第十章 实际气体性质

化学必背知识点初中化学气体的性质和计算技巧气体的性质和计算技巧在学习化学的过程中，气体是一个非常重要的研究对象。

气体的性质和计算技巧对于解决化学问题和理解化学原理都具有重要意义。

本文将为您介绍初中化学中关于气体的必背知识点，探讨气体的性质和计算技巧。

一、气体的性质1.分子速度和平均动能：气体分子呈无规则运动，其速度分布服从麦克斯韦速度分布定律。

平均动能与温度成正比，温度越高，气体分子的平均动能越大。

2.压强和气压：气体分子在容器壁上碰撞产生压力，即为压强。

当气体分子数目一定时，压强与温度成正比，与气体体积成反比。

大气压是地球大气对于地面单位面积上的压力。

3.温度和热量传递：温度是反映物体热量状态的物理量。

热量会从高温物体传递到低温物体，直到两者达到热平衡为止。

热传递方式包括传导、辐射和对流。

4.扩散和扩散速率：气体在容器中的自由运动导致了气体分子之间的碰撞和相互扩散。

气体的扩散速率与温度成正比，与气体分子质量成反比。

5.溶解度和饱和溶液：气体可以溶解在液体中，溶解度受温度和压强的影响，温度升高溶解度降低，压强提高溶解度增加。

当溶解度达到最大限度时，液体达到饱和状态。

二、计算技巧1.理想气体状态方程：PV=nRT是描述理想气体行为的状态方程，其中P为压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常数，T为温度。

2.分压定律和摩尔分数：对于气体混合物，分压定律表示混合物中各个气体分子的压强与其摩尔分数成正比。

摩尔分数是某个组分的摩尔数与总摩尔数之比。

3.饱和溶液的气体压强：饱和溶液中气体的压强与溶液中溶解度成正比。

可根据溶液中气体的压强和溶解度计算溶液中气体的摩尔分数。

4.热扩散计算：根据热扩散公式，可计算不同温度下气体分子的平均速率，从而推算出气体的扩散速率。

5.气体的导热计算：可利用导热公式计算气体传热速率，其中热导率、温差和导热距离是计算的关键参数。

总结：气体的性质和计算技巧是初中化学中不可或缺的知识点。

非理想气体状态方程与实际气体定律非理想气体状态方程是指在实际情况下，气体不完全符合理想气体状态方程的情况。

即使压力、体积和温度满足状态方程的关系式，气体在高压和低温下仍然会有一些变化。

这些变化导致了非理想气体状态方程的出现，以更准确地描述实际气体的行为。

本文将介绍非理想气体状态方程以及几个实际气体定律的应用。

一、非理想气体状态方程1. 理想气体状态方程回顾理想气体状态方程是描述理想气体行为的方程式，即PV = nRT，其中P为气体的压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。

这个方程假设气体分子之间没有相互作用力，并且气体分子体积可以忽略不计。

2. 非理想气体状态方程的修正实际上，气体分子之间存在一定的相互作用力，且气体分子自身也具有一定的体积。

因此，在高压和低温下，气体的实际行为将与理想气体状态方程有所不同。

为了更准确地描述实际气体的行为，引入了一些修正参数。

3. van der Waals方程van der Waals方程是一种广泛使用的非理想气体状态方程。

它对理想气体状态方程进行了修正，考虑了气体分子体积和相互作用力的影响。

van der Waals方程表示为：（P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT其中a和b分别是修正参数，与特定气体的性质有关。

4. Beattie-Bridgeman方程Beattie-Bridgeman方程也是描述非理想气体行为的方程之一。

它是van der Waals方程的改进版本，通过引入更多的修正参数来考虑更多的气体性质。

Beattie-Bridgeman方程的形式如下：P(V - nb) = RT + a(T)⁄V² + c(V)⁄V²其中a(T)和c(V)是温度和体积的修正参数。

二、实际气体定律的应用1. 查理定律查理定律描述了在恒定压力下，气体的体积与温度之间的关系。

根据查理定律，当压力不变时，气体体积与温度成正比。

参考资料●实际气体与理想气体的差异精确的实验说明，一切实际气体都只是近似地遵守玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．当气体压强不太大〔与大气压比拟〕、温度不太低〔与室温比拟〕时，实际测量的结果与上述定律得出的结果相差不大．当压强很大、温度很低时，实际测量结果和由上述定律得出的结果有很大差异．下面的表列出了几种常见气体在0℃和不同压强下，压强和体积的乘积PV的实验值．实验所取的气体在0℃、1.013×105Pa时的体积为1L．从下页的表可见，在气体压强为1.013×105Pa至1．013×107Pa之间时，实验结果与玻意耳定律相差不大；压强超过1.013×107Pa时，实验值跟理论值之间已有显著的偏离；当压强到达1.013×108Pa时，玻意耳定律已完全不能适用了．为什么实际气体在压强很大时不能遵守玻意耳定律呢？这是因为玻意耳定律只适用于理想气体．理想气体是一个理论模型，从分子动理论的观点来看，这个理论模型主要有如下三点：〔1〕分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计．〔2〕气体分子在做无规那么运动过程中，除发生碰撞的瞬间外，分子相互之间以及分子与容器器壁之间，都没有相互作用力．〔3〕分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性的，即气体分子的总动能不因碰撞而损失．这个模型，对于压强很大、体积大大缩小的真实气体，显然是不适用的．理由有二：〔1〕分子本身占有一定的体积分子半径的数量级为10-10m，把它看成小球，每个分子的固有体积约为V=πr3≈4×10-30 m3．在标准状态下，1m3气体中的分子数n0≈3×1025．分子总的固有体积为n0V≈1.2×10-4m3，跟气体的体积比拟，约为它的万分之一，可以忽略不计．这时，实际气体的性质近似于理想气体，能遵守玻意耳定律．当压强很大时，例如p=1000×1.013×105Pa，假定玻意耳定律仍能适用，气体的体积结果看，气体体积也缩小为原来的五百分之一，分子的固有体积约占气了．所以在高压下的气体性质表现出与理想气体有偏离，由于气体能压缩的体积只是分子和分子之间的那一局部空间，分子本身的体积是不能压缩的，即气体的可压缩的体积比它的实际体积小，这种效应，使得实际气体的pV值，在压强较大时，比由玻意耳定律给出的理论值偏大．〔2〕分子间有相互作用力当压强较小时，气体分子间距离较大，分子间的相互作用力可以不计，因此实际气体的性质近似于理想气体．但当压强很大时，分子间距离变小，分子间的相互吸引力增大，靠近器壁的气体分子受到向内的吸引力，使分子在垂直于器壁方向上的动量减小，因而气体对器壁的压强比不存在分子间的吸引力时的压强要小．这种效应，使得实际气体在压强较大时实测的PV值比由玻意耳定律计算出来的理论值偏小．以上两种效应，哪一方面占优势，实验值就向哪一方面偏离．图8-20是实际气体的等温线〔实线〕与理想气体的等温线〔虚线〕的差异示意图．密度小〔V大〕时二者完全一致；对于中等密度，实际气体的压强，比把它看作理想气体时的压强小；对于高密度，实际气体的压强，比把它看作理想气体时的压强大．但是，在温度很高时，两种等温线实际上完全相合，在这种情况下，实际气体可以看成是理想气体．同样，查理定律和盖·吕萨克定律用于实际气体也有偏差，任何一种气体的相对压力系数和体胀系数并不总是等于1／273℃，都随温度略有变化．各种气体的压强系数和体胀系数也略有差异，如上表所示．这种差异，也是前面讲的两个原因造成的。

实际气体体积和标准体积实际气体体积和标准体积是在研究和讨论气体性质和行为时经常遇到的概念。

了解这两个概念对于研究和理解气体的物理特性具有重要意义。

实际气体体积是指气体占据的实际空间。

由于气体是由分子或原子组成的，分子或原子之间存在相互作用力，且有一定的体积，所以实际气体体积不能忽略不计。

在正常的压力和温度下，气体分子之间的相互作用力所占据的体积相对较小，可以忽略不计。

然而，在高压力和低温度下，气体分子之间的相互作用力变得更加明显，占据的体积也会增加，这时实际气体体积不能被忽略。

因此，在一些特殊情况下，需要考虑实际气体体积对气体性质的影响。

标准体积是指气体在标准状态下所占的体积。

标准状态是指温度为273.15K（0℃）和压力为1个大气压（101.325kPa）。

标准体积的确定使得不同气体之间能够进行比较和计算。

在标准状态下，气体分子之间的相互作用力可以忽略不计，气体体积与理想气体模型的体积一致。

因此，标准体积可以作为一种参考，用于比较和计算气体的特性和行为。

实际气体体积和标准体积之间的关系可以通过压缩因子来描述。

压缩因子(Z)是实际气体体积与理想气体体积之间的比值，即Z = 实际体积/标准体积。

当Z等于1时，代表气体表现出理想气体行为，在实际体积和标准体积之间没有明显差异。

当Z大于1时，代表实际气体体积较大，分子之间的相互作用力较强。

当Z小于1时，代表实际气体体积较小，分子之间的相互作用力较弱。

压缩因子的值和气体的性质、温度、压力等因素有关。

米歇尔森定律给出了理想气体的体积与压力之间的关系：P ×V = n × R × T，其中P代表气体的压力，V代表气体的体积，n代表气体的摩尔数，R代表气体常数，T代表气体的温度。

根据这个定律，理想气体的体积与压力成反比，即气体压力越大，体积越小。

然而，在实际气体中，由于相互作用力的存在，实际气体的行为会偏离理想气体行为，导致实际气体体积的改变。

气体的性质与压力气体是一种物质的形态，具有特定的性质和行为。

在研究气体时，了解其性质和压力对我们理解气体行为以及各种应用场景非常重要。

本文将深入探讨气体的性质与压力之间的关系。

一、气体的性质1. 气体的无定形形态：气体没有固定的形状和体积，会充满其所在的容器。

当气体被加热时，分子的运动加快，使气体膨胀；当气体被冷却时，分子的运动减慢，气体收缩。

2. 气体的可压缩性：气体分子之间存在较大的间距，因此气体具有可压缩性。

当外界施加压力时，气体分子会更加紧密地排列，导致气体的体积减小。

3. 气体的扩散性：气体具有较高的扩散速度，可以在容器中迅速向各个方向扩散。

这是由于气体分子的高速运动和间距较大所致。

4. 气体的可溶性：气体可以溶解于液体和其他气体中。

气体分子与液体或其他气体分子之间发生相互作用，使气体分子离开气相而进入液相或固相。

二、气体的压力压力是指单位面积上所受到的力。

在气体中，压力是由气体分子撞击容器壁所产生的力量。

气体的压力与容器壁面积成正比，与气体分子的速度和数量成正比，与气体分子撞击容器壁的频率成正比。

1. 压力的定义压力（P）定义为单位面积上所受到的力（F）：P = F/A。

单位为帕斯卡（Pa），1Pa表示1牛顿在1平方米面积上的压力。

2. 气体分子撞击容器壁产生的压力气体分子在容器壁上的碰撞会产生力，使得容器壁上受到压力。

当气体分子的速度和数量增加时，它们撞击容器壁的频率也会增加，从而增加了气体的压力。

3. 压强与气体性质的关系气体的压强与气体的性质密切相关。

对于给定的温度和体积，决定气体压强的因素包括气体的物质、分子量、摩尔数以及压强的计量单位。

4. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了气体的状态，并且它与气体的压力、体积和温度之间的关系成立。

理想气体状态方程为PV = nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。

总结：气体的性质与压力密不可分。

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气体的性质
1.气体的状态参量：
温度：宏观上，物体的`冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志
热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273{T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝
体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL
压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：
1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝
注:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。

气体状态方程理想气体与实际气体的区别气体状态方程：理想气体与实际气体的区别气体是一种无固定形状和体积的物质，其行为可以由气体状态方程来描述。

在研究气体性质和行为时，我们可以使用理想气体模型和实际气体模型。

本文将详细讨论理想气体和实际气体之间的区别。

一、理想气体模型理想气体模型是一种简化的模型，用于描述气体的性质和行为。

它基于以下假设：1. 气体分子之间没有相互作用力：理想气体中的分子并不对彼此施加吸引力或排斥力。

2. 分子体积可以忽略不计：理想气体被认为是点状的，其分子体积可以忽略不计。

3. 分子运动速度无限制：理想气体中的分子可以具有任意高的速度，且可以自由运动。

根据这些假设，理想气体状态方程可以表示为PV = nRT，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的摩尔数，R是气体常数，T是气体的温度（以开尔文为单位）。

二、实际气体模型与理想气体模型相比，实际气体模型更加接近实际情况。

实际气体模型考虑了以下因素：1. 分子之间的相互作用：实际气体中的分子会相互作用，包括吸引力和排斥力。

这些相互作用会影响气体的压力和体积。

2. 分子体积的影响：实际气体中的分子确实占据一定的体积，这个体积与气体的总体积相比可能不可忽略。

3. 分子运动受限：实际气体中的分子受到外部环境的限制，不能无限制地运动。

为了更准确地描述实际气体，科学家发展了一系列实际气体状态方程，如范德瓦尔斯方程、柯文-克拉普隆方程等。

这些方程在考虑了实际气体的特性后，提供了与理想气体模型有所不同的结果。

三、理想气体与实际气体的区别1. 压力与体积关系：在低密度和高温条件下，理想气体的压力与体积呈反比关系。

但实际气体在高压或低温下会出现偏离理想状况的情况。

实际气体的压力与体积关系可以通过实际气体状态方程来描述。

2. 气体的相变行为：理想气体模型并不能准确描述气体的相变行为，如气体的液化和凝固。

相反，实际气体模型可以解释气体在接近临界点时发生相变的现象。

气体的性质与压力计算气体是一种物质的状态，具有以下性质：可压缩性、扩散性、可变形性和可溶性。

在理解气体性质的基础上，我们可以通过压力计算来描述气体的行为。

一、气体的性质1. 可压缩性：气体是由分子组成，分子之间的间距相对较大，而且分子运动非常迅速。

由于分子之间的相互作用力较弱，气体具有较大的可压缩性。

当外界施加压力时，气体的体积会减小。

2. 扩散性：气体具有很强的扩散性，即气体分子在容器中自由运动并弥散到容器内的各个位置。

这是因为气体分子的运动速度较快，碰撞频率高，导致分子在空间中的分布均匀，并具有向低浓度区域扩散的趋势。

3. 可变形性：气体的分子间距较大，在外力作用下，气体可以发生形状改变而不会破坏其结构。

这是因为气体分子之间的相互作用力较弱，无固定的几何结构。

4. 可溶性：气体可以溶解在液体或固体中，形成溶液。

这是因为气体分子与液体或固体分子之间可以发生相互作用，使得气体分子被包围在液体或固体分子之间，从而溶解。

二、压力的定义和计算压力是指单位面积上的力的大小，常用单位是帕斯卡（Pa）。

气体的压力可以通过以下公式计算：P = F / A其中，P表示压力，F表示作用在气体上的力，A表示力作用的面积。

气体的压力也可以通过考虑分子撞击容器壁上的动量转移来计算。

根据动量守恒定律，每当一个分子撞击到容器壁上时，它会将一部分动量传递给容器壁，由此产生一个力。

三、理想气体状态方程理想气体状态方程描述了气体的物理性质。

根据理想气体状态方程，可以将温度、压力和体积之间的关系表示为：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的绝对温度。

根据理想气体状态方程，我们可以进行以下计算：1. 若温度、物质量和体积给定，可通过方程求解气体的压力。

2. 若压力、物质量和体积给定，可通过方程求解气体的温度。

3. 若压力、温度和体积给定，可通过方程求解气体的物质量。

了解化学中的气体特性与实验化学中的气体是许多实验和工业过程中常见的状态之一。

了解气体的特性和掌握相关实验技巧对于化学学习和实践都至关重要。

本文将介绍气体的一些基本特性，并探讨一些常见的气体实验。

一、气体的特性1. 参量与状态方程气体的参量包括体积(V)、压力(P)、温度(T)和物质的量(n)。

根据理想气体状态方程，PV=nRT，其中R为气体常数。

这个方程描述了理想气体在给定条件下的状态。

2. 压力实验压力是气体特性中最基本的参数之一。

常见的压力实验包括压强计的使用以及压力的测量。

通过利用气体压力与液柱高度的关系，可以使用水银压强计来测量气体压力。

3. 温度实验温度是定义气体状态的重要参量。

基于理想气体状态方程，摄氏度和开尔文温标之间存在线性关系，即T(K) = t(°C) + 273.15。

通过测量气体体积随温度变化的实验，可以验证这个关系。

4. 定律与气体性质查理定律规定了理想气体在一定压力下体积与温度的关系。

根据该定律，温度升高时气体体积扩大。

玻意耳定律则描述了在一定温度下，理想气体的体积与压力成反比关系。

根据这些定律，可以了解气体的性质和行为。

二、气体实验1. 气体收集实验气体的收集是化学实验中常见的操作。

例如，通过酸和金属反应产生的氢气可以使用氢气收集法进行采集。

该方法通过充满水的容器将气体收集于容器顶部，并用水进行密封，以防止气体外泄。

2. 气体溶解度实验气体在液体中的溶解度可以通过实验测定。

例如，二氧化碳的溶解度可以通过将二氧化碳通入饱和溶液中，测量其溶解度与温度的关系。

这种实验有助于了解气体在不同条件下的溶解度变化。

3. 气体扩散实验气体的扩散是指气体分子在没有外力的情况下以自由运动的方式在容器中混合。

实验中可以观察到气体通过盖着玻璃板的瓶口扩散到整个容器中的过程。

通过记录时间和测量扩散的距离，可以研究气体的扩散速率及其与其他因素的关系。

4. 气体压强实验通过改变气体体积或压力，可以研究气体的压强变化。

气体的性质与压力的计算一、气体的性质1.气体的定义：气体是物质的一种状态，具有高度可压缩性，能自由流动，没有固定形状和体积。

2.气体的分子运动：气体分子间距离较大，分子运动速度快，具有较高的动能。

3.气体的扩散：气体分子通过无规则运动，从高浓度区域向低浓度区域扩散。

4.气体的压缩性：气体分子间距离较大，容易被压缩，体积减小。

5.气体的溶解性：气体可以溶解在液体中，溶解度与温度、压强有关。

6.气体的温度：气体温度越高，分子运动速度越快，压强越大。

二、气压的计算1.气压的定义：气压是指单位面积上气体分子对容器壁的撞击力。

2.气压的计算公式：P = F/S，其中P表示气压，F表示气体分子对容器壁的撞击力，S表示撞击面积。

3.气压的单位：常用单位有帕斯卡（Pa）、毫巴（mbar）、大气压（atm）等。

4.标准大气压：1个标准大气压等于101.325 kPa，相当于海平面上的大气压。

5.气压与高度的关系：随着高度的增加，大气压逐渐减小。

6.气压与温度的关系：在一定高度下，气压与温度呈正比关系，温度越高，气压越大。

三、气体的应用1.气体的储存与运输：通过压缩、冷却等方法，将气体储存在容器中，用于工业、医疗、交通等领域。

2.气体的净化：通过吸附、分离等方法，去除气体中的杂质，提高气体纯度。

3.气体的测量：利用气压计、流量计等仪器，测量气体的压强、流量等参数。

4.气体的发电：利用气体的能量，通过内燃机、燃气轮机等装置，产生电能。

以上是关于气体的性质与压力的计算的知识点介绍，希望能对您的学习有所帮助。

习题及方法：1.习题：请解释气体为什么具有高度可压缩性？方法：回顾气体的分子运动特性，分子间距离较大，分子运动速度快。

在受到外部压力时，气体分子可以被压缩，分子间距离减小，从而使气体具有高度可压缩性。

答案：气体具有高度可压缩性是因为其分子间距离较大，分子运动速度快，在外部压力作用下，分子间距离减小，从而使气体体积减小。

初三化学实际气体与理想气体的区别化学实际气体与理想气体的区别气体是物质的一种状态，其分子间距离较大，分子运动剧烈，自由度大。

在化学研究和工业生产中，我们常常需要处理气体化学反应和性质，而化学实际气体和理想气体就是描述气体行为和性质的两种模型。

本文将探讨初三化学实际气体与理想气体的区别。

一、分子间相互作用力的差异化学实际气体和理想气体的最大区别在于分子间相互作用力。

在理想气体中，假设气体分子之间不存在相互作用力，可以近似看作是点状物体。

这种理想化的模型使得我们可以简化计算和推导复杂的气体性质和化学反应。

而实际气体分子之间存在相互作用力，这种相互作用力包括引力和斥力。

实际气体的分子间相互作用力会影响气体的体积、压力和温度等性质。

因此，实际气体的行为比理想气体更为复杂。

二、体积的差异理想气体的分子间体积忽略不计，假设气体分子的体积为零，即分子可以看作是点状物体。

这样，理想气体的体积主要由气体分子的数量和运动速度决定，因而满足体积可加性原理。

而实际气体的分子间体积存在，气体分子之间相互之间占据一定的物理空间。

这样，实际气体的体积不仅与气体分子的数量和运动速度有关，还受到分子间相互作用力的影响。

三、压强的差异理想气体中，气体分子之间不存在相互作用力，因此气体分子撞击容器壁时只与壁发生碰撞，不会产生相互作用力，从而产生压强。

理想气体的压强只与气体分子的速度和数量有关。

而实际气体中，分子之间存在相互作用力，气体分子撞击容器壁时除了与壁发生碰撞外，还会与周围的分子产生相互作用力，导致压强的变化。

实际气体的压强受到分子间相互作用力和碰撞频率的共同影响。

四、温度的差异在理想气体中，温度直接与气体分子的平均动能相关，温度提高等于气体分子的平均动能增加。

而在实际气体中，温度的定义与理想气体中的温度相同，但实际气体的温度还受到分子间相互作用力的影响。

由于分子间相互作用力的存在，实际气体的温度可能与气体分子的平均动能不完全一致。