该混合气体的组分气体。称为该混合气体的组分气体。有利于学习和创新的组织管理机制,
11、创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 第第 i 种组分气体的物质的量种组分气体的物质的量用用 ni 表示,混合气体的物质的量表示,混合气体的物质的量用用 n 表示,表示,显然有显然有 n = nii有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 第第 i 种组分气体的摩尔分数用种组分气体的摩尔分数用 xi 表示,则表示,则 例如,由例如,由 4 mol N2 和和 1 molO2 组成的混合气体,组成的混合气体, 则其中则其中
12、 xi =nin有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。显然有显然有 xi = 1i x(N2)= =45n(N2)n x(O2)= =15n(O2)n有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 当第当第 i 种组分气体单独存在,种组分气体单独存在,且占有总体积时,其具有的压力,且占有总体积时,其具有的压力,称为该组分气体的分压。称为该组分气体的分压。 混合气体的体积称为总体积,混合气体的体积称
13、为总体积,用用 V总总 表示。表示。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 应有关系式应有关系式 p V = n R T 第第 i 种组分气体的分压,用种组分气体的分压,用 pi 表示表示 i i 总总有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 当第当第 i 种组分气体单独存在,且种组分气体单独存在,且具有总压时,其所占有的体积,称为具有总压时,其所占有的体积,称为该组分气体的分体积。该组分气
14、体的分体积。 混合气体所具有的压力,称为总混合气体所具有的压力,称为总压,用压,用 p总总 表示。表示。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 第第 i 种组分气体的分体积,用种组分气体的分体积,用Vi 表示。表示。 应有关系式应有关系式 p V = n R T i i 总总有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 我们通过实验来研究分压与总我们通过实验来研究分压与总压的关系压的关系 2 d
15、m3 2 105 PaO2N2+ O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa p总总有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 将将 N2 和和 O2 按上图所示混合。按上图所示混合。 2 dm3 2 105 PaO2N2+ O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa p总总 测得混合气体的测得混合气体的 p总总 为为 4 105 Pa。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
16、按分压的定义按分压的定义 p(O2)= 2 105 Pa p(N2)= 2 105 Pa 2 dm3 2 105 PaO2N2+ O2+2 dm3N2 2 dm3 2 105 Pa p总总有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 可见可见 p总总 = p(N2) + p(O2) 测得混合气体的测得混合气体的 p总总 为为 4 105 Pa。 p(O2)= 2 105 Pa p(N2)= 2 105 Pa 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为
17、中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 1 dm3 2 dm3 4 dm3 8 105 Pa 2 105 Pa p总总 再考察一个实验再考察一个实验N2O2N2 + O2 + 测得混合气体的总压为测得混合气体的总压为 3 105 Pa有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 1 dm3 2 dm3 4 dm3 8 105 Pa 2 105 Pa p总总 根据分压的定义,由波义耳定律得根据分压的定义,由波义耳定律得N2O2N2 + O2 + p(O2)= 1 105 Pa p(N2
18、)= 2 105 Pa 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 混合气体的总压为混合气体的总压为 3 105 Pa p(N2)= 2 105 Pa p(O2)= 1 105 Pa 亦有亦有 p总总 = p(N2)+ p(O2) 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 道尔顿(道尔顿(Dalton) 进行了大量进行了大量实验,提出了混合气体的分压定律实验,提出了混合气体的分压定律 混合气体的
19、总压等于各组分混合气体的总压等于各组分气体的分压之和气体的分压之和 此即道尔顿分压定律的数学表达式此即道尔顿分压定律的数学表达式 p总总 = pii有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 理想气体混合时,由于分子间无理想气体混合时,由于分子间无相互作用,故碰撞器壁产生的压力,相互作用,故碰撞器壁产生的压力,与独立存在时是相同的。即在混合气与独立存在时是相同的。即在混合气体中,组分气体是各自独立的。体中,组分气体是各自独立的。 这是分压定律的实质。这是分压定律的实质。有利于学习和创新的组织管理
20、机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 故有故有 pi = p总总 xi 同样基于上述原因,各组分同样基于上述原因,各组分气体的分压气体的分压 pi 在混合气体的总在混合气体的总压压 p总总 中所占有的比例,应该与中所占有的比例,应该与其摩尔分数其摩尔分数 xi 一致。一致。 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 即组分气体的分压等于总压与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。该组分气体的摩尔分数之
21、积。 pi = p总总 xi有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 例例 1. 1 某温度下,将某温度下,将 5 105 Pa 的的 H2 2 dm3 和和 4 105 Pa 的的 N2 5 dm3 充充 入入 10 dm3 的真空容器中。的真空容器中。 求各组分气体的分压及求各组分气体的分压及混合气体的总压。混合气体的总压。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 H2 V1 = 2 dm
22、3 , p1 = 5 105 Pa , V2 = 10 dm3 , p(H2)= p2 解解:根据分压的定义求组分气体的分压,根据分压的定义求组分气体的分压,= 1 105 (Pa) V2 p1V1 p(H2)= =5 105 210= 2 105 (Pa) 同理同理 p(N2)=4 105 510有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。= 1 105 + 2 105= 3 105 (Pa) 由道尔顿分压定律由道尔顿分压定律 p总总 = p(H2) + p(N2) 有利于学习和创新的组织管理机
23、制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 例例 1. 2 常压(常压(1.0 105 Pa)下下,将,将 2.0 g H2,11.2 g N2 和和19.2 g O2 相混合。相混合。 求各组分气体的分压。求各组分气体的分压。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 解解:混合气体的总压和组成已混合气体的总压和组成已知,可用总压和组成求分压。知,可用总压和组成求分压。 n(N2)= = 0.4(mol) 28 11.2
24、n(H2)= = 1.0(mol) 2 2.0 n(O2)= = 0.6(mol) 32 19.2有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 n = ni = 2.0 mol i n(N2) = 0.4 mol n(H2) = 1.0 mol n(O2) = 0.6 mol有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 x(H2)= = = 0.5 n n(H2)2.0 1.0 x(N2)= = =
25、0.2 n n(N2)2.0 0.4 x(O2)= = = 0.3 n n(O2)2.0 0.6有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 p(H2)= p总总 x(H2)= 0.5 105 (Pa)= 1 105 0.5有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。= 0.2 105 (Pa)= 1 105 0.2 p(N2)= p总总 x(N2)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激
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