无机化学物质的状态.ppt

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1、无机化学物质的状态 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2.1 气体气体 2.1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程2.1.2 气体分压定律气体分压定律2.1.3 气体扩散定律气体扩散定律22.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式1、理想气体、理想气体-分子之间没有相互吸引和排斥，分子分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。分分子间及分子与器壁间的碰撞不造成动能损失。

2、子间及分子与器壁间的碰撞不造成动能损失。实际气体实际气体 理想气体理想气体高温低压高温低压人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为理想气体理想气体。3pV=nRT R-摩尔气体常数在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0 mol时,Vm=22.414L=22.41410-3m32、理想气体状态方程式：END p-Pa V-m3 T-K n-mol4具体分析推导如下：(pV=nRT)当n,T一定时 V 1p p1V1=p2V2 波义耳定律 当n，p一定时V T V1V2=T1T2 查理-盖吕萨克定律 当p，T一定时V n n 1n

3、2=V1 V 2 阿佛加德罗定律5（1）计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量的计算3、理想气体状态方程式的应用理想气体状态方程式的应用pV=nRTM=Mr (g mol-1)相对分子质量相对分子质量6=m/V（3）气体密度的计算总结：（1）计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量的计算（3）气体密度的计算7 某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮的质量分数为30.5%。在一容器中充有该氮氧化合物，质量是4.107g，其体积为0.500 L，压力为202.7 kPa,温度为0，求：（1）在STP条件下该气体的密度；（2）该化合物的相对分子质量；（3）该化合物的分子式。(1

4、)4.11 gL-1 p1V1=p2V2(2)M=92.0 gmol-1(3)N2O4 例1答案8 2.1.2 实际气体的状态方程实际气体的状态方程实际气体：分子本身有体积实际气体：分子本身有体积 分子间存在作用力分子间存在作用力a，b为范德华常数，为范德华常数，其值越大，说明实际气体偏离其值越大，说明实际气体偏离理想气体的程度越大。理想气体的程度越大。由实验测定。由实验测定。-范德华方程范德华方程（）（）910（道尔顿分压定律）（道尔顿分压定律）2.1.3 分压定律的应用及计算分压定律的应用及计算11组分气体：-理想气体混合物中每一种气体分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所

5、产生的压力，叫做组分气体B的分压分压。（表达式之一）2.1.3 分压定律的应用及计算分压定律的应用及计算12分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p=p1+p2+或 p=pB （表达式之二）n=n1+n2+（道尔顿分压定律）13分压的求解：x B B的摩尔分数（表达式之三）14 例2：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)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。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)=1.

6、200mol=0.320mol+0.180mol+0.700mol15p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5 kPa16 分压定律的应用分压定律的应用例例17P21例 2-6.已知：p=9.96104 Pa,T=294 K,m(O2)=0.480 g,V=0.377 dm3 求：M(O2)解：p=p(O2)+p(H2O)查表知 294K p(H2O)=2.48103 Pa p(O2)=p p(H2O)=9.961042.48103 =9.71104(Pa)18 由 piV=niRT END19分体积：混合气体中某一组分B的分体积VB是该组

7、份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。*分体积定律分体积定律20V =V1 +V2 +pnRT=称为B的体积分数p pB Bj=VVxppBBBBj=,21例例4 A、B两种气体在一定温度下，在一容两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混合后下面表达式是否正确？器中混合，混合后下面表达式是否正确？1PAVA=nART2P V=nART3PVA=nART4PAV=nART5PA(VA+VB)=nART6(PA+PB)VA=nART否否 否否是是是是是是是是P总总V分分=P分分V总总=n分分RT22 同温同压下某种气态物质的扩散速度与其 密度的平方根成反比。即 ui 或 =ui

8、扩散速度 气体密度 Mr 相对分子量 由 pV=nRT pV=RT =即同温同压下 与Mr成反比 =2.1.4 气体扩散定律气体扩散定律23P例2-将氨气和氯化氢气体同时从一根将氨气和氯化氢气体同时从一根120cm长的玻璃管两长的玻璃管两端分别向管内自由扩散。两气体在管中什么位置相遇端分别向管内自由扩散。两气体在管中什么位置相遇而生成而生成NH4Cl白烟？白烟？分析:24液化或凝聚气体变成液体的过程条件？临界常数临界温度(Tc)：加压时使气体液化的最高温度。临界压力(Pc)：在Tc时使气体液化的最低压力。临界体积(Vc)：在Tc和Pc下1mol气体所占体积。临界状态：气态物质处于Tc,Pc,V

9、c的状态。对非极性分子,Tc 较低,难液化。He H2 N2 O2对极性分子，较易液化。NH3 H2O2.1.气体的液化气体的液化END252.2 液液 体体蒸发?凝聚?饱和蒸气压?影响因素?易挥发物质?P蒸较大难挥发物质?P蒸较小蒸发热?摩尔蒸发热vHm,Jmol-1克劳修斯克拉贝龙方程沸点?正常沸点?END 自学自学P-3626 固体物质按其中原子排列的有序程度固体物质按其中原子排列的有序程度晶体晶体(crystal)无定形物质无定形物质(amorphous solid)单晶体单晶体(monocrystal)多晶体多晶体(polycrystal)（非晶体）（非晶体）液晶2.3 固固 体体2

10、7晶体的特征：1 有固定的几何外形；2 有固定的熔点；3 有各向异性。2.3.1 晶体和非晶体晶晶体体:质质点点（分分子子、离离子子、原原子子）在在空空间间有有规规则则地地排排列列，具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。无定形体：由于内部质点排列不规则，所以没有一无定形体：由于内部质点排列不规则，所以没有一定的结晶外形。定的结晶外形。例如云母，特别容易裂成薄片，例如云母，特别容易裂成薄片，石墨不仅容易分层裂开，而且石墨不仅容易分层裂开，而且其导电率在平行于石墨层的方其导电率在平行于石墨层的方向比垂直于石墨层的方向要大向比垂直于石墨层的方向要大得多。晶体在不

11、同方向上具有得多。晶体在不同方向上具有不同的物理、化学性质，这种不同的物理、化学性质，这种特性称为各向异性特性称为各向异性（anisotropyanisotropy）。非晶体则是各）。非晶体则是各向同性的向同性的28石英石英SiO2方解石方解石CaCO3萤石萤石CaF2结晶结晶SiO2和和无定形无定形SiO229 2.3.2 晶体的内部结构晶体的内部结构 1、结点和晶格、结点和晶格 结点结点-晶体中的微粒抽象为几何学中的点晶体中的微粒抽象为几何学中的点 晶晶格格-把把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）在在空空间间按按一一定定的的规规则则联联结结起起来来，则则可可以以得

12、得到到描描述述晶晶体体内部结构的几何图像，简称晶格（点阵）。内部结构的几何图像，简称晶格（点阵）。2、晶胞、晶胞-晶格中具有代表性的最小重复单位，晶格中具有代表性的最小重复单位，3、晶晶体体-晶晶胞胞在在三三维维空空间间中中无无限限重重复复就就形形成成晶晶体体30 由晶胞参数a，b，c，表示，a，b，c 为六面体边长，分别是bc，ca,ab 所组成的夹角。4、晶胞的两个要素：1）晶胞的大小与形状：312）晶胞的内容：粒子的种类，数目及它在晶胞中的相对位置。按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种型式。323

13、3原子原子晶体晶体离子离子晶体晶体分子分子晶体晶体金属金属晶体晶体晶晶体体的的类类型型-粒粒子子种种类类及及粒粒子子间间结结合合力力2.3.3 晶体的类型及性质比较晶体的类型及性质比较34离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体正正,负离子负离子原子原子分子分子金属原子金属原子正离子正离子离子键离子键共价键共价键 分子间力或分子间力或 氢键氢键 金属键金属键(离域键离域键)较高较高高高较低较低不定不定 硬硬 度度大大小小不定不定 NaCl CaONH4Cl 金刚石金刚石,SiSiO2,B4CSiC,Ge CO2,HF 卤素单质卤素单质 稀有气体稀有气体Fe,Cu Al，

14、Zn 基本类型基本类型晶格点上晶格点上的微粒的微粒微粒间作微粒间作用力用力熔沸点熔沸点 较大较大实实 例例晶体的类型及性质比较晶体的类型及性质比较35Cl 顶点顶点 (1/8)8 =1，面中心面中心 (1/2)6 =3，共，共 4 个个Na+棱上棱上 (1/4)12 =3 体中心体中心 1 共共 4 个个1：1 组成有代表性。组成有代表性。2.3.4 三种典型的离子晶体三种典型的离子晶体NaCl型晶胞中粒子的分布晶胞中粒子的分布配位比(数）：最近层的异号离子的个数最近层的异号离子的个数配位数为配位数为 6:6 NaCl是化学式，不是分子式每个晶胞中所含的粒子数每个晶胞中所含的粒子数 实例-MgO，KI，CaS36每个晶胞中所含的粒子数每个晶胞中所含的粒子数晶胞中粒子的分布晶胞中粒子的分布CsCl型配位比：8:8实例-TlCl，CsBr，CsI37每个晶胞中所含的粒子数每个晶胞中所含的粒子数晶胞中粒子的分布晶胞中粒子的分布配位比：4:4实例-BeO，ZnSeZnS型(立方型)Zn2+，4个NaCl 六配位，六配位，CsCl 八配位，八配位，ZnS 四配位。为何配位数不同四配位。为何配位数不同?第4章 化学键与分子结构离子晶体38作业：作业：，39