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第一章 物质的聚集态

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物质的聚集状态 课件

物质的聚集状态 课件
①微粒的数目 ②微粒的大小
③微粒之间的距离
影响物质体积大小的主要因素
微粒的 微粒的 微粒的 数目 大小 间距
固、液态 √
√
气态√
√
[结论1]
任何1mol固体物质或液体物 质所含的微粒的数目相同，微粒 之间的距离很小，但微粒的大小 不同，所以1mol固体物质或液体 物质的体积往往是不同的。
[结论2]
在温度、压强一定时，相同分子数目 的气体体积大小主要决定于气体分子之间 的距离，而不是分子本身体积的大小。
三、气体摩尔体积
1、定义：单位物质的量的气体所占的体积。
2、符号：Vm
3、单位：L·mol-1
4、表达式： V n Vm
n

V Vm
Vm=
v n
约定特例：在标准状况（273K,101kPa）
拓展视野
微粒排列 外形
晶体 规则 规则几何外形
熔点
固定熔点(mp.)
物质类型 金属/氯化钠
纯碱/冰/干冰
非晶态物质 无规则
无规则 几何外形
无固定熔点
石蜡/玻璃/水泥
小结有关气体各物理量的计算关系
÷M 质量
m ×M
物质的量 ×NA
பைடு நூலகம்
n
÷NA
粒子数 N
×Vm ÷Vm
气体
体积V
(标况）
ρ
物质
Al Fe H2O C2H5OH H2 N2 CO
交流与讨论
摩尔质量 /g.mol-1
26.98 55.85 18.02 46.07
2.016 28.02 28.01
密度
1mol物质的体积
2.70 g.cm-3 7.86 g.cm-3 0.998 g.cm-3 0.789 g.cm-3 0.0899 g.L-1 1.25 g.L-1 1.25 g.L-1

《无机及分析化学原理和应用》补充习题及答案

《无机及分析化学原理和应用》补充习题及答案

《无机及分析化学》补充习题第一章物质的聚集态1.1 选择题1．下列四种关于物态性质的说法，哪一种是错误的？( )(A)．液体和气体都有一定粘度(B)．结晶的固体是不会软化的(C)．无定形的固体都属于液体(D)．所有气体都能透光2．0.6g某元素含有3.01×1022个原子，该元素的原子量是( ) (A)．12 (B)．4 (C)．56 (D)．323．下列各组物质中，含有氧原子的物质的量相同的一组是( )(A)．0.5mol H2SO4与3.6mol H2O(B)．0.6mol氧气与0.4mol臭氧(C)．0.1mol氢氧化钠与22.4L（标准状况）一氧化碳(D)．0.5mol结晶硫酸镁（MgSO4·7H2O）与3.01×1023个蔗糖分子（C12H22O11）4．氧气、二氧化硫和三氧化硫三者的质量比为2:4:5时，它们的物质的量之比是( ) (A)．1:1:1 (B)．2:4:5 (C)．5:4:2 (D)．无法确定5．物质的量浓度的定义是________含有溶质的摩尔数。

( ) (A)．1L溶液中(B)．1000g溶液中(C)．1000g溶剂中6．质量摩尔浓度的定义是________含有溶质的摩尔数。

( ) (A)．1L溶液中(B)．1000g溶液中(C)．1000g溶剂中7．将质量分数98％的浓硫酸500g缓慢加入200g水中，得到的硫酸溶液的质量分数是（）(A)．0.49 (B)．0.245 (C)．0.196 (D)．0.708．质量分数36.5％、密度为1.19 g ·mL-1的浓盐酸，其物质的量浓度为( )(A)．5.36%5. 3619.11000⨯⨯(B)．%5.365. 3619.1 1000⨯⨯(C)．5.36%5. 3619.11⨯⨯(D)．10005. 3619.1%5.36⨯⨯9．将浓度为0.600 mol·L－1的硝酸溶液450mL，稀释为640mL，稀释后的硝酸物质的量浓度为( )(A)．0.422 mol·L－1(B)．0.422 L·mol－1(C)．4220 mol·L－1(D)．42.2 mol·L－110．在下列________种情况时，真实气体的性质与理想气体相近。

第一章 物 质 的 聚 集 状 态优秀课件 (2)

第一章 物 质 的 聚 集 状 态优秀课件 (2)

NH4NO2(s) → 2H2O(g) + N2(g)
64.04g
1mol
m(NH4NO2)=?
0.164mol
6 4 .0 4 0 .1 6 4 m (N H 4N O 2) 1 m o l 1 0 .5 g
分体积定律
分体积： 某一组分B的分体积VB是该组份单独混合 气体中存在并具有与混合气体相同温度 和压力时所占有的体积。
v 理想气体
Ø分子体积与气体体积相比可以忽略不计 Ø分子之间没有相互吸引力 Ø分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞
不造成动能损失
(1) 理想气体状态方程式：
pV = nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
组分气体B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B的
分压。
pB
nBRT V
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
p1
n1RT V
,
p2
n2 RT V
,
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
9.807m/s2)
解：T=(273+20)K=293K
海水深30m处的压力是由30m高的海水和海
面的大气共同产生。海面上的空气压力为
760mmHg，则：
p=g hw+
760mmHg 760mmg
101kPa
=9.807 m/s2 1.03103kgcm-330m+101kPa =3.03103 kgcm-1 s-2 +101kPa

第一章 化学反应的质量关系和能量关系

第一章 化学反应的质量关系和能量关系
其次，气体分子间不存在净电磁力，而等离子体中的带电粒子 之间存在库仑力；
再者，作为一个带电粒子体系，等离子体的运动行为会受到电 磁场的影响和支配。因此，等离子体是完全不同于普通气体的 一种新的物质聚集态。
2. 等离子态（续） 等离子体的应用
由于等离子体的独特性能，等离子体技术工业、农业和军 事上都有广泛的用途。 如利用等离子体技术进行金属切割/焊接、表面镀膜、表 面刻蚀等；利用等离子体制造各种新颖的光源和显示器等。 这种显示器制造电视，电视机可以像画一样挂在墙上。
例如： 1mol H2的质量为2.02×10-3kg H2的摩尔质量为2.02×10-3kg·mol-1
2. 摩尔体积：某气体物质的体积(V)除以该气体物 质的量(n) Vm = V /n 单位： m3·mol-1
例如： 在标准状况(STP)(273.15K及101.325kPa 下)，任何理想气体的摩尔体积为：
mol·L-1 物质的量浓度简称为浓度
1.2.5 气体的计量
1. 理想气体态方程：pV = nRT
p——气体的压力，单位为帕(Pa) V——体积，单位为立方米(m3) n——物质的量，单位为摩(mol) T——热力学温度，单位为“开”(K) R——摩尔气体常数
实际工作中，当压力不太高、温度不太低的情况下， 气体分子间的距离大，分子本身的体积和分子间的作 用力均可忽略，气体的压力、体积、温度以及物质的 量之间的关系可近似地用理想气体状态方程来描述。
Vm,273.15K = 0.022414 m3·mol-1 = 22.414L·mol-1 ≈ 22.4L·mol-1
1.2.4 物质的量浓度
物质的量浓度(cn)：混合物中某物质B的物质
的量(nB)除以混合物的体积(V)。 cB = nB/V

《物质的聚集状态》课件

《物质的聚集状态》课件

等离子态的生成与转化
总结词
等离子态物质的生成通常需要高能条 件，如高温或高压，而其转化则与外 部条件的变化有关。
详细描述
等离子态物质的生成可以通过加热气 体、电弧放电、激光照射等方式实现 。在一定条件下，等离子态物质可以 转化为其他聚集状态，如固态、液态 或气态。
等离子态物质的应用
总结词
等离子态物质在工业、医疗、环保等领域有广泛应用。
特性
软物质具有复杂的微观结构和动态行为，如黏滞流体、液 晶、高分子聚合物等。这些物质的聚集状态会随着温度、 压力等外部条件的变化而变化。
应用
软物质在日常生活中有着广泛的应用，如塑料、橡胶、涂 料等，同时在生物医学、材料科学等领域也有着重要的应 用价值。
量子态物质
01
定义
量子态物质是指那些表现出量子力学特性的物质，即粒子的运动状态和
特性
超固态物质具有极高的硬度和强度，同时又具有很好的弹性和韧性 。这种状态下的物质具有非常独特的物理和化学性质，如高温超导 等。
应用
超固态物质在材料科学、电子学、能源等领域具有广泛的应用前景， 如高温超导材料、超硬材料等。
软物质
定义
软物质是指那些在常温常压下表现出柔软、黏滞、流动性 等特性的物质。与硬物质不同，软物质在受到外力作用时 容易发生形变。
多领域得到应用。
THANKS
感谢观看
位置具有不确定性，同时表现出波粒二象性。
02
特性
量子态物质具有许多奇特的性质，如量子纠缠、量子隧道效应等。这些
性质使得量子态物质在信息处理、量子计算等领域具有巨大的潜力。
03
应用
目前量子态物质的应用主要集中在理论研究和实验室实验阶段，如量子

教学课件：第一章-物质的聚集状态

教学课件：第一章-物质的聚集状态
气象观测
气态物质如空气中的水蒸气、二氧化碳等，用于气象观测和气候变 化研究，对环境保护和气候预测具有重要意义。
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气体定律与状态方程
1 2 3
理想气体定律
理想气体遵循玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克 定律，这些定律描述了气体在不同条件下的状态 变化。
状态方程
理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P表示压 强，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数， T表示温度。
实际气体近似
对于压强较大或温度较低的气体，实际气体可以 近似为理想气体。
04 气态物质
气体分子运动论
01
分子运动论的基本假设
气体由大量做无规则运动的分子组成，分子之间相互作用力可以忽略。
02
分子平均动能
气体分子的平均动能与温度成正比，温度越高，分子运动越剧烈。
03
分子分布
气体分子在空间的分布是均匀的，但在单位时间内与器壁碰撞的分子数
与气体分子速率大小有关，呈现出“中间多、两头少”的分布规律。
流动性
液体具有一定的流动性，可以流动 和变形。
液体的相变与热力学性质
熔点和沸点
熔点和沸点是液体物质的重要热 力学性质。
热容量和导热性
液体的热容量和导热性与温度有 关，不同液体有不同的热容量和
导热性。
相变过程
液体在一定条件下可以发生相变， 如蒸发或凝固。
液体中的溶解与扩散
溶解度
不同物质在液体中的溶解度不同。
气体的相变与热力学性质
相变
01
气体在一定条件下可以发生相变，例如液化、凝华等。相变过
程中气体的热力学性质会发生显著变化。

第一章 物质的聚集状态


1-2 气体
理想气体状态方程式
pV ＝ nRT R----摩尔气体常数
R=8.314(Pam3mol-1K-1)=8.314(kPaLmol-1K-1)
=8. 314(Jmol -1K–1)
m pV RT M
pM RT
1-2 气体
二、道尔顿分压定律
组分气体： 理想气体混合物中每一种气体。 分压： 组分气体i 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i 的 分压。 ni RT pi V
同的，前者是0.10mol， 后者为0.020mol。
Question 1
1mol N a3PO4与3mol (1/3 Na3PO4 ) 的基本单元和基本单元数是否相同？质 量是否也相同？摩尔质量比是多少？
（同学们思考回答） 基本单元 前者 后者 Na3PO4 1/3 Na3PO4 基本单元 数 1 mol 质量 摩尔质量
1-4 非电解质稀溶液的依数性
Problem ：在纯溶剂中加入难挥发的物质 （比如在水中加入定量的蔗糖）以后，溶 液的蒸气压又会如何变化呢？ 在纯溶剂中加入难挥发的物质以后， 达平衡时，p溶液总是小于同 T 下的p纯溶剂 ， 即溶液的蒸气压下降。 蒸气压下降值△p=p纯－p液。
1-4 非电解质稀溶液的依数性
1-1 分散系
1-2 气体 1-3 溶液的浓度 1-4 非电解质稀溶液的依数性 1-5 胶体溶液
1-6 高分子溶液和乳浊液
1-7 电解质溶液
1-1 分散系
一、分散系的概念： 二、分散系的分类：
1-1 分散系
一、分散系的概念：
一种或几种物质分散成微小的粒子分 布在另一种物质中所构成的系统称为分散系 (disperse system)。 被分散的物质称分散质 (disperate)，亦 称分散相(disperated phase)； 起分散作用的物质称为分散剂 ( dispersant)， 亦 称 分 散 介 质 ( dispersing medium)。

绪论第一章物质的聚集状态-PPT精品文档


理解液体的气化、饱和蒸气压、沸点、凝固点等概念和 实际意义以及非电解质稀溶液的依数性；
NECPKU, College Chemistry, Department of Materials Science and Engineering
§1-1 气体
通常用气体的物质的量n 压力p 温度T 体积V 来描述气体的状态
大学化学
分析化学的内容
原子吸收光谱 酸碱滴定 配位滴定 原子发射光谱 紫外可见光谱 红外光谱 核磁共振 质谱 色谱 电化学分析法
定量分析
氧化还原滴定 沉淀滴定 重量分析
仪器分析
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显然这样理想化的气体是不存在 的，而都是实际气体. 但实际气 体，在低压、高温的条件下可近 似看作理想气体.
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理想气体状态方程式 ：
pV = nRT
式中p是气体压力，单位：Pa(帕斯卡)
大学化学
无机化学的内容主要包括
化学反应的限度和反应的方向性
化学反应速率及化学反应速率理论
无机化学原理
原子结构
分子结构 无机化学的四大平衡
酸碱电离平衡
沉淀溶解平衡
氧化还原平衡 配位平衡
元素无机化学
-------元素单质及化合物的结构、性质、制备应用、鉴别、分 离及去除.
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物质的聚集状态课件


等离子态是指气体中的 原子或分子在受到足够 的能量激发时，电子被 电离出来形成自由电子 和离子，呈现出一种高 度离解的状态，如太阳 和其他恒星。
物质聚集状态转变
物质聚集状态的转变是由于温度、压力、磁场等外部条件的变化而引起的。
聚集状态的转变通常伴随着物质物理性质和化学性质的显著变化。
在实际应用中，物质的聚集状态转变具有重要的意义，如工业生产中的结晶、升华、 熔化和凝固等过程，以及自然界中的天气变化、生命活动等过程。
理想气体定律
理想气体定律是描述气体压力、温 度和体积之间关系的一个基本定律， 它指出在一定温度下，气体的压力 与体积成反比。
03
液体
液体的分子运 动
分子运动
液体中的分子不断进行无 规则运动，这种运动受到 分子间相互作用力的影响。
分子间相互作用力
液体分子间存在相互作用 力，这种力使得分子在液 体状态下保持聚集状态。
晶格结构参数
描述晶体结构中原子或分子的间距和排列方式。
固体的基本性 质
1 2 3
热膨胀性 固体在温度变化时，体积发生改变。
电导率 固体材料中电子的迁移率，反映材料的导电性能。
光学性质 固体材料对光的吸收、反射和透射等性质。
固体的力学性 质
弹性
01
固体在外力作用下发生形变，形变与外力成正比，外力撤去后
工业生产 在工业生产中，研究物质的聚集状态有助于优化生产工艺 和提高产品质量，例如通过控制物质的聚集状态改善金属 的加工性能和机械性能。
THANKS
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物质的聚集状态课件
目录
CONTENTS
• 物质的聚集状态研究的意义和应
01
物质的聚集状态简 介
物质的聚集状态定义

第1章 物质的聚集状态-第一章 物质的聚集态


PC2 H 4 ,前 P总，前

2400 Pa 0.3462 6933Pa
此即为原来混合物中 C2H4 的摩尔分数 0.3462。 例 1.7 市售浓硫酸密度为 1.84g ·mL-1，质量分数为 98％，现需 1.0L、2.0 mol·L－1 的硫酸 溶液，应该如何配制？ 解 稀释前后溶质 H2SO4 的质量保持不变，H2SO4 的摩尔质量为 98 g·mol－1。设需用浓 H2SO4 x mL。 则 1.0L×2.0 mol·L－1×98 g·mol－1 ＝ x ×1.84 g ·mL-1×98％ x = 1.1×102 mL 用量筒量取 110mL 浓硫酸，慢慢倒入盛有大半杯水的 1L 烧杯中，且搅拌，待溶液冷却 后再转入试剂瓶中，加水稀释至溶液最后的体积为 1.0L，并摇匀。
nH2
mH 2 M H2

20.0g 9.90mol 2.02g mol1
再由理想气体状态方程式 pV = n RT 求 CO 和 H2 的分压：
nCO RT 5.00mol 8.314 kPa L mol 1 K 1 300K 249kPa V 50.0L n H RT 9.90mol 8.314 kPa L mol 1 K 1 300 K PH 2 2 494 kPa V 50.0 L PCO
P总，后＝
n H ，前 n总，后 RT , PH 2，前＝ 2 RT V V
所以 PH 2，前＝P总，后＝4533Pa
PC2 H 4，前 ＝P总，前－PH 2，前
＝6933Pa 4533Pa 2400Pa
由
PC2 H 4 ,前 P总，前
＝
nC2 H 4 ,前 n总，前
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在理想气体混合物中，任意组分气体的分体积等于 同温下该气体单独存在并具有混合气体的总压力时所占 有的体积。
T V总 p总 n总
T VB p总 nB
p总
V总=n总RT/ p总 V B=nBRT/p 总 体积分数：VB/V总=nB/n总=xB
注意：在理想气体状态方程中，分体积与分压不能同 时出现，分体积对应的是总压，分压对应的是总体积。
例1：在273.15 K和1.01325×105 Pa压力下，测得某气 体的密度为1.340 g·dm-3。求此化合物的摩尔质量。
pV = nRT
M = ρRT
p
例2：在一定的温度和压力下，560mL的CO2重 1.00g；在相同温度和压力下，另一880mL的气体 重1.50g。试求另一气体的相对分子质量。
P总V B = nBRT P总V总= n总RT
P B V总= nBRT P总V总= n总RT
例3：现有混合理想气体，其中组分i的物质的量、分 压和体积分别用ni、pi及Vi表示，则下列关系式正确的
是：（pT代表总压，VT代表总体积） 2、6、7
(1) piVi = niRT (2) piVT = niRT (3) pTVT = niRT (4) pTVi = nTRT (5) piVT ＝nTRT (6)piVT ＝miRT/Mi (7) pTVT = nTRT
pV = nRT
(2) 气体摩尔质量等的计算
pV = nRT
pV = m RT M
M = mRT pV
M:气体相对分子质量 g⋅mol-1
(3) 气体密度的计算
M = mRT pV
ρ= m / V
M = ρRT
p
ρ = pM
RT
(4) 物n RT V
p = cRT
1J = 1N·m=(N/m2) ·m3= Pa·m3 1atm = 101.325 kPa
说明：
（1）无论理想气体是单一的还是混合的均服从，该 式与理想气体的种类无关。
(2)从历史上看，由实验定律
pV=nRT
为方便记忆，pV=nRT 实验条件 实验定律
2. 理想气体实验定律
玻-马定律 定n.T,pV=常数
p2V2 = p1V1
盖·吕萨克定律定n.p,V/T =常数
V1 = T1 V 2 T2
查理定律定n.V,p/T=常数
p1 = T1 p 2 T2
阿伏加德罗定律 定T.p, V/n=常数
定T.V, p/n=常数
pVm=RT pV=nRT
理想气体 状态方程
3、理想气体状态方程的应用
(1) 计算p，V，T，n四个物理量之一
未命名
气体扩散定律 混合理想气体
定律
稀溶液的依数性
理想气体定律
不同聚集状态物质的结构与性质
物质的聚 集状态 固态
液态
气态
微观结构
微粒排列紧 密,微粒间的
空隙很小 微粒排列较 紧密,微粒的
空隙较小 微粒之间的
距离较大
微粒的运动 方式
宏观性质
在固定的位 有固定的形状,几 置上振动 乎不能被压缩
可以自由移 没有固定的形状,
例4：下列各不同质量气体的混合气体中，分压最大的是
(A) 2.0 g He (B) 2.0 g N2
动
不易被压缩
可以自由移 没有固定的形状,
动
容易被压缩
一、理想气体状态方程
1. 理想气体：
（1）分子本身的体积与分子之间的距离相比 可以忽略不计，分子之间的作用力可以不考 虑的那种气体叫理想气体。 实际气体只有在高温低压下近似看成是理想气体。
（2）在任何温度和压力下都能严格遵守
pV=nRT方程的那种气体叫理想气体。
理想气体状态方程： pV=nRT
P：气体压强 V：体积 n：物质的量 T：热力学温度 R：摩尔气体常数
R = 8.314 kPa⋅L⋅K-1⋅mol-1 = 8314 Pa⋅L⋅K-1⋅mol-1
P : Pa, V: m3 R= ?
标准状况
p = 101.325 kPa T = 273.15 K Vm = 22.414 L
a和b称为范德华常数。可查，有意义。
二、 混合理想气体定律
1. 道尔顿（Dalton）分压定律
分压（力)：pB = p总xB
摩尔分数(物质的量分数）xB：某组分的物质的量与混合 气体总的物质的量之比
p1 + p2 + p3 + ... = p总x1 + p总x2 + p总x3 + ...
= p总(x1 + x2 + x3 + ...)
解：因n=m/M T、P 相同
M = ρ RT
P
M x = ρx
M CO2
ρ CO2
Mx
= MCO2
ρx ρCO2
= 42.0
答：这种气体的相对分子质量为42.0。
4、实际气体状态方程
范德华（vander waals)方程
（p
+
a Vm 2
)(Vm
−
b)
=
RT
（p
+
n2a V2
)(V
−
nb)
=
nRT
pB nB
所以在理想气体混合物中，任意组分气体的分压 等于同温下该气体单独存在并占有与混合气体相同的 体积时所具有的压力。
此即道尔顿（Dalton）分压定律。
2. 阿马格（Amagat）分体积定律
分体积定义：
VB V总
= xB 体积分数
V总 = V1 + V2 + V3 + ... = ΣVB
分体积定律：
=
p总
(
n1 n总
+
n2 n总
+
n3 n总
+ ...）
∑ p总 = p1 + p2 + p3 + ... = pB
分压pB代表了某一组分B对混合气体总压的贡献。
T V总
p总 n总
T V总
pB nB
pB
=
p总 xB
=
n总V总R=T(nx总BxB )RT V总
=
nB RT V总
T V总
p总 n总
T V总
PV
n
T
Pa m3 mol K
kPa L mol K Pa L mol K atm L mol K
R 8.314 (Pa·m3·mol-1·K-1)
(J·mol-1·K-1) 8.314 (kPa.·L·mol-1·K-1) 8314 (Pa.·L·mol-1·K-1) 0.082 (atm·L·mol-1·K-1)
2. 理想气体实验定律
玻-马定律 定n.T,pV=常数
p2V2 = p1V1
盖·吕萨克定律定n.p,V/T =常数
V1 = T1 V 2 T2
查理定律定n.V,p/T=常数
p1 = T1 p 2 T2
阿伏加德罗定律 定T.p, V/n=常数
定T.V, p/n=常数
pVm=RT pV=nRT
理想气体 状态方程