当前位置：文档之家 › [工作]2分压定律和分体积定律

[工作]2分压定律和分体积定律

  • 格式：doc
  • 大小：20.50 KB
  • 文档页数：7

下载文档原格式

  / 7

合集下载

物理化学 第一章 气 体

物理化学 第一章 气 体


pV nRT
或
（1-1） (1-2)
pV
m RT M
其中的R称为摩尔气体常数，其值等于8.314J.K-1.mol-1，与气体种类无关。 理想气体状态方程只有理想气体完全遵守。 理想气体也可以定义为在任何温度、压强下都严格遵守理想气体状态方程的 气体。

实际气体处在温度较高、压力较低即气体十分稀薄时，能较好地符合这个关 系式。
图1.2 混合气体的分体积与总体积示意图

在压力很低的条件下，可得V=VA+VB，即混合气体的总体积等于所
有组分的分体积之和，称为阿马格分体积定律。通式为

V V i
式中 VB——组分B的分体积。 根据理想气体状态方程有
nB VB RT p
（1-5）
n总 V总 RT p
（1-
pV ZnRT
（1-16）
在压力较高或温度较低时，真实气体与理想气体的偏差较 大。定义“压缩因子（Z）”来衡量偏差的大小。
pV Z nRT

Z →
V V nRT / p V理想

等于同温、同压下，相同物质量的真实气体与理想气体的体
积之比。

理想气体的 pV=nRT ， Z =1。
对于真实气体，若Z＞1，则V＞ V(理想)，即真实气体的体积 大于理想气体的体积，说明真实气体比理想气体难于压缩；
（1-13）
称为截项维里方程，有较大的实用价值。 当压力达到几MPa时（5MPa左右），第三维里系数渐显重要，其近 似截断式为：
Z

pV B C 1 2 RT V V
（1-14）
第四节 对应态原理及普遍化压缩因子图 一.对应态原理 二.压缩因子法 三.普遍化压缩因子图

2 第二章 物质的状态

2 第二章 物质的状态
气体扩散定律可用于测定气态物质的相对分子质量。
§2.2
固 体
在第八章讲
§2.3 液体与溶液
1. 液体的蒸发与凝固 1)液体的蒸发 (1)蒸发过程及蒸气压
蒸 发 凝 聚
饱和蒸气
饱和蒸气压（简称蒸气压）
液体的蒸气压是液体的特征之一，它 与液体量的多少和在液体上方的蒸气体积 无关，而与液体本性和温度有关。同一温 度下，不同液体有不同的蒸气压；在不同 温度时每种液体的蒸气压也不同。通常把 蒸气压大的叫做易挥发性物质，蒸气压小 的叫做难挥发性物质。
pi＝(ni/n)p＝xip (可由pV=nRT和pi=niRT推导得出)
该式为气体分压定律的另一种表达式，即 混合气体中，某组分气体的分压等于该组 分气体的摩尔分数和总压之乘积。
2)分体积定律 分体积是指混合气体中任一气体在 与混合气体处于相同温度下，压力与混 合气体总压相同时所占有的体积。混合 气体的总体积等于各种气体的分体积的 代数和，有 V＝∑Vi 同样可得 Vi＝xiV
水的相图是将水的蒸气 压随温度的变化曲线、冰的 蒸气压随温度的变化曲线、 水的冰点(水的凝固点)随压 力的变化曲线融合在一个图 中构成的，可以根据实验绘 制，如图所示。 气、液、固三个单相区 OC线是气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线 OB线是气-固两相平衡线，即冰的蒸气压曲线 OA线是液-固两相平衡线
② 溶胶的相互聚沉 将两种带异号电荷的溶胶以适当的数 量相互混合时，由于电性中和，也能发生 相互聚沉作用。 ③ 适当加热往往也可促使溶胶聚沉 这主要是因为加热可以使胶体粒子的 运动加快，增多胶粒相互接近或碰撞的机 会，而且加热会使胶核减弱对离子的吸附 作用和水合程度，从而有利于溶胶聚沉。
3)溶液的沸点上升和凝固点下降

物理化学课件分压定律和分体积定律.

物理化学课件分压定律和分体积定律.
2018/12/7
（2) 压力修正
器 壁
内部分子
靠近器壁的分子
分子间相互作用减弱了分子对器壁的碰撞， 所以：

2018/12/7
p= p理－p内 p内= a / Vm2 p理= p + p内= p + a / Vm2
a为范氏常数，其值与各气体性质有关，均为正 值。一般情况下，分子间作用力越大， a值越大。 将修正后的压力和体积项引入理想气体状态方 程：
VB y BV
y B=1
理想气体混合物的总体积V为各组分分体积VB*之和： yB = 1 V= VB*
n RT n B RT B V VB p p p B B n B RT VB p 理想气体混合物的总体积，等于气体B在与气体混 合物具有相同温度及压力条件下所占有体积的总和。 阿玛格分体积定律
注:该定律仅适用于理想气体,低压真实气体近似 服从该定律
2018/12/7
n
B
RT
气体混合物的平均摩尔质量 假定混合气体各组分之间不发生任何化学反应 , 组分A的物质的量为 nA,摩尔质量为MA;组分B的物 质的量为nB,摩尔质量为MB,则由A和B组成的混合 物体系的摩尔质量M,令nA+nB=n,则有
l2018/12/7 继续增加外压，液体被压缩，体积变化不大。
在敞口容器中，液体的饱和蒸气压等于外压时， 液体发生剧烈的汽化现象，称为沸腾，此时的温 度称为沸点 饱和蒸气压 1个大气压时的温度称为正常沸点 (373.15K) 饱和蒸气压 1个标准压力（ 1个标准压力=100kPa， p)时的温度称为标准沸点(372.78K)
第一章 气体的pVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性质
理想气体混合物的分压定律和分体积定律

工程热力学第二章

工程热力学第二章

n
i
i
混合气体的折合气体常数
R R = eq Meq R nR ∑ni Mi R ∑mR i i i = 0= 0= = m m m m n = ∑gi R i
五、分压力的确定
piV = ni R T pi ni 0 = = xi 或 pi = xi p = ri p pV = nR T p n 0
混 合 气 体 第i种组成气体 相对成分
m mi
n ni
V Vi
相对成分= 相对成分=
分 总
量 量
质量分数：
摩尔分数：
体积分数：
m gi = i , m ni xi = , n V r= i, i V
∑g =1
i
∑x =1
i
∑r =1
i
Vi为分体积
gi、xi、ri的转算关系
V ni i = ⇒xi = r i V n
=q02-q01
= ∫ cdt − ∫ cdt
0 0 t2 t1
= c 0 ⋅ t2 − c 0 ⋅ t1
t2 t1
c 0 , c 0 表示温度自 °C到t1和0°C到t2的平均比热容. 0
t2 t1
q ct = 1 t2 −t1
t2
∫ = ∫ =
t
t2
t1
cdt
t2
t2 −t1
0 t1
cdt + ∫ cdt
通用气体常数不仅与气体状态无关，与气 体的种类也无关 R =8.314J /(mol ⋅ K)
0
气体常数与通用气体常数的关系：
m pV = nR T = R T 0 0 M pV = mR T
R0 R= 或 R0 = M R M

物理化学课件分压定律和分体积定律.

物理化学课件分压定律和分体积定律.
一般情况下，范氏方程只能满足几十标准压力 下气体的PVT性质的描述。
2023/11/10
压缩因子法
由Z的定义式可知, pV=ZnRT
维里方程
pVm=RT(1+B/Vm+C/Vm2+D/Vm3+•••)
气体的液化与液体的饱和蒸汽压
实际气体分子间存在吸引力, 从而能发生一种理 想气体不可能发生的变化——液化.气体的液化一般 需要降温和加压. 降温可减小分子热运动产生的离 散倾向, 加压则可以缩小分子间距从而增大分子间 引力.
值.
00-7-22
20
普遍化压缩因子图
将对比状态参数的表达式引入压缩因子 Z 的定义中, 得
def Z
pVm RT
pCVC prVr RTC Tr
ZC
pr Vr Tr
式中右方第一项为临界点处的压缩因子ZC, 实验 表明多数实际气体的 ZC 在 0.270.29 的范围内（参
阅表1-2）, 可看作常数;根据对应状态原理,在Tr和pr 一定时, pr也一定,因而,压缩因子Z近似为一定值,即 处于对比状态的各种气体具有相同的压缩因子，它是
分压力：混合气体中某一组分B的分压力pB是该
组份单独存在并具有与混合气体相同温度和体积
时所具有的压力。
注: 总压是构成该混合物的各组分对压力所做的贡 献之和; 气体混合物中每一种气体叫做组分气体。
yB = 1
p = pB
混合理想气体：
pB (nA nB
B
nC
) RT V
B
nB
Tr和pr的一个双变量函数.
00-7-22
21
VB yBV
y B=1
V 混合气体总体积, yB 组分B的物质的量分数

沈维道《工程热力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第12~13章)【圣才出品】

沈维道《工程热力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第12~13章)【圣才出品】

V Vi
i
道尔顿分压力定律和亚美格分体积定律只适用于理想气体状态。
2．混合气体的成分
（1）气体混合物占组成含量百分数分类
①质量分数；
1 / 64
(12-3)
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

②摩尔分数；
③体积分数。
（2）各种百分数的表示方法
①质量分数是组分气体质量与混合气体总质量之比，第 i 种气体的质量分数用 wi 表示
律。
（2）分体积定律
另一种分离方式如图 l2-1 所示。各组成气体都处于与混合物相同的温度、压力(T、p)
下，各自单独占据的体积Vi 称为分体积。对第 i 种组成写出状态方程式为 pVi ni RT
(12-2)
图 l2-1 理想气体分体积示意图 对各组成气体相加，得出
pVi RT ni
i
i
可得
i
xi
i
Rg ,eq
1
Rg ,eq Rg .i wi
i
（12-10）
二、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 1．理想气体混合物的比热容
混合气体的比热容是 lkg 混合气体温度升高 l℃所需热量。1kg 混合气体中有 wi kg 的
第 i 组分。因而，混合气体的比热容为
c wici
i
同理可得混合气体的摩尔热容和体积热容分别为
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

沈维道《工程热力学》（第 4 版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第 12 章 理想气体混合物及湿空气
12.1 复习笔记
一、理想气体混合物 1．分压力定律和分体积定律 （1）分压定律
p pi

1. 2 混合气体的分压定律

1. 2 混合气体的分压定律
求发生反应 NH3 + HCl ——— NH4Cl 在玻璃管中产生白烟的位置。
解：设 t 时间后发生反应，玻璃 管中产生白烟的位置距 NH3 端 x cm， 则距 HCl 端（ 100 － x ）cm。
x
100 － x
NH3
NH4Cl
HCl
x
100 － x
NH3
NH4Cl
HCl
由公式 得
A B
即组分气体的分压，等于总压 与该组分气体的体积分数之积。
例 1. 1 某温度下，将 2 105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 105 Pa 的 N2 6 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中。
求各组分气体的分压及 混合气体的总压。
解：根据分压的定义求组分气体的分压，
O2 V1 = 3 dm3 ， p1 = 2 105 Pa ，
ni n
= xi
故
pi = p总•xi
即组分气体的分压等于总压 与该组分气体的摩尔分数之积。
p总 Vi = ni R T
p总V总 = n R T
（3） 又 （1） 得
Vi V总
=
ni n
（3） （1）
Vi V总
=
ni n
= xi
又有
pi = p总•xi
故
pi
=
p总•
Vi V总
pi
=
p总•
Vi V总
第 i 种组分气体的分体积， 用 Vi 表示
应有下面关系式 p总Vi = n i R T
第 i 种组分气体的分体积 Vi ，
与混合气体的总体积 V总 之比
Vi V总
称为该组分气体的体积分数。
1. 2. 2 分压定律 —— 分压与总压的关系

第二章 物质的聚集状态

第二章 物质的聚集状态
第二章 物质的聚集状态
2.1 2.2 2.3 2.4 气体 固体 液体 液晶态
2.5
等离子体
2.1
气体
2.1.1
理想气体定律 实际气体的状态方程
2.1.2
2.1.3
临界现象和超临界流体
2.1.1
理想气体定律
1
2
理想气体 状态方程式
理想气体的 分压定律和 分体积定律
1． 理想气体状态方程式
(1) 为什么引入理想气体的概念
超临界状态容易达到，设备投资不高；
聚苯乙烯泡沫塑料绿色生产技术
聚苯乙烯+发泡剂→聚苯乙烯泡沫塑料 →快餐饭盒、包装、减震、保温材料。 Dow化学公司开发出一种用液态二氧化碳 完全替代有机发泡剂生产聚苯乙烯泡沫 塑料的新技术，可生产厚度小于1.27cm 的泡沫塑料食品包装板，每年可减少 1500吨以上的二氟二氯甲烷或二氟一氯 甲烷的排放。
(5～30) ×10-3
(1~9) ×10-5
(30～70) ×10-3
(0.2~0.3) ×10-3
(70～250) ×10-3
超临界二氧化碳作为溶剂
当二氧化碳温度超过31℃，压力超过7.38 M Pa时就称 为超临界二氧化碳， 超临界二氧化碳作为溶剂： 从来源上看，是生产合成氨和天然气的副产物。对它加 以利用只会减少二氧化碳的排放，故不会加剧温室效应。 不燃烧，不形成光化学烟雾，也不破坏臭氧层，有利于 操作人员健康。 二氧化碳虽能引起窒息，但允许浓度比有机溶剂低10～ 100倍，不会发生中毒和爆炸事故。 它能溶解许多有机化合物，而且易分离。
例:在 101.325KPa和 15.0℃情况下在水面上收 集0.5升CO2 ,在0℃和101.325KPa时体积是多 少？已知15.0℃ 时水 的 蒸汽压为1.7065KPa.

(完整版)2分压定律和分体积定律

(完整版)2分压定律和分体积定律

2008---2009学年第二学期第1周第1页（共5页）第二节理想气体混合物的两个定律复习回忆：1、理想气体状态方程的数学表达式；2 、理想气体微观模型的特征。

讲授新课:一、分压定律1、基本概念（1）道尔顿分压定律：低压下气体混合物的总压等于组成该气体混合物的各组分的分压力之和，这个定律称为道尔顿分压定律。

（2）分压力：所谓分压力是指气体混合物中任一组分B单独存在于气体混合物所处的温度、体积条件下所产生的压力P B。

2、道尔顿分压定律的数学表达式P（T,V） P A仃,V） P B仃,V） L或p P B（1-4）B对于理想气体混合物，在T、V 一定条件下，压力只与气体物质的量有关，根据理想气体状态方程，有PV ,n 门人n B n c LRTP A V P B V P c V LRT RT RT（P A P B P c L）V / RT故有P （P A P B P c L ）或P P BB适用范围：理想气体混合物或接近于理想气体性质的气体混合物。

3、气体物质的量分数与分压力的关系气体混合物中组分B的分压力与总压力之比可用理想气体状态方程得出P B n B RT /V n By BP nRT/V n即P B y B P （1-5）式中yB ――组分B的物质的量分数式（1-5 ）表明，混合气体中任一组分的分压等于该组分的物质的量分数与总压的乘积。

例题1-3某烃类混合气体的压力为100kPa,其中水蒸气的分压为20 kPa，求每100mol2008---2009学年第二学期第1周第2页（共5页）该混合气体中所含水蒸气的质量。

解：p=100kPa , p（H2O）=20kPa , n=100mol , M （H2O）=18 x10-3kg/molB2008---2009学年 第二学期 第1周第3页（共5页）y（H 2。

）営而。

2n(H 2。

) y(H 2O)n 0.2 100 20mol100mol 混合气体中水蒸气的质量 m （H 2。

分压力和分体积的定义

分压力和分体积的定义

分压力和分体积的定义分压力和分体积是化学中常用的概念，旨在描述气体和液体在不同条件下的物理性质。

本文将从深度和广度的角度对这两个概念进行全面评估，并对其定义和应用进行详细讨论。

我们将以从简到繁、由浅入深的方式来探讨这个主题，以便读者能更深入地理解并灵活应用。

一、分压力的定义及背景介绍1.1 压力的基础概念我们需要了解压力的基本概念。

在物理学中，压力定义为单位面积上的力的作用。

1.2 分压力的概念接下来，我们引入分压力的概念。

分压力是指气体混合物中每个组分对总压力的贡献。

根据道尔顿定律，气体混合物中每个组分的分压力等于该组分在混合气体中所占的体积分数乘以总压力。

1.3 分压力的应用分压力的概念在化学反应和气体收集中具有重要的应用。

在化学反应中，分压力可以用来确定反应的平衡常数和反应速率。

在气体收集中，通过将气体通入到一定体积的容器中，利用分压力可以计算出气体的体积。

二、分体积的定义及背景介绍2.1 体积的基本概念在继续探讨分体积之前，我们需要了解体积的基本概念。

在物理学和化学中，体积是指占据一定空间的物质所占的空间大小。

一般情况下，体积可以通过测量长度、宽度和高度来计算得出。

2.2 分体积的概念分体积是指液体混合物中每个组分所占据的体积。

根据混合物的成份不同，各组分占据的体积也会不同。

2.3 分体积的应用分体积在溶液浓度计算、溶解度和物理化学性质研究等方面有广泛的应用。

在溶液浓度计算中，通过测量溶液中每个组分所占据的体积可以计算出其浓度。

在溶解度和物理化学性质研究中，分体积可以用来确定溶质在溶液中的分布和相互作用程度。

三、分压力与分体积之间的关系通过以上的介绍，我们可以看到分压力和分体积在描述混合物中各组分的性质和分布时具有重要的作用。

然而，分压力和分体积并不是完全独立的概念，它们之间存在一定的关系。

在理想气体状态下，根据道尔顿定律和理想气体状态方程，可以得到分压力与分体积的关系式。

对于混合气体，每个组分的分压力可以通过浓度和总压力来计算。

物理化学课件分压定律和分体积定律

物理化学课件分压定律和分体积定律

在敞口容器中，液体的饱和蒸气压等于外压时， 液体发生剧烈的汽化现象，称为沸腾，此时的温 度称为沸点
饱和蒸气压 1个大气压时的温度称为正常沸点 (373.15K)
饱和蒸气压 1个标准压力（ 1个标准压力=100kPa， p)时的温度称为标准沸点(372.78K)
饱和蒸气压是物质在一定温度下处于液气平衡共 存时蒸汽的压力，是纯物质特有的性质，由其本 性决定；其大小是温度的函数，是衡量液体蒸发 能力或液体分子逸出能力的一个物理量。
组分A的物质的量为nA,摩尔质量为MA;组分B的物 质的量为nB,摩尔质量为MB,则由A和B组成的混合 物体系的摩尔质量M,令nA+nB=n,则有
M
m n
nAMA nBMB n
nA n
MA
nB n
MB
即
M yAMA yBMB
该公式对多组分气体也同样适用,也适用于液体和
固体混合物,对任意组分,其计算平均摩尔质量通
第一章 气体的pVT性质
理想气体混合物的分压定律和分体积定律
真实气体的液化与液体的饱和蒸汽压 对应状态原理与压缩因子图
理想气体混合物的分压定律和分体积定律
道尔顿（Dalton）分压定律
鉴于热力学计算的需要，提出了既适用于理
想气体混合物，又适用于非理想气体混合物的分
压力定义 pB yBp
y B=1
压缩空间减小1。mol气体的可压缩空间以 (Vm - b)表示。 b为一范氏常数，恒为正值，其大小与气体性
质决定。 一般情况下，气体本身体积越大，b值也 越大。
对2020体/5/7积修正后，p(Vm - b)=RT。
（2) 压力修正
器 壁
2020/5/7
内部分子

道尔顿定律和阿玛格定律

道尔顿定律和阿玛格定律

第二节 道尔顿定律和阿玛格定律 一、混合理想气体的性质
1、分压定律
1）. 分压：指气体混合物中任一组分B 单独存在于气体混合物所处温度、体积条件下产生的压力p B 。

2）. 道尔顿定律：低压下气体混合物的总压等于组成该气体混合物的各组分数学表达式为： ∑=B
B p p ； p y =p B B
条件：理想气体混合物和低压下的实际气体混合物，且各气体在混合前后的温度与体积相同。

理想气体混合物的分压 P B =
V
RT n B
小结：通过本次课的学习了解物理化学的主要内容，掌握理想气体的状态方程。

理解理想气体的基本概念及气体基本定律。

2、分体积定律
1）. 分体积：分体积就是指气体混合物中的任一组分B 单独存在于气体混合物所处的温度、压力条件下占有的体积B V 。

2）. 分体积定律：低压气体混合物的总体积等于组成该气体混合物的各组分的分体积之和。

+
V 1 V 2 V =V 1＋V 2
＋
P 1 P 2 P = P 1＋P 2
分压定律实验示意图
气体1 n 1
T 、P 气体2 n 2 T 、P 混合气体 n 1＋n 2 T 、P
气体 2 n 2 T 、V 混合气体 n 1＋n 2
T 、V
气体 1
n 1
T 、V。

(完整版)2分压定律和分体积定律

(完整版)2分压定律和分体积定律

第二节 理想气体混合物的两个定律复习回忆：1、理想气体状态方程的数学表达式；2、理想气体微观模型的特征。

讲授新课：一、分压定律1、基本概念（1）道尔顿分压定律：低压下气体混合物的总压等于组成该气体混合物的各组分的分压力之和，这个定律称为道尔顿分压定律。

（2）分压力：所谓分压力是指气体混合物中任一组分B 单独存在于气体混合物所处的温度、体积条件下所产生的压力p B 。

2、道尔顿分压定律的数学表达式(,)(,)(,)A B p T V p T V p T V =++L或 B B p p=∑ （1-4）对于理想气体混合物，在T 、V 一定条件下，压力只与气体物质的量有关，根据理想气体状态方程，有()/A B C C A B A B C pV n n n n RTp V p V p V RT RT RTp p p V RT ==+++=+++=+++L L L 故有 ()A B C p p p p =+++L 或 B B p p=∑适用范围：理想气体混合物或接近于理想气体性质的气体混合物。

3、气体物质的量分数与分压力的关系气体混合物中组分B 的分压力与总压力之比可用理想气体状态方程得出//B B B B p n RT V n y p nRT V n=== 即 B B p y p = （1-5） 式中 yB ——组分B 的物质的量分数式（1-5）表明，混合气体中任一组分的分压等于该组分的物质的量分数与总压的乘积。

例题1-3 某烃类混合气体的压力为100kPa ，其中水蒸气的分压为20 kPa ，求每100mol 该混合气体中所含水蒸气的质量。

解：p=100kPa ，p(H 2O)=20kPa ，n=100mol ，M （H 2O ）=18×10-3kg/mol由式（1-5）得22()20()0.2100p H O y H O p === 又 22()()n H O y H O n= 所以 22()()0.210020n H O y H O n mol ==⨯= 100mol 混合气体中水蒸气的质量m(H 2O)为3222()()()2018100.36m H O n H O M H O kg -==⨯⨯=课堂练习题1、某气柜内贮有气体烃类混合物，其压力p 为104364Pa ，气体中含水蒸气的分压力p(H 2O)为3399.72Pa 。

2分压定律和分体积定律

2分压定律和分体积定律

第二节 理想气体混合物的两个定律复习回忆：1、理想气体状态方程的数学表达式；2、理想气体微观模型的特征。

讲授新课：一、分压定律1、基本概念（1）道尔顿分压定律：低压下气体混合物的总压等于组成该气体混合物的各组分的分压力之和，这个定律称为道尔顿分压定律。

（2）分压力：所谓分压力是指气体混合物中任一组分B 单独存在于气体混合物所处的温度、体积条件下所产生的压力p B 。

2、道尔顿分压定律的数学表达式(,)(,)(,)A B p T V p T V p T V =++或 B B p p=∑ （1-4）对于理想气体混合物，在T 、V 一定条件下，压力只与气体物质的量有关，根据理想气体状态方程，有()/A B C C A B A B C pV n n n n RTp V p V p V RT RT RTp p p V RT ==+++=+++=+++ 故有 ()A B C p p p p =+++ 或 B Bp p =∑适用范围：理想气体混合物或接近于理想气体性质的气体混合物。

3、气体物质的量分数与分压力的关系气体混合物中组分B 的分压力与总压力之比可用理想气体状态方程得出//B B B B p n RT V n y p nRT V n=== 即 B B p y p = （1-5） 式中 yB ——组分B 的物质的量分数式（1-5）表明，混合气体中任一组分的分压等于该组分的物质的量分数与总压的乘积。

例题1-3 某烃类混合气体的压力为100kPa ，其中水蒸气的分压为20 kPa ，求每100mol 该混合气体中所含水蒸气的质量。

解：p=100kPa ，p(H 2O)=20kPa ，n=100mol ，M （H 2O ）=18×10-3kg/mol由式（1-5）得22()20()0.2100p H O y H O p === 又 22()()n H O y H O n= 所以 22()()0.210020n H O y H O n mol ==⨯= 100mol 混合气体中水蒸气的质量m(H 2O)为3222()()()2018100.36m H O n H O M H O kg -==⨯⨯=课堂练习题1、某气柜内贮有气体烃类混合物，其压力p 为104364Pa ，气体中含水蒸气的分压力p(H 2O)为3399.72Pa 。

3-理想气体

3-理想气体

例题1、在300K时，将101.3KPa、2.00×10-3m3的氧气 与50.56KPa、2.00×10-3m3的氮气混合，混合后温度为 300K，总体积为4.00×10-3m3，求总压力为多少？
解： 方法一 PV 101.3 1000Pa 2.00103 m3 n(O2 ) 0.0812 m ol 1 1 RT 8.314J m ol K 300K
3 3
3
求：
m?
解： 3 3 3 PV 5.0010 Pa 2.0010 m 6 n 4.0110 m ol 1 1 1 RT 8.314J m ol K 300K
m nM 4.01106 mol 2.016103 Kg / mol 8.08103 Kg
P( N2 ) 0.75101325 Pa 75993 .75Pa
P( H 2 ) P P( N 2 ) 101325 Pa 75993 .75Pa 25331 .25Pa
三、分体积定律 1、分体积
气体1 P 、T 、V 1、n 1
气体2 P 、T 、V 2、n 2
混合气体 P 、T 、V 、n
3、温度：物质分子热运动的平均强度。T 换算关系：
Ｔ＝(273.15+t/℃)
二、低压气体的经验定律
• 1、波义尔定律 在温度不变的条件下，一定量气体的体积与压力成反比。
PV K1
P 1V1 P 2V2
• 2、盖．吕萨克定律 在压力不变的条件下，一定量气体的体积与热力学温 度成反比。
V K 2T
例题2、水煤气的体积百分数分别为H2 50%,CO 38%,N2 6.0%,CO2 5.0%,CH4 1.0% .在25℃， 101.3KPa下，（1）求各组分的摩尔分数和分压； （2）计算水煤气的平均摩尔质量和在该条件下 的密度。

平衡、热力学

平衡、热力学

1、理想气体状态方程将在高温低压下得到的波义耳定律、查理定理和阿佛加德罗定律合并，便可组成一个方程：pV = nRT （1-1）这就是理想气体状态方程。

式中p 是气体压力，V 是气体体积，n 是气体物质的量，T 是气体的绝对温度（热力学温度，即摄氏度数+273），R 是气体通用常数。

在国际单位制中，它们的关系如下表：（1-1）式也可以变换成下列形式：pV = MmRT （1-2） p =Vm ·M RT = M RTρ 则： ρ =RTpM（1-3） 式中m 为气体的质量，M 为气体的摩尔质量，ρ为气体的密度。

对于一定量（n 一定）的同一气体在不同条件下，则有：111T V P = 222T V P （1-4） 如果在某些特定条件下，将（1-1）、（1-2）和（1-3）式同时应用于两种不同的气体时，又可以得出一些特殊的应用。

如将（1-1）式n =RTpV，在等温、等压、等容时应用于各种气体，则可以说明阿佛加德罗定律。

因为物质的量相等的气体，含有相等的分子数。

若将（1-2）式M m = RTpV 在等温、等压和等容时应用于两种气体，则得出： 11M m = 22M m（1-5） 如果将（1-3）式ρ= RTpV，在等温等压下应用于两种气体，则有： 11ρρ = 21M m（1-6） 若令11ρρ = D ，D 为第一种气体对第二种气体得相对密度，则有： D =21M m 或 M 1 = DM 2 （1-7） 已知M 2H = 2g ·mol 1-，M空气= 29g ·mol 1-则 M 1 = 2 D 2H 或 M 1 = 29D 空气D 2H 为某气体相对H 2的密度，D 空气为某气体相对空气的密度。

2、气体分压定律和分体积定律 （1）气体分压定律当研究对象不是纯气体，而是多组分的混合气体时，由于气体具有均匀扩散而占有容器全部空间的特点，无论是对混合气，还是混合气中的每一组分，均可按照理想气体状态方程式进行计算。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

[工作]2分压定律和分体积定律第二节理想气体混合物的两个定律复习回忆:1、理想气体状态方程的数学表达式;2、理想气体微观模型的特征。

讲授新课:一、分压定律1、基本概念(1)道尔顿分压定律:低压下气体混合物的总压等于组成该气体混合物的各组分的分压力之和，这个定律称为道尔顿分压定律。

(2)分压力:所谓分压力是指气体混合物中任一组分B单独存在于气体混合物所处的温度、体积条件下所产生的压力p。

B2、道尔顿分压定律的数学表达式pTVpTVpTV(,)(,)(,),，，？AB或 (1-4)pp,,BB对于理想气体混合物，在T、V一定条件下，压力只与气体物质的量有关，根据理想气体状态方程，有pVnnnn,,，，，？ABCRTpVpVpVCAB,，，，？ RTRTRT,，，，()/pppVRT？ABC故有 pppp,，，，()？或 pp,,ABCBB适用范围:理想气体混合物或接近于理想气体性质的气体混合物。

3、气体物质的量分数与分压力的关系气体混合物中组分B的分压力与总压力之比可用理想气体状态方程得出pnRTVn/BBB ,,,yBpnRTVn/pyp,即 (1-5)BB式中 yB——组分B的物质的量分数式(1-5)表明，混合气体中任一组分的分压等于该组分的物质的量分数与总压的乘积。

例题1-3 某烃类混合气体的压力为100kPa，其中水蒸气的分压为20 kPa，求每100mol该混合气体中所含水蒸气的质量。

-3解:p=100kPa ，p(HO)=20kPa，n=100mol，M(HO)=18×10kg/mol22由式(1-5)得pHO()202 yHO()0.2,,,2p100nHO()2又 yHO(),2n所以 nHOyHOnmol()()0.210020,,，,22100mol混合气体中水蒸气的质量m(HO)为 2,3 mHOnHOMHOkg()()()2018100.36,,，，,222课堂练习题1、某气柜内贮有气体烃类混合物，其压力p为104364Pa，气体中含水蒸气的分压力p(HO)为3399.72Pa。

现将使混合气体用干燥器脱水后使用，脱水后的干气中含水量可忽略。

2问每千摩尔湿气体需脱去多少千克的水,(0.587kg)2、组成某理想气体混合物的体积分数为N0.78，O0.21及CO0.1，试求在20?与986582223压力下该混合气体的密度。

(1334.9g/m)二、分体积定律1、基本概念(1)阿玛格分体积定律:低压气体混合物的总体积等于组成该气体混合物的各组分的分体积之和。

(2)分体积:所谓分体积就是指气体混合物中的任一组分B单独存在于气体混合物所处的温度、压力条件下所占有的体积V。

B2、阿玛格分体积定律的数学表达式VpTVpTVpT(,)(,)(,),，，？ AB或 (1-6)VV,,BB对于理想气体混合物，在p、T一定条件下，气体体积只与气体物质的量有关，根据理想气体状态方程，有pVnnnn,,，，，？ABCRTpVpVpVCAB,，，，？ RTRTRT,，，，VVVpRT？()/ABC故有或 VVVV,，，，()？VV,,ABCBB适用范围:理想气体混合物或接近于理想气体性质的气体混合物。

3、气体物质的量分数与分体积的关系气体混合物中组分B的分体积与总体积之比可用理想气体状态方程得出VnRTpn/BBB ,,,yBVnRTpn/即 (1-7)VyV,BB式中 y——组分B的物质的量分数 B式(1-7)表明，混合气体中任一组分的分体积等于该组分的物质的量分数与总体积的乘积。

3例题1-4 设有一混合气体，压力为101.325kPa，取样气体体积为0.100dm，用气体分3析仪进行分析。

首先用氢氧化钠溶液吸收CO，吸收后剩余气体体积为0.097 dm;接着用23焦性没食子酸溶液吸收O，吸收后余下气体体积为0.096 dm;再用浓硫酸吸收乙烯，最后23剩余气体的体积为0.063 dm，已知混合气体有CO、O、CH、H四个组分，试求(1)22242各组分的物质的量分数;(2)各组分的分压。

33解:(1)CO吸收前，气体体积为0.100dm，吸收后为0.097 dm，显然CO的体积为2233(0.100-0.097)dm=0.003dm，其它气体的体积以此类推。

按式(1-4)的各气体的物质的量分数为VCO()0.1000.097,2yCO()0.030,,, 2V0.100VO()0.0970.096,2yO()0.010,,, 2V0.100VCH()0.0960.063,24yCH()0.330,,, 24V0.100VH()0.0632yH()0.630,,, 2V0.100所以，y(CO)=0.030，y(O)=0.010，y(CH)=0.330，y(H)=0.63022242(2)由式(1-5)的各气体的分压为p(CO)= y(CO)×p=0.030×101.325=3.040kPa 22p(O)= y(O)×p=0.010×101.325=1.013kPa 22p(CH)= y(CH)×p=0.330×101.325=33.437kPa 2424p(H)= y(H)×p=0.630×101.325=63.835kPa 223课堂练习:有2dm湿空气，压力为101.325kPa，其中水蒸气的分压力为12.33kPa。

设空气中O与N的体积分数分别为0.21与0.79，求水蒸气、N及O的分体积以及O、22222N在湿空气中的分压力。

23解:V(总)=2 dm，湿空气中p(HO)=12.33kPa，p(总)=101.325kPa2y(HO)= p(HO)/ p(总)=12.33/101.325=0.1217 22y(N)=[1-y(HO)]×0.79=0.6939 22y(O)=[1-y(HO)]×0.21=0.1844 22在一定T、p下，任一组分B的分体积V(B)=V(总)y(B)，3所以，V(HO)=0.1217×2=0.2434dm 23V(N)=0.6939×2=1.3878dm 23V(O)=0.1844×2=0.3688dm 2在一定V、T下，任一组分B的分压力p(B)=p(总)y(B)，所以，p(O)=0.1844×101.325=18.684kPa 2p(N)=0.6939×101.325=70.309kPa 2也可用下列方法计算O及N的分压，即 22p(O)=[ p(总)- p(HO)] ×0.21=18.689kPa 22p(N)=[ p(总)- p(HO)] ×0.79=70.306kPa 22三、混合物的平均摩尔质量设有A、B而组分气体混合物，其摩尔质量分别为M、M，则气体混合物的物质的量ABn为n=n+n ABM若气体混合物的质量为m，则气体混合物的平均摩尔质量为nMnM，mAABBMyMyM,,,， AABBnn气体混合物的平均摩尔质量等于各组分物质的量分数与它们的摩尔质量乘积的总和。

通式为(1-8) MyM,,BBB式中，yB——组分B的物质的量分数，无量纲;MB——组分B的摩尔质量，kg/mol。

式(1-8)不仅适用于气体混合物，也适用于液体及固体混合物。

例题1-5 水煤气的体积分数分别为:H2O，0.5;CO，0.38;N2，0.06;CO2，0.05;CH4，0.01;在25?、100kPa下，(1)求各组分的分压;(2)计算水煤气的平均摩尔质量和在该条件下的密度。

解:(1)依据式(1-7)可得水煤气中各组分的物质的量分数为y(HO)=0.50;y(CO)=0.38;y(N)=0.06;y(CO)=0.05;y(CH)=0.01 2224据式(1-5)可得各组分的分压分别为p(HO)= y(HO)×p=0.50×100=50.0kPa 22p(CO)= y(CO)×p=0.38×100=38.0kPap(N)= y(N)×p=0.06×100=6.0kPa 22p(CO)= y(CO)×p=0.05×100=5.0kPa 22p(CH)= y(CH)×p=0.01×100=1.0kPa 44(2)按式(1-8)可得水煤气的平均摩尔质量为MyHOMHOyCOMCOyNMNyCOMCOyCHMCH,，，，，()()()()()()()()()()22222244 =0.5×18+0.38×28+0.06×28+0.05×44+0.01×16=23.68g/mol-2 =2.368×10 kg/mol依式(1-3)水煤气在25?、100kPa下的密度为3pM1001023.68，，3, ,,,0.96/kgmRT8.314298.15，四、本章小结1、掌握几个基本概念:理想气体、分压力、分体积;2、掌握几个基本公式:理想气体状态方程、道尔顿分压定律、阿玛格分体积定律、混合物的平均摩尔质量计算公式;3、理想气体微观模型的特征。