第一章物质及其变化知识讲解
PA
nART V
PB
nBRT V
P总
n总RT V
(nA
nB )RT V
PA nA nA P总 nA nB n总
或
PA
P总
nA n总
同理
PB
P总
nB n总
例1 (P3):在0.0100 m3容器中含有2.50×10-3 mol H2, 1.00×10-3 mol He 和 3.00×10-4 mol Ne,在35℃时总
第一章 物质及其变化
第一节 物质的聚集状态 1-1 气体 1-2 液体 1-3 固体 1-4 等离子体 第二节 化学反应中的质量关系和能量关系
1-1 质量守恒定律 1-2 反应热效应 焓变 1-3 热化学方程式 1-4 热化学定律
1-5 生成热(生成焓)
1-1 气体 1. 理想气体状态方程式 2. 混合气体分压定律 3. 混合气体分体积定律
分析,各气体的体积分数为:CO 60.0%,H2 10.0%, 其他气体为30.0%.求混合气中:(1) CO和H2的分 压;(2) CO和H2的物质的量.
解题思路:(1)PA
nART V
PA
P总
nA n总
PA P总nn总 A P总VV总 A √
(2) PAV总 = nA R T
P总 VA = nA R T
(2) P(H2)V= n(H2)RT =
m(H 2 )RT M (H2)
m(H2)
=
P(H2)VM(H2) RT
9 .5 4 13P 0 a 0 .00m 2 3 2 5 .0g 0 2 m 1 ol 8 .3J 1m 4 1 o K l1 2K 98
=0.194g
3. 混合气体分体积定律
分体积的概念:
解:(1)
P(CO)=
P(总)×
V (CO V总
)
=101.3
kPa×0.600=60.8
kPa
P(H2)=P(总)×
V (H 2) V总
=101.3
kPa×0.100=10.1
kPa
(2)n(H2)=P(HR2 )TV(总)
1.0 113 0P a1.00 1 03m3 8.31J4 m o1lK130K 0
R =n p T V =1 0 1 .3 2 1 5 .0 × 0 1 0 0 m 3 P o a l× × 2 2 7 2 3 ..4 1 1 5 4 K × 1 0 -3 m 3
注:
= 8.314 Pa ·m3 ·mol-1 ·K-1
8.314 8.314
Pa ·m3 ·mol-1 ·K-1 kPa ·L ·mol-1 ·K-1
8314 Pa ·L·mol-1 ·K-1
(3) 理想气体状态方程式的其它运用
① 求分子量(摩尔质量)Mr PV =nRT =(m/M) RT M=mRT/PV
② 求密度(ρ)
ρ= m/V
P(m/ρ) = nRT
ρ= P(m/n)/(RT) M= m/n
ρ= (PM)/(RT)
2. 混合气体分压定律
组分气体:混合气体中的每一种气体就称为组分气体。
分压力:混合气体中每一组分气体在相同温度下占有与
混合气体相同体积时所产生的压力,叫做组分气体的分
压力。
T、V相同
nnAAnnBB P总
nA
nB
PA
PB
混合气体分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组 分气体分压之和。
P总 = PA + PB + … (T,V恒定)
1-1 气体
1. 理想气体状态方程式
理想气体的假设: 分子没有质量、没有体积、没有作用力
理想气体状态方程式
PV = n R T
压体 力积
物摩温 质尔度 的气 量体
常 数
(T为热力学温度)
在标准状态下(SI):P=101.3256×103Pa, Vm=22.414×10-3m3, n=1.000mol, T=273.15K
压为多少?
解题思路一:
PA
nART V
P总=PA+PB+PC
解题思路二:
P总
n总RT V
(nA
nB +nc ) V
RT
解: p(H2) =
n(H2 )RT V
2 .5 1 0 3 m 0 8 o .30 .J l 0 1 m m 1 4 3 1 o K 0 1 l(2 7 3)K 3 5 = 640 Pa
T
P
某气体的分体积是指和混合气体具有
相同温度(T)和相同压力(P总)时该气
体所占的体积。
VA
混合气体分体积定律:
VB
V总VAVB (T,P恒定)
nA
VA
nB
VB
V总 P总= P
VA
n ART P总
V总
n总 RT P总
VB
nB RT P总
PA P总nn总 A P总VV总 A
例3:在27℃,101.3 kPa下,取1.00L混合气体进行
=4.00×10-3 mol
n(CO)= P(CO)V(总) 6.0 813 0P a1.0 01 0 3m 3
RT
8.31J4m o 1K l 130K0
=2.40×10-2 mol
或n(H2)=
P(总) V(H2) RT
10 .3 1 130 P a0.10 1 0 0 3m 3 8.31 J4 m o 1K l 130 K0
n( He ) RT
p(He) =
V
1 .0 1 0 3 m 0 8 o .3J l1 m 4 1 o K 1 l( 2 7 3 ) K 3 5 0 .0m 1 3 0
= 256 Pa
n( Ne) R T
p(Ne) =
V
3 .0 1 0 4 m 0 8 o .3L J 1 m 4 1 o K 1 l(2 7 3)K 3 5 0 .0m 1 3 0
解题思路:P总 = PA + PB PAV =nART =(m/M) RT
解: (1) 用排水法在水面上收集的气体为被水蒸气饱和了的 氢气, 试样中水蒸气的分压为3.17 kPa, 根据分压定律:
P总 = P(H2) + P(H2O)
P(H2) = P总 - P(H2O) = (98.6-3.17) kPa = 95.4 kPa
= 76.8 Pa
P总 = P(H2)+P(H2O) +P(H2O)= (640+256+76.8) Pa = 973 Pa
解法二:
P总 =
n(总)RT V
=
{n(H2)
+
n(He)
V
+
n(Ne)}RT
例2 :(P3)用锌与盐酸反应制备氢气: Zn(s) + 2H+ Zn2+ + H2(g), 如果在25℃时用排水法 收集氢气, 总压为98.6 kPa (已知25℃时水的饱和蒸 气压为3.17kPa), 体积为2.50×10-3 m3. 求: (1)试样中氢的分压是多少? (2)收集到的氢的质量是多少?