考研《物理化学》考研重点考点归纳
第1章气体的pVT关系
1.1考点归纳
一、理想气体
理想气体是指在任何温度、压力下符合理想气体模型,或服从理想气体状态方程的气体。
1.理想气体模型的微观特征
(1)分子间无作用力;
(2)分子本身不占有体积。
2.理想气体状态方程
或
式中,p、V、T、n的单位分别为Pa,m3,K和mol;称为气体的摩尔体积,单位为m3·mol-1;R称为摩尔气体常数,适用于所有气体,其值为
8.314472J·mol-1·K-1。
该方程适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
二、实际气体
1.实际气体的行为
在压力较高或温度较低时,实际气体与理想气体的偏差较大。
用压缩因子(Z)衡量偏差的大小。
理想气体的,Z=1。
对实际气体,若Z>1,则,表示同温、同压下,实际气体的体积大于按理想气体方程计算的结果。
即实际气体的可压缩性比理想气体小。
当Z<1时,情况则相反。
2.Boyle温度
若在温度T时,有,则称此温度T为Boyle温度TB。
3.van der waals方程式
式中,的单位为Pa·m6·mol-2;b的单位为m3·mol-1。
和b都是只与气体的种类有关,而与温度无关的常数,称为范德华常数。
4.维利方程
式中,A、B、C、D称为第一、第二、第三Virial(维利)系数。
三、理想气体混合物
1.混合物的组成表示
(1)物质B的摩尔分数x或y定义为:
式中,表示混合气体总的物质的量。
一般用yB表示气体混合物的摩尔分数,用xB表示液体混合物的摩尔分数。
(2)物质B的体积分数定义为:
式中,表示在一定T、p下纯气体B的摩尔体积;为在一定T、p下混合之前各纯组分体积的总和。
(3)物质B的质量分数定义为:
式中,示混合气体的总质量;mB表示组分B的质量。
(4)混合物的平均摩尔质量为:
式中,表示混合气体的总质量;表示混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
2.道尔顿定律
(1)混合气体中某一组分B的分压力为:
式中,yB为组分B的摩尔分数;p为总压力。
pB也称为B的分压。
而总压力为各种气体分压力之和,即。
上述公式适用于所有气体混合物,包括高压下远离理想状态的真实气体混合物。
(2)对于理想气体混合物:
(道尔顿定律)
此公式适用于理想气体混合物,对于低压下的真实气体混合物也可近似适用。
3.阿马加分体积定律
式中,为气体混合物中物质B的分体积。
阿马加定律表明理想气体混合物的体积具有加和性。
该定律适用于理想气体混合物,对于低压下的真实气体混合物也可近似适用。