某组分气体的分压等于总压与 形式2 该组分PB 气P总体 nn摩总B 尔P总分 xB数的乘摩积尔分数
注意：分压公式中的体积一定为容器的总体积
即：PB

nB V总
RT
而并非：PB

nB VB
RT
T、P不变，n V

ni n

Vi V
其中Vi为组分i的分体积，V是混合气体的总体积
Pi

例
t
时
0
n B
/mol
N123.N20g2 g310H.2302Hg2g
2NHNH3 g3
0
g
ξ
0
t
时
1
n B
/mol
2.0
7.0
2.0
1 =?
t
时n
2B
/mol
ξ1'1ξ.51 Δννnn1NNNN22 225.52.02.130.01/312.30..m00ol
M
（3）计算气体密度
M mRT pV
M mRT M RT
pV
p


pM RT
例：为行车安全，可在汽车 中装备空气袋防止碰撞时司 机受到伤害。这种空气袋是 用氮气充胀起来的，所用的 氮气由叠氮化钠与三氧化二 铁在火花的引发下反应生成。 总反应是：
6NaN3+Fe2O3(s) 3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)
5、热力学能 (U)(thermodynamic energy)
系统内部含有的总能量称为热力学能（内能）
包括体系内质点的内动能（平动能、 振动能、转动能）、微粒间相互作用 所产生的势能等，但不包括体系整体
运动的动能和在外力场中的位能。
其绝对值难以确定，只能测定到 U。
状态函数 广度性质(加合性)
理想气体状态方程不仅适于单一组分气
体，也适于混合气体。
混合气体：
P总
n总 V总
RT
（n1 n2

n
）RT j V总
混合气体总压力等于各j
p1组 p分2 气p3体 p分4 压... 之p j和 i1 pi
形式1
B组分：
PB

nB V总
RT
P总

n总 V总
RT
PB nB P总 n总
Δ U=Q+W
[例1]某过程中体系从环境吸收热量100J，对环境作体积 功20J,求过程中体系热力学能和环境热力学能的改变量？
解： 由热力学第一定律：U Q W
由题：Q=100J，W=－20J
U体系 Q W
=100 – 20 = 80（J） 环境热力学能改变量（减少）为－80J
（1）
I
II
（2）
W1= - Q1 - Q2 - W2 = - 836 - ( - 418) - ( -1.6) = - 416（J）
[例3]压力101.33KPa，温度1110K时，1molCaCO3分解从 环境吸热178.3KJ，体积增大0.091m3，求1mol CaCO3分 解后内能的变化？
第二节 化学反应中的质量关系
1、化学计量数
数值上等于各
设化学反应：aA cC dD g物 但G 质反对应应物系取数负
0 - aA - cC dD gG 值，产物取正
0 νBB
值。
B
式中：B 为参加化学反应的各物质
B 为物质B的化学计量数
νA a νC c
： QP与QV之差即反应在恒压过程所做的体积功
无气体参加的反应
W = – p外 V 0 QV Qp
有气体参加的反应
Qp = QV + p外 V = QV+ n(g) RT
[例] 1mol乙烯在290K完全燃烧，测得恒容反应热为
－1390.2KJ/mol，求该反应的恒压反应热？
解： C2H（4 g） 3O2 (g) 2H2O(l) 2CO2 (g)
国际单位制
n — 气体的物质的量(mol)
T — 热力学温度(K)
R —摩尔气体常数(8.314 J ·mol-1·K-1) 或 8.314Pa m3 mol1 K 1
3、应用
计算时一律转换 为国际单位制
（1） 计算p、V、T、n 四个物理量之一
（2）计算气体摩尔质量
pV nRT pV m RT
体系分类： 体系
物质 能量
环境
敞开体系 (open system): 物质 + 能量 封闭体系 (closed system): 能量
？ 孤立体系 (isolated system):
最常见
2、状态(state)与状态函数(state function)
非聚集 状态
状态: 体系所有物理化学性质的综合表现
途径：完成过程的具体步骤 A
B
恒温过程 298 K，101.3 kPa 途径(II) 298K，506.5 kPa
恒 压 过 程
途 径 (I)
实
际 过
(II) 程
恒 压 过 程
375 K，101.3 kPa (I) 375 K，506.5 kPa 恒温过程
4 、热(heat)和功(work)
（1）热
试计算各组分气体的分压。
解： n = n(NH3) + n(O2) + n(N2) = 0.320 + 0.180 + 0.700
= 1.200 ( mol )
pNH3
nNH3 n
p
0.320 133.0 1.200
35.5 (kPa)
pO2

nO2 n
p
0.180 35.5 0.320
状态态函数函。数有特征，状态一定值一定， 殊如途：同△归T=变T2－化T等1，，△周T就而不复是状始态变函化数零。 。
（2）分类：按其与体系中物质数量的关系分为两类。 容量（广度）性质：与物质的量成正比，具有加合性。 如：V、m、n等
强度性质：与物质的量无关，无加合性。 如：温度、蒸气压、粘度、密度等
在25℃、748 mmHg下，要产生75.0 L的 N2，计算 需要叠氮化钠的质量?
二、理想气体分压定律
1、分压：混合气体中某组分单独占有与混合气 体相同的体积和温度时所具有的压力
称为该组分的分压力，“pB ”示之。
pB

nB RT V
总体积
2、道尔顿分压定律（1807、英国） (Dalton law of patial presser )
（1）含义：只做体积功(Wf=0)，反应前后温度相 同 , 体系吸收或放出的热称该反应的反应热。 （2）分类：
恒容反应热 (QV)： V=0， Wf =0 ， U = QV 恒压反应热(Qp)：P为定值,U = Qp+ We= Qp –p V
（3）QV与Qp的关系 QP U PV QV PV
20.0 (kPa)
p(N2) = p - p(NH3) - p(O2) = 133.0 - 35.5 - 20.0 = 77.5 ( kPa )
[例2] 体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体，
T=30℃、p=93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa,
C。O2的含量为5.00g, 试计算 CO 2 、 N2分压
2 =?
2.0mol
ξ
1

n1 H2 ν H2


7.0 10.0 3

1.0mol
ξ
1

n1 NH 3 ν NH 3


2.0 2
0

1.0mol
ξ 2 1.5mol
结. 论
1、 为正值。 2、同一化学反应， 可由参加反应的任一
物质来计算，其数值相等。 3、反应进度与方程式的写法有关，因此必
(2 4) 8.314 290
QP QV nRT 1390.2
1000
1395.0(KJ / mol )
2. 焓 (H) 和焓变 (H)
（1）焓：由恒压反应热 Qp = U + pV 得 Qp = U2 – U1 + p V
Qp = U2 – U1 + (pV2 – pV1)
U环境 80J
[例2]系统在某一状态变化(1)过程中吸收836J热; 当系统以 (2)过程恢复到原来状态时，放出418J热，对环境做功1.6J ，求在(1)状态变化过程中环境和系统之间作的功。
解： ΔU1 = U2 - U1= Q1 + W1
ΔU2 = U1 - U2= Q2+ W2 ΔU1= -ΔU2 ∴ Q1+ W1= - (Q2+ W2)
状态函数: 描述体系状态的物理量（p、V、n、T )
（1）特征: a、状态一定，状态函数值一定
b、状态函数的变化量只与系统的始 态和终态有关，而与变化途径无关
理想气体 T=300K
理想气体 T=280K
理想气体 T=350K
△T=350K-300K=50K
c、体系各状态函数间相互联系、相互制约。
d、同一状态下状态函数的组合仍为体系的状态函 数，但不同状态下状态函数的组合不能成为状
第一章 化学反应中质量关系和能量关系
第一节 气体的计量
一、理想气体状态方程 1、理想气体(ideal gases)
分子间作用力 分子本身体积 忽略 理想气体
真实气体 低压 高温
理想气体
2、理想气体状态方程(state equation)
pV = nRT
式中：p — 气体的压力(Pa)