高中化学竞赛液体固体精选PPT.ppt

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1、关于高中化学竞赛液体固体现在学习的是第1页，共29页 与与固固体体相相比比，人人们们对对液液体体结结构构的的了了解解较较少少，本本节节只只讨讨论论无无机机化化学学中中常常用用到到的的有有关关问问题题，如如蒸蒸汽汽压压，蒸蒸发发热热、沸沸点点等等，对对液液体体的的其其它它性性质质，流流动动性性，掺掺混混性性表面张力等不予讨论。表面张力等不予讨论。1.2液体液体现在学习的是第2页，共29页一、一、蒸发：蒸发：液面分子摆脱邻近分子的引力逃避到液体上的空液面分子摆脱邻近分子的引力逃避到液体上的空间变为蒸气分子的过程，即间变为蒸气分子的过程，即蒸发蒸发。蒸蒸发发条条件件：接接近近液液体体表表面面，具具有

2、有适适当当的的运运动动方方向向，具具有有足够大的能量的分子。足够大的能量的分子。液液体体分分子子的的能能量量分分布布与与气气体体相相似似，服服从从马马克克斯斯弗弗尔尔玻玻尔尔兹曼分布兹曼分布 Ni是具备是具备E0以上能量的分子数，以上能量的分子数，N是分子总数。是分子总数。蒸发速度正比于蒸发速度正比于NiE0 Ni T Ni蒸发程度的大小，难易，用饱和蒸气压定量描述蒸发程度的大小，难易，用饱和蒸气压定量描述即即或或2-1液体的蒸发液体的蒸发现在学习的是第3页，共29页二、二、饱和蒸汽压饱和蒸汽压 一定温度下，蒸发、凝聚速度相等，达动态平衡，饱和蒸一定温度下，蒸发、凝聚速度相等，达动态平衡，饱和

3、蒸汽压产生的压强称为饱和蒸汽压。汽压产生的压强称为饱和蒸汽压。与液体的本质（与液体的本质（物质的种类）物质的种类）及温度有关及温度有关 现在学习的是第4页，共29页凝聚速度凝聚速度=蒸发速度蒸发速度 一一定定温温度度下下，液液体体与与其其蒸蒸气气平平衡衡时时蒸蒸气气的的压压力力称称为为该该温温度度下下液液体体的的饱饱和和蒸蒸气气压压，简简称称蒸气压蒸气压，用符号，用符号P P *表示。表示。现在学习的是第5页，共29页*相同温度下，不同物质蒸气压不同；相同温度下，不同物质蒸气压不同；相同温度下，不同物质蒸气压不同；相同温度下，不同物质蒸气压不同；*同一种物质，温度不同，蒸气压不同。同一种物质，

4、温度不同，蒸气压不同。同一种物质，温度不同，蒸气压不同。同一种物质，温度不同，蒸气压不同。现在学习的是第6页，共29页 1.蒸气压与液体的本性有关，在一定温度下蒸气压与液体的本性有关，在一定温度下纯净物质具有一定的蒸气压，不同的物质有不同纯净物质具有一定的蒸气压，不同的物质有不同的蒸气压。的蒸气压。2.蒸气压与温度有关。温度升高，蒸气压增大。蒸气压与温度有关。温度升高，蒸气压增大。3.固体也具有一定的蒸气压固体也具有一定的蒸气压，温度升高，固体的蒸，温度升高，固体的蒸气压增大。气压增大。4.蒸气压大的称为易挥发性物质，蒸气压小的称为难蒸气压大的称为易挥发性物质，蒸气压小的称为难挥发性物质。挥发

5、性物质。说明说明现在学习的是第7页，共29页表表11 不同温度下水的蒸汽压不同温度下水的蒸汽压T/K p/kPa T/K p/kPa 2732782832933033133230.610 60.871 91.227 92.338 54.242 37.375 412.333 633334335336337342319.918 335.157 447.342 670.100 1101.324 7476.026 2现在学习的是第8页，共29页三、三、克克克方程克方程在图在图1.6中，中，pT是一曲线是一曲线如以如以lgp 1/T作图得一直线作图得一直线 注意：在某一温度范围，可把注意：在某一温度范围

6、，可把H蒸蒸看成是常数看成是常数斜率斜率现在学习的是第9页，共29页在两个不同温度下：在两个不同温度下：两式相减两式相减该式称克劳修斯一克拉贝龙方程该式称克劳修斯一克拉贝龙方程现在学习的是第10页，共29页 lg =若已知某液体在某两个温度下的蒸气压，则可利用此方若已知某液体在某两个温度下的蒸气压，则可利用此方程计算出此两个温度范围内的蒸发热程计算出此两个温度范围内的蒸发热；若已知某液体的蒸发热和某一温度下的蒸气压，则可计若已知某液体的蒸发热和某一温度下的蒸气压，则可计算出另一个温度下的蒸气压；算出另一个温度下的蒸气压；在已知外界大气压强的前提下，也可以计算出液体的沸在已知外界大气压强的前提下

7、，也可以计算出液体的沸点。点。现在学习的是第11页，共29页液体的沸点：液体的沸点：指液体的饱和蒸汽压与指液体的饱和蒸汽压与外界压强外界压强相等时的温度。相等时的温度。沸腾与蒸发的区别：沸腾与蒸发的区别：在沸点时，气化在整个液体中进行，称之为液体的沸腾；在在沸点时，气化在整个液体中进行，称之为液体的沸腾；在低于沸点下的气化，仅限于在液体表面上进行，即蒸发。液体低于沸点下的气化，仅限于在液体表面上进行，即蒸发。液体的沸腾和蒸发都称为气化。的沸腾和蒸发都称为气化。22液体的沸点液体的沸点现在学习的是第12页，共29页液体的沸点与外界的压强有关液体的沸点与外界的压强有关外界的压强升高，液体的沸点升高

8、外界的压强升高，液体的沸点升高外界的压强下降，液体的沸点下降。外界的压强下降，液体的沸点下降。当外界的压强为当外界的压强为1.013105Pa时，液体时，液体的沸点称为正常沸点。的沸点称为正常沸点。现在学习的是第13页，共29页1.3 固体固体P17-18 液体的凝固和固体的熔化液体的凝固和固体的熔化现在学习的是第14页，共29页图 水的步冷曲线现在学习的是第15页，共29页非晶体（无定形体）：玻璃、松香、石蜡等非晶体（无定形体）：玻璃、松香、石蜡等晶体：自然界中绝大多数固体是晶体晶体：自然界中绝大多数固体是晶体固体固体diamondzircon1.3 固体固体现在学习的是第16页，共29页一

9、、有固定的几何外型（无定型没有）一、有固定的几何外型（无定型没有）尽管有些晶体从表面上看是歪曲的，但晶体表面的尽管有些晶体从表面上看是歪曲的，但晶体表面的夹角总是不变的。夹角总是不变的。二、有固定的熔点二、有固定的熔点 从开始熔化到熔化完全，温度保持恒定。从开始熔化到熔化完全，温度保持恒定。晶体排列有序，质点间的力相同，晶体排列有序，质点间的力相同，与非晶态物质与非晶态物质不同不同31 晶体的特征晶体的特征现在学习的是第17页，共29页三、各向异性三、各向异性某些物理性质在不同的方向上表现不同某些物理性质在不同的方向上表现不同由于质点在各个方向排列情况不同，而带来晶体各个方向上的由于质点在各个

10、方向排列情况不同，而带来晶体各个方向上的性质不一定相同。性质不一定相同。例如，石墨易沿层状结构方向断裂，石墨的层向导电率高出例如，石墨易沿层状结构方向断裂，石墨的层向导电率高出竖向电导率达一万倍。蓝晶石不同方向上的硬度不同，云母沿竖向电导率达一万倍。蓝晶石不同方向上的硬度不同，云母沿两层之间剥离。两层之间剥离。另：各向异性还表现在折光率，膨胀系数等另：各向异性还表现在折光率，膨胀系数等。现在学习的是第18页，共29页 在结晶学中，根据结晶多面体对称情况，将晶体分为七类。在结晶学中，根据结晶多面体对称情况，将晶体分为七类。称七大晶系称七大晶系(crystal system)：立方立方(cubic

11、)、四方、四方(tetragonal)、正交、正交(orthorhomic)、三、三方方(rhombohedral or trigonal)、六方、六方(hexagonal)、单斜、单斜(monoclinic)、三斜、三斜(anorthic or triclinic).a、b、c晶胞的边，晶胞的边，、，晶面之间的夹角，通常称为，晶面之间的夹角，通常称为晶胞参数。晶胞参数。32晶体的外型晶体的外型现在学习的是第19页，共29页一、晶格一、晶格(crystal lattice)组组成成晶晶体体的的质质点点（分分子子、原原子子、离离子子）以以确确定定位位置置的的点点在在空空间间作作有有序序的的排排列

12、列，这这些些点点（群群）具具有有一一定定的的几几何何形形状状，称称为为晶晶格格，归归纳纳起起来来有有十十四四种种排排列列方方式式，即即有有十十四四种种晶格晶格。晶格是实际晶体所属点阵结构。晶格是实际晶体所属点阵结构。33晶体的内部结构晶体的内部结构现在学习的是第20页，共29页 十四种晶格十四种晶格 三斜三斜P 单斜单斜P 单斜单斜C 正交正交P 正交正交C 正交正交I 正交正交F现在学习的是第21页，共29页 四方四方P 四方四方I 三方三方R 六方六方H 立方立方P 立方立方I 立方立方F现在学习的是第22页，共29页二、晶胞二、晶胞 含有晶体结构中具有代表性的最小重复单位。含有晶体结构中

13、具有代表性的最小重复单位。现在学习的是第23页，共29页 晶胞是晶体的代表，晶胞中存在着晶体中所有的各种晶胞是晶体的代表，晶胞中存在着晶体中所有的各种质点。通过晶胞判断晶体中的点阵属于质点。通过晶胞判断晶体中的点阵属于14种晶格的哪一种，种晶格的哪一种，首先要把晶格中环境不同的质点分开，观察它们各自的排首先要把晶格中环境不同的质点分开，观察它们各自的排列方式。列方式。现在学习的是第24页，共29页 NaCl的晶胞的晶胞 CsCl的晶胞的晶胞 ZnS的晶胞的晶胞 现在学习的是第25页，共29页1.4 水的相变和相图水的相变和相图相相：物理和化学性质完全相同的一部分称为：物理和化学性质完全相同的一

14、部分称为相。相和相之间有明显的界面。相。相和相之间有明显的界面。例如：纯水和溶液为单相体系，冰水混合例如：纯水和溶液为单相体系，冰水混合物为多相体系。溶液为单相体系，胶体为多物为多相体系。溶液为单相体系，胶体为多相体系。相体系。相变相变现在学习的是第26页，共29页(2)气固平衡气固平衡 固态冰是由大量水分子以分子间力固态冰是由大量水分子以分子间力(含氢键含氢键)结合在一起结合在一起的一种晶体。尽管冰比水的分子间力更强些，但在冰的晶体的一种晶体。尽管冰比水的分子间力更强些，但在冰的晶体中水分子依然具有一定的能量而在晶格结点上进行振动。处中水分子依然具有一定的能量而在晶格结点上进行振动。处在晶面

15、的、少数能量较高的水分子可以摆脱晶体中其他水分在晶面的、少数能量较高的水分子可以摆脱晶体中其他水分子的束缚而逃逸出晶面进入气相中，这一过程称为升华。同子的束缚而逃逸出晶面进入气相中，这一过程称为升华。同时，气相中的水分子通过热运动可能碰撞到晶面而回到冰面时，气相中的水分子通过热运动可能碰撞到晶面而回到冰面上，这一过程称为凝华。当升华与凝华的速率相等时，体系上，这一过程称为凝华。当升华与凝华的速率相等时，体系就达到了气固平衡，气固两相平衡时气相内的水气所呈现的就达到了气固平衡，气固两相平衡时气相内的水气所呈现的压力称为压力称为 冰的饱合蒸气压简称冰的蒸气压。通过实验可测得冰的饱合蒸气压简称冰的蒸气压。通过实验可测得冰在不同温度时的蒸气压，见冰在不同温度时的蒸气压，见表表2.4。现在学习的是第27页，共29页现在学习的是第28页，共29页感谢大家观看现在学习的是第29页，共29页