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第第 2 章章化学基础知识化学基础知识第1页21 气体气体211 理想气体状态方程理想气体状态方程 理想气体理想气体 分子体积与气体体积相比能够忽略不计分子体积与气体体积相比能够忽略不计 分子之间没有相互吸引力分子之间没有相互吸引力 分子之间及与器壁之间发生碰撞不造成动能损失分子之间及与器壁之间发生碰撞不造成动能损失 理想气体是一个人为气体模型，实际并不存在。理想气体是一个人为气体模型，实际并不存在。建立这种模型是为了将问题简化，形成一个标准。建立这种模型是为了将问题简化，形成一个标准。尽管理想气体是一个人为模型，但它含有十分明尽管理想气体是一个人为模型，但它含有十分明 确实际背景。确实际背景。研究结果表明，在高温、低压条件下，许多实际气研究结果表明，在高温、低压条件下，许多实际气 体很靠近于理想气体。体很靠近于理想气体。第2页Boyle 定律：定律：当当 n 和和 T 一定时，气体一定时，气体V 与与 p 成反比成反比 V 1/p （1）CharlesGayLussac定律：定律：n 和和 p 一定时一定时，V 与与 T 成正比成正比 V T （2）Avogadro定律：定律：p 与与 T 一定时，一定时，V 和和 n 成正比成正比 V n （3）综合三个经验定律表示式合并得综合三个经验定律表示式合并得 V nT/p 试验测得，其百分比系数是试验测得，其百分比系数是 R，则则 V nRT/p 或或 pV n R T 这就是这就是理想气体状态方程式理想气体状态方程式 第3页 pV n R T R:摩尔气体常数摩尔气体常数 1 mol 理想气体气体，理想气体气体，0，1atm 时体积为时体积为 22.4 L R 8.3145 Pa m3 mol-1 K-1 8.3145 J mol-1 K-1温度温度 T(temperature)T (t +273.15)K压力压力 p(pressure)1 atm 760 mmHg 101325 Pa 101 kPa 0.1 MPa体积体积 V (volume)1 m3 103 L 103 dm3 106 cm3物质量物质量(n)mol第4页解：依据题意可知解：依据题意可知 V1 V2，n1 n2此时此时 解得解得 T2 900 K，即当温度到达，即当温度到达 900 K 以上时以上时，烧瓶会炸裂。，烧瓶会炸裂。例例 2-1 一玻璃烧瓶能够耐压一玻璃烧瓶能够耐压 3.08 105 Pa，在温度为，在温度为300 K 和压强为和压强为 1.03 105 Pa 时，使其充满气体。问在时，使其充满气体。问在什么温度时，烧瓶将炸裂。什么温度时，烧瓶将炸裂。第5页例例 22 27 和和 101 kPa下，下，1.0 dm3 某气体质量为某气体质量为 0.65 g，求它相对分子质量。，求它相对分子质量。解：由理想气体状态方程解：由理想气体状态方程 pV nRT 得得 n pV/RT 即即 m/M pV/RT第6页212 实际气体状态方程实际气体状态方程 理想气体是在对于实际气体进行假定基础上抽象出模理想气体是在对于实际气体进行假定基础上抽象出模型，实际气体试验数据偏离理想气体状态方程，所以，必型，实际气体试验数据偏离理想气体状态方程，所以，必须对理想气体状态方程进行修正，才能够适合用于实际气须对理想气体状态方程进行修正，才能够适合用于实际气体。体。考虑到实际气体分子之间相互作用，实际气体分子碰考虑到实际气体分子之间相互作用，实际气体分子碰撞器壁时所产生压力小于理想气体所产生压力。撞器壁时所产生压力小于理想气体所产生压力。所以所以 p p实实 +p内内 p：理想气体压强：理想气体压强 p实实：实际气体压强：实际气体压强p内内：理想气体压强：理想气体压强 p 与实际气体压强与实际气体压强 p实实 差差 第7页 p内内 和内部分子密度成正比，也和碰撞器壁外层分子和内部分子密度成正比，也和碰撞器壁外层分子密度成正比，即密度成正比，即 设其百分比系数为设其百分比系数为 a，则上式可写成，则上式可写成 p内内 n p内内 a n V()2则则 p p实实 +a ()2Vn V()2 实际气体分子本身体积不能忽略，实际气体体积大于实际气体分子本身体积不能忽略，实际气体体积大于理想气体，气体分子本身体积与气体物质量相关，理想气体，气体分子本身体积与气体物质量相关，设每摩尔气体分子体积为设每摩尔气体分子体积为b dm3/mol，对于，对于n mol 实际气实际气体则有：体则有：V V实实 nb 所以，所以，理想气体方程能够写为：理想气体方程能够写为：p 实实+a(n/V)2 V实实 nb nRT 范德华方程范德华方程 a、b 称为气体范德华常数称为气体范德华常数 a 和和 b 值越大，实际气体偏离理想气体程度越大。值越大，实际气体偏离理想气体程度越大。第8页 213 混合气体分压定律混合气体分压定律 混合气体混合气体：由两种或两种以上，相互之间不发生：由两种或两种以上，相互之间不发生反应气体混合在一起组成体系。反应气体混合在一起组成体系。组分气体：混合气体中每一个气体组分气体：混合气体中每一个气体 混合气体物质量为混合气体物质量为 n，各组分气体物质量各组分气体物质量 为为 ni 则则1.道尔顿理想气体分压定律道尔顿理想气体分压定律 对于双组分体系，对于双组分体系，T，V 一定时一定时 PA PB PA+PB nA nB nA+nBpA nART/V pB nBRT/V p总总 pA +pB第9页 对于多组分体系对于多组分体系 pi niRT/V总总 在温度和体积恒定时，在温度和体积恒定时，混和气体总压力等于各组混和气体总压力等于各组分气体分压力之和，分气体分压力之和，某组分气体分压力等于该气体单某组分气体分压力等于该气体单独占有总体积时所表现压力。独占有总体积时所表现压力。p pi ni RT/V nRT/V n：混合气体总物质量：混合气体总物质量 pi /p ni /n or pi ni p/n xi p第10页2.分体积定律分体积定律(1880E.H.Amage)p，T 一定时一定时 p，VA p，VB p，VA+VB pVA nA RT pVB nB RT V总总 VA +VB 在恒温恒压下，某组分分体积等于该组分产生与混在恒温恒压下，某组分分体积等于该组分产生与混合气体相同压力时所占据体积。合气体相同压力时所占据体积。nA+nBnBnA第11页例例 23 某温度下，将某温度下，将 2 105 Pa O2 3 dm3 和和 3 105 Pa N2 1 dm3 充入充入 6 dm3 真空容器中，求真空容器中，求 混合气体各组分分压及总压。混合气体各组分分压及总压。解：解：O2 p1 2 105 Pa V1 3 dm3 p2?V2 6 dm3 O2 分压：分压：p(O2)p1V1/V2(2 105 3/6)Pa 1 105 Pa 同理同理 N2 分压：分压：p(N2)(31051/6)Pa 0.5 105 Pa 混合气体总压力混合气体总压力 p(总总)p(O2)+p(N2)(1105+0.5105)Pa 1.5 105 Pa 第12页例例 24 制取氢气时，在制取氢气时，在 22 和和 100.0 kPa 下，下，用排用排水集气法搜集到气体水集气法搜集到气体 1.26 dm3，在此温度下水蒸气压，在此温度下水蒸气压为为 2.7 kPa，求所得氢气质量。，求所得氢气质量。解：由此法搜集到是氢气和水蒸气混合气体解：由此法搜集到是氢气和水蒸气混合气体,则其则其中水蒸气分压中水蒸气分压 p(H2O)2.7 kPa 那么那么 p(H2)100 kPa 2.7 kPa 97.3 kPa 由由 pi V总总 ni RT ni piV总总/(RT)97.3 103 1.26 103/(8.314 295)mol 0.05 mol 故所得氢气质量为故所得氢气质量为 2 g mol 1 0.05 mol 0.1 g 第13页214 气体扩散定律气体扩散定律 气体扩散定律气体扩散定律：同温同压下气态物质扩散速度与其密：同温同压下气态物质扩散速度与其密度平方根成反比度平方根成反比(Graham，1831)。由理想气体状态方程推得由理想气体状态方程推得:Mr=m/V RT/P 同温同压下，气体扩散速度与其相对分子质量平方同温同压下，气体扩散速度与其相对分子质量平方根成反比。根成反比。Mr RT p ui：扩散速度：扩散速度i：表示密度：表示密度 同温同压下，同温同压下，气体密度与其相对气体密度与其相对分子质量分子质量M成正比，成正比，所以：所以：第14页215 气体分子速率分布和能量分布气体分子速率分布和能量分布1.气体分子速率分布气体分子速率分布 :单位速率间隔内分子数目。单位速率间隔内分子数目。N：代表：代表间隔内间隔内分子数目分子数目u:代表代表间隔内间隔内分子运分子运动动速率速率Nu 对于指定状态宏观体系，它各种分布所拥有微观状态对于指定状态宏观体系，它各种分布所拥有微观状态数大小不一，其中必有一个分布所包含微观状态数最多或数大小不一，其中必有一个分布所包含微观状态数最多或出现几率最大，称为最可几分布。在统计热力学中，我们出现几率最大，称为最可几分布。在统计热力学中，我们研究体系平衡性质，总是引用最可几分布结果。研究体系平衡性质，总是引用最可几分布结果。速率大分子少；速率小速率大分子少；速率小分子也少；速率居中分子较分子也少；速率居中分子较多多。第15页 气体分子速率分布气体分子速率分布up：最可几速率：最可几速率 气体分子中含有气体分子中含有 up 这种速率分子数目最多，在这种速率分子数目最多，在分子总数中占有百分比最大分子总数中占有百分比最大。第16页不一样温度下气体分子运动速率分布曲线不一样温度下气体分子运动速率分布曲线 T2 T1 温度升高时，气体分子运动速率普遍增大，含温度升高时，气体分子运动速率普遍增大，含有较高速率分子分数提升，分布曲线右移。有较高速率分子分数提升，分布曲线右移。第17页气体分子能量分布气体分子能量分布 2.气体分子能量分布气体分子能量分布 气体分子能量分气体分子能量分布近似计算公式布近似计算公式 式中：式中：E0 是某个特定能量数值，是某个特定能量数值，N 为分子总数，为分子总数，Ni 为能量大于为能量大于 E0 分子数。分子数。f E0=Ni/N 表示能量大于表示能量大于 E0 分子数占分子总数分子数占分子总数分数。从式中能够看出分数。从式中能够看出E0 越大，越大，f E0 越小。越小。该公式在讨论化学反应速率时十分主要。该公式在讨论化学反应速率时十分主要。第18页 从速率分布函数图象能够说明气体分子速从速率分布函数图象能够说明气体分子速率分布规律。在气体中，含有很大速率或很小速率率分布规律。在气体中，含有很大速率或很小速率分子数为少，而含有中等速率分子数很多。分子数为少，而含有中等速率分子数很多。当温度升高时，分布曲线向速率大方向移动，当温度升高时，分布曲线向速率大方向移动，分子速率趋向平均化。分子速率趋向平均化。除了温度原因外，分子本身质量也影响分子除了温度原因外，分子本身质量也影响分子速度。分子质量越大，分子速率越小，分布曲线就速度。分子质量越大，分子速率越小，分布曲线就会向速率小方向移动。会向速率小方向移动。第19页2-1-6 气体液化气体液化 临界常数临界常数 气体变成液体过程叫做液化或凝聚。气体变成液体过程叫做液化或凝聚。液化条件是降温或同时加压。液化条件是降温或同时加压。降温能够减小液体饱和蒸气压；加压能够减小气降温能够减小液体饱和蒸气压；加压能够减小气体分子间距离，有利于增大分子间作用力。体分子间距离，有利于增大分子间作用力。单纯采取降温方法能够使气体液化；假如单纯采单纯采取降温方法能够使气体液化；假如单纯采取加压方法，气体则不能液化。取加压方法，气体则不能液化。加压下使气体液化所需一定温度称为临界温度，加压下使气体液化所需一定温度称为临界温度，用用TC表示。表示。在临界温度时，使气体液化所需最低压强，称为在临界温度时，使气体液化所需最低压强，称为临界压强，用临界压强，用PC 表示。表示。第20页 而在临界温度和临界压强下，而在临界温度和临界压强下，1mol 气态物质所占气态物质所占有体积，称为临界体积，用有体积，称为临界体积，用VC 表示。表示。Tc,Pc,Vc同称为临界常数。同称为临界常数。熔、沸点很低物质如熔、沸点很低物质如H2、N2、O2等这些非极性等这些非极性分子，因为分子间作用力很小，其临界温度都很低，分子，因为分子间作用力很小，其临界温度都很低，难以液化。难以液化。强极性气体分子，如强极性气体分子，如H2O、NH3等，因含有较大等，因含有较大分子间作用力而比较轻易液化。分子间作用力而比较轻易液化。气态物质处于临界温度、临界压强和临界体积气态物质处于临界温度、临界压强和临界体积状态下，称为临界状态。状态下，称为临界状态。临界状态是不稳定状态。这种状态下，气体和临界状态是不稳定状态。这种状态下，气体和液体之间性质差异将消失，二者之间界面将消失。液体之间性质差异将消失，二者之间界面将消失。第21页特点：较方便，试验室最惯用；但因为体积受温度特点：较方便，试验室最惯用；但因为体积受温度影响，使用时要指明温度。影响，使用时要指明温度。2.质量摩尔浓度质量摩尔浓度:溶质溶质 B 物质量除以溶剂物质量除以溶剂 A 质质 量，用符号量，用符号 m 表示，表示，SI 单位是单位是 mol/kg。特点：与温度无关，可用于沸点及凝固点计算。特点：与温度无关，可用于沸点及凝固点计算。cB nBVSI 单位：单位：mol m322 液体和溶液液体和溶液221 溶液浓度表示方法溶液浓度表示方法 1.物质量浓度物质量浓度:溶质溶质 B 物质量除以混合物体物质量除以混合物体2.积，即积，即 1 m3 溶液中所含溶质物质量，用溶液中所含溶质物质量，用 cB 表示。表示。mB nBmA第22页3.质量分数质量分数 溶质溶质 B 质量与混合物质量之比。质量与混合物质量之比。4.摩尔分数摩尔分数 溶质和溶剂都用溶质和溶剂都用 mol 表示，溶质物质量占全表示，溶质物质量占全部溶液物质量分数，用部溶液物质量分数，用 xB 表示。表示。wB mBm总总wB：SI 单位为单位为 1nBxB n总总 对于多组分体系：对于多组分体系：第23页5.质量摩尔浓度与摩尔分数之间关系质量摩尔浓度与摩尔分数之间关系 稀溶液中稀溶液中 x溶剂溶剂 x溶质溶质 则则 xB n溶质溶质 n溶质溶质 n溶质溶质+n溶剂溶剂 n溶剂溶剂 对于水溶液对于水溶液，当，当 n溶剂溶剂 1000 g/(18 g/mol)55.6 mol 时，时，n溶质溶质 m溶质溶质 （质量摩尔浓度中溶质物质量）质量摩尔浓度中溶质物质量）即即 x溶质溶质 n溶质溶质/n溶剂溶剂 m溶质溶质/55.6 令令 k 1/55.6，则则 x溶质溶质 km 稀溶液中，溶质摩尔分数与其质量摩尔浓度成正稀溶液中，溶质摩尔分数与其质量摩尔浓度成正比。比。第24页 222 饱和蒸汽压饱和蒸汽压2-1 液体蒸发液体蒸发（1）蒸发过程）蒸发过程 当液体分子运动到靠近液体表面而且含有适当当液体分子运动到靠近液体表面而且含有适当运动方向和足够大动能时，它能够摆脱邻近分子运动方向和足够大动能时，它能够摆脱邻近分子引力，逃逸到液面上方空间变为蒸气分子过程。引力，逃逸到液面上方空间变为蒸气分子过程。（2）饱和蒸气压）饱和蒸气压 当液体蒸发速度与凝聚速度相等时，系统到达一当液体蒸发速度与凝聚速度相等时，系统到达一种动态平衡，液面上方单位空间里蒸气分子数目不种动态平衡，液面上方单位空间里蒸气分子数目不再增多，我们称这时蒸气为饱和蒸气。饱和蒸气所再增多，我们称这时蒸气为饱和蒸气。饱和蒸气所产生压强叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。产生压强叫做饱和蒸气压，简称蒸气压。第25页 液体饱和蒸气压是液体主要性质，它仅与液体液体饱和蒸气压是液体主要性质，它仅与液体 本质和温度相关，与液体量以及液面上方空间本质和温度相关，与液体量以及液面上方空间 体积无关。体积无关。液体饱和蒸气压属于液相和气相之间相平衡：液体饱和蒸气压属于液相和气相之间相平衡：液体液体 气体气体 到达平衡后，假如液体上方空间变大而蒸气压小到达平衡后，假如液体上方空间变大而蒸气压小于于P，则平衡右移，液体汽化，直到蒸气压等于，则平衡右移，液体汽化，直到蒸气压等于P时，时，重新实现平衡，假如液体上方空间变小而蒸气压大于重新实现平衡，假如液体上方空间变小而蒸气压大于P，则平衡左移。所以，则平衡左移。所以液体饱和蒸气压与液面上方液体饱和蒸气压与液面上方空间体积无关。空间体积无关。蒸发蒸发凝聚凝聚第26页 在相同温度下，若液体分子之间引力强，液体分在相同温度下，若液体分子之间引力强，液体分 子难以逃逸出液面，蒸气压就低；反之，蒸气压就子难以逃逸出液面，蒸气压就低；反之，蒸气压就 高。高。溶液蒸气压低于纯溶剂溶液蒸气压低于纯溶剂拉乌尔定律拉乌尔定律(F.M.Raoult)在一定温度下，难挥在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压发非电解质稀溶液蒸气压等于纯溶剂蒸气压与溶剂等于纯溶剂蒸气压与溶剂摩尔分数乘积摩尔分数乘积 p pA0 XA第27页222 饱和蒸汽压饱和蒸汽压 1.纯溶剂饱和蒸汽压纯溶剂饱和蒸汽压 H2O(l)H2O(g)在一定温度下，液体与蒸气到达平衡时，水蒸气压在一定温度下，液体与蒸气到达平衡时，水蒸气压力最大，称饱和蒸气压，用力最大，称饱和蒸气压，用 p p 表示表示.蒸发蒸发凝聚凝聚pT乙醚乙醚乙醇乙醇水水A.同一液体，温度越高，蒸气压同一液体，温度越高，蒸气压 越大。越大。B.与物质本性相关：同一温度与物质本性相关：同一温度 下，易挥发液体蒸气压大。下，易挥发液体蒸气压大。C.液体蒸气压与气相体积及液体蒸气压与气相体积及 液相量无关。液相量无关。第28页此式为克劳修斯此式为克劳修斯-克拉贝龙克拉贝龙（Clansius-Clapeyron）方程方程若已知某液体在某两个温度下蒸气压，则可利用此若已知某液体在某两个温度下蒸气压，则可利用此方程计算出此两个温度范围内蒸发烧方程计算出此两个温度范围内蒸发烧；若已知某液体蒸发烧和某一温度下蒸气压，则可计若已知某液体蒸发烧和某一温度下蒸气压，则可计算出另一个温度下蒸气压；算出另一个温度下蒸气压；在已知外界大气压强前提下，也能够计算出液体沸在已知外界大气压强前提下，也能够计算出液体沸点。点。P2P1T2 T1T2 T1（）2.30RHHvaplg =第29页223 非电解质稀溶液依数性非电解质稀溶液依数性 溶液性质与哪些原因相关？溶液性质与哪些原因相关？导电性、酸碱性、氧化还原性导电性、酸碱性、氧化还原性与物质本性相关。与物质本性相关。蒸气压下降、凝固点、沸点、渗透压蒸气压下降、凝固点、沸点、渗透压只与溶质数只与溶质数 量相关，而与溶液本性无关，称为溶液依数性。量相关，而与溶液本性无关，称为溶液依数性。A A-水线水线 B B 溶液线溶液线 AB 冰线冰线水、溶液和冰水、溶液和冰蒸气压温度图蒸气压温度图AA，BB，第30页3.1 溶液蒸汽压下降溶液蒸汽压下降（lowering of the vapor pressure of the solvent）在液体中加入任何一个难挥发物质时，液体蒸汽压便在液体中加入任何一个难挥发物质时，液体蒸汽压便下降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之下降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液蒸汽压下降（差，称为溶液蒸汽压下降（p）同一温度下，因为溶质加入，使溶液中单位体积溶剂同一温度下，因为溶质加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发分子数目降低，逸出液面溶剂分子数目对应减小蒸发分子数目降低，逸出液面溶剂分子数目对应减小,所以在较低蒸汽压下建立平衡，即溶液蒸汽压比溶剂所以在较低蒸汽压下建立平衡，即溶液蒸汽压比溶剂蒸汽压低。蒸汽压低。第31页 在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压下在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液蒸气压下降值降值 p 与溶质摩尔分数成正比与溶质摩尔分数成正比(F.M.Raoult 定律另定律另一个表述一个表述)。适用范围适用范围:难挥发，难挥发，非电解质，稀溶液。非电解质，稀溶液。1 蒸气压下降蒸气压下降 p pA0 XB p pAo XA式中式中 P：溶液蒸气压：溶液蒸气压P0A：纯溶剂蒸气压：纯溶剂蒸气压XA：溶剂摩尔分数溶剂摩尔分数第32页在稀溶液中在稀溶液中:若以水为溶剂若以水为溶剂:则则1000g水中水中nAnB m为溶质为溶质 B 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 蒸气压下降，正比于稀溶液中溶质质量摩尔浓度蒸气压下降，正比于稀溶液中溶质质量摩尔浓度m第33页 水、溶液和冰水、溶液和冰 蒸气压温度图蒸气压温度图 A A-水线水线 B B 溶液线溶液线 AB 冰线冰线AA，BB，从图中能够看出：溶液蒸气压下降，必定会引从图中能够看出：溶液蒸气压下降，必定会引发溶液沸点升高、凝固点降低。发溶液沸点升高、凝固点降低。第34页2 沸点升高沸点升高 当液体蒸气压力等于外界压力时，液体沸腾，此当液体蒸气压力等于外界压力时，液体沸腾，此时温度称为该液体沸点。而低于此温度下汽化，仅限时温度称为该液体沸点。而低于此温度下汽化，仅限于在液体表面上进行，称为蒸发。于在液体表面上进行，称为蒸发。因为同一因为同一液体沸点受外界压强影响，液体沸点受外界压强影响，当外压为当外压为 101.3 k Pa 时，将液体沸点定为正常沸点。时，将液体沸点定为正常沸点。(1)液体沸点液体沸点第35页(2)影响沸点高低原因影响沸点高低原因u与物质本性相关，在一定外压下，易挥发液体沸与物质本性相关，在一定外压下，易挥发液体沸点低；点低；u对于同一物质，沸点与外压相关，外压越大，沸对于同一物质，沸点与外压相关，外压越大，沸点越高；点越高；u外压一定时，纯净物含有固定沸点。外压一定时，纯净物含有固定沸点。第36页(3)溶液沸点升高溶液沸点升高 难挥发性非电解质稀溶液沸点升高值与溶液中溶难挥发性非电解质稀溶液沸点升高值与溶液中溶质质量摩尔浓度成正比。质质量摩尔浓度成正比。Kb:溶剂沸点升高常数，只与溶剂种类相关，溶剂沸点升高常数，只与溶剂种类相关，与溶与溶质无关质无关，对于不一样溶剂有着不一样，对于不一样溶剂有着不一样Kb值，单位是值，单位是 K kg mol-1。Tb kb m 第37页3 溶液凝固点溶液凝固点(Freezing point)一定外压下，物质固相与其液相达成平衡时温度。一定外压下，物质固相与其液相达成平衡时温度。(1)液体凝固点液体凝固点 H2O(l)H2O(g)蒸发蒸发凝聚凝聚正常凝固点正常凝固点:101 kPa下纯液体和其固相平衡时温度。下纯液体和其固相平衡时温度。第38页 难挥发性非电解质稀溶液难挥发性非电解质稀溶液凝固点（凝固点（冰点）降低数冰点）降低数值，与其蒸气压降低数值成正比。值，与其蒸气压降低数值成正比。(2)溶液凝固点下降：溶液凝固点下降：kf:摩尔凝固点降低常数，也是与溶剂相关，与摩尔凝固点降低常数，也是与溶剂相关，与溶质无关常数，单位溶质无关常数，单位 K kg mol-1。Tf kf m kf nB/mA kf mB/(MB mA)利用此式能够测定溶质摩尔质量。利用此式能够测定溶质摩尔质量。Tf kfm 第39页3 渗透压渗透压 渗透现象和渗透压渗透现象和渗透压 第40页 1885年年，vant Hoff 把这些试验数据经过归纳、把这些试验数据经过归纳、比较，发觉稀溶液渗透压定律与理想气体定律相比较，发觉稀溶液渗透压定律与理想气体定律相似，可表述为似，可表述为n RTV=pn RTVmRTcRT=p式中式中:是是 kPa，T 用用 K，V 是摩尔体积，是摩尔体积，n/V 是物质量（摩尔）浓度，是物质量（摩尔）浓度，R 用用 8.31 kdm-3mol-1K-1第41页 小小 大大 稀溶液稀溶液 浓溶液浓溶液理理 解解 渗透方向渗透方向 等渗溶液等渗溶液 渗透能力相同溶液渗透能力相同溶液 反渗透作用反渗透作用 溶剂溶剂 溶液溶液第42页依数性使用范围依数性使用范围:难挥发非电解质稀溶液难挥发非电解质稀溶液 对于难挥发非电解质浓溶液或电解质溶液，这些对于难挥发非电解质浓溶液或电解质溶液，这些现象一样存在，但不再符合依数性定量规律。现象一样存在，但不再符合依数性定量规律。4.稀溶液依数性应用稀溶液依数性应用a.测定分子摩尔质量测定分子摩尔质量b.b.制做防冻剂和制冷剂制做防冻剂和制冷剂c.配制等渗输液配制等渗输液d.d.“反渗透技术反渗透技术”应用应用第43页例例 2-5 在在 26.6 g CHCl3 中溶解中溶解 0.402 g 难挥发性非难挥发性非电解质溶质，所得溶液沸点升高了电解质溶质，所得溶液沸点升高了0.432 K，三氯甲，三氯甲烷沸点升高常数烷沸点升高常数 Kb=3.63 Kkg mol-1，求该溶质平均，求该溶质平均分子质量分子质量 Mr。解：由解：由 Tb kb m 解得解得第44页因为因为所以所以第45页例例 26 为预防汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水冰点下为预防汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水冰点下降到降到 253 K，则在每，则在每 1000 g 水中应加入甘油多少克？水中应加入甘油多少克？解：解：Tf (273-253)K 20 Km Tf/kf 20 K/1.8 Kkgmol-1 10.75 molkg-1依据依据题题意，意，1000 g 水中水中应应加加 10.75 mol甘油，甘油摩甘油，甘油摩尔尔质质量量为为 92 g/mol。所以加入甘油质量为所以加入甘油质量为 92 g/mol 10.75 mol 989 g 第46页 2-3 固固 体体 3-1 晶体与非晶体晶体与非晶体（1）宏观特征）宏观特征 通常人们说通常人们说“固体固体”可分为晶态和非晶态可分为晶态和非晶态两大类。晶态物质即晶体，是真正意义上固两大类。晶态物质即晶体，是真正意义上固体。体。在宏观上晶体有别于橡胶、玻璃、琥珀、在宏观上晶体有别于橡胶、玻璃、琥珀、树脂、沥青等非晶态物质（有时也称为无定形树脂、沥青等非晶态物质（有时也称为无定形物质）物质）。第47页3-1 晶体与非晶体晶体与非晶体（2）晶体本质特征是它）晶体本质特征是它“自范性自范性”即：晶体能即：晶体能 够自发地展现一定规则且表现出多面体够自发地展现一定规则且表现出多面体 外形。而非晶态物质则没有外形。而非晶态物质则没有“自范性自范性”。晶体与非晶体不一样点是：晶体与非晶体不一样点是：（a）晶体有固定外形，非晶体没有。晶体有固定外形，非晶体没有。（b）晶体有固定熔点，非晶体没有。）晶体有固定熔点，非晶体没有。（c）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性。）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性。第48页3-2 晶体外形晶体外形 七大晶系七大晶系第49页3-3 晶体内部结构晶体内部结构晶体外形是晶体内部结构反应，是组成晶体质点（离晶体外形是晶体内部结构反应，是组成晶体质点（离子、原子或分子）在空间有一定规律点上排列结果。子、原子或分子）在空间有一定规律点上排列结果。这些有规律点称为空间点阵，空间点阵中每一个点都这些有规律点称为空间点阵，空间点阵中每一个点都叫做结点。叫做结点。物质质点排列在结点上则组成晶体。物质质点排列在结点上则组成晶体。晶格是实际晶体所属点阵结构代表，实际晶体虽有千晶格是实际晶体所属点阵结构代表，实际晶体虽有千万种，但就其点阵形式而言，只有十四种，即下面十万种，但就其点阵形式而言，只有十四种，即下面十四种晶格。四种晶格。第50页3-3 晶体内部结构晶体内部结构（1）十四种晶格十四种晶格 三斜三斜P 单斜单斜P 单斜单斜C 正交正交P 正交正交C 正交正交I 正交正交F第51页 四方四方P 四方四方I 三方三方R 六方六方H 立方立方P 立方立方I 立方立方F第52页十四种晶格十四种晶格立方晶格有三种形式立方晶格有三种形式（1）符号）符号 P 表示不带心简单晶格表示不带心简单晶格（2）符号）符号 I 表示体心表示体心（3）符号）符号 F 表示面心表示面心符号符号 C 表示底心表示底心三方、六方和三斜都不带心，它们都只有三方、六方和三斜都不带心，它们都只有 一个形式。一个形式。符号符号 R 和和 H 分别表示三方和六方点阵分别表示三方和六方点阵第53页（2）晶胞）晶胞晶胞是晶体代表，是晶体中最小单位。晶胞并置晶胞是晶体代表，是晶体中最小单位。晶胞并置起来，则得到晶体。起来，则得到晶体。晶胞代表性表达在以下两个方面：晶胞代表性表达在以下两个方面：一是代表晶体一是代表晶体化学组成；二是代表晶体对称性，即与晶体含有化学组成；二是代表晶体对称性，即与晶体含有相同对称元素相同对称元素 对称轴，对称面和对称中心对称轴，对称面和对称中心)。晶胞是含有上述代表性体积最小、直角最多平行晶胞是含有上述代表性体积最小、直角最多平行六面体。六面体。第54页 NaCl晶胞晶胞 CsCl晶胞晶胞 ZnS晶胞晶胞第55页 （2）晶胞）晶胞 晶胞中质点数目标确定（以立方晶胞为例）位于体心质点数目为 n1=n位于面心上质点数目为 61/2=3位于顶点上质点数目为 81/8=1位于棱边上质点数目为 121/4=3第56页 晶胞中质点数目标确定（以立方晶胞为例）例如：在CsCl晶胞中位于体心质点是 1 个 Cs+，位于顶点质点是8个Cl-，所以 Cs+：Cl-=1：1 在NaCl晶胞中体心质点是1个Na+，位于 十二条棱边上还有12个Na+，晶胞中Na+数目为 1+121/4=4 晶胞中Cl-数目为 81/8+61/2=4。Na+：Cl-=4：4=1：1。所以NaCl晶胞成分就代表了NaCl晶体。第57页 点阵，点阵，英文名称：（英文名称：（lattice）为集中反应晶体结构周期性而引入一个概念。为集中反应晶体结构周期性而引入一个概念。按连结其中任意两点向量平移后能够复原一组按连结其中任意两点向量平移后能够复原一组点。这一定义包含三层意思；点。这一定义包含三层意思；(1)点阵在空间分布上是无限伸展，即点阵中所含有点点阵在空间分布上是无限伸展，即点阵中所含有点数是无限；数是无限；(2)连接点阵中任意两点可得一向量，将此向量按任意连接点阵中任意两点可得一向量，将此向量按任意方向平移，若向量一端落在任一点时，它另一端必方向平移，若向量一端落在任一点时，它另一端必定落在点阵中另一点上；定落在点阵中另一点上；(3)每个点阵点都含有相同周围环境。每个点阵点都含有相同周围环境。第58页 晶体结构最基本特点是晶体结构最基本特点是原子、离子原子、离子或或分子分子在在空间排布上含有周期性。为了更加好地描述这种周期空间排布上含有周期性。为了更加好地描述这种周期性规律，将晶体中按一定周期重复出现最基本性规律，将晶体中按一定周期重复出现最基本部分部分(见见“结构基元结构基元”)抽象为一个几何点，不考虑周抽象为一个几何点，不考虑周期中所包含详细内容，集中反应周期重复方式，期中所包含详细内容，集中反应周期重复方式，如此抽象出来一组点，在三维空间中也必定展现如此抽象出来一组点，在三维空间中也必定展现周期性重复，从而组成一个点阵。所以，晶体结构周期性重复，从而组成一个点阵。所以，晶体结构是一个点阵结构。是一个点阵结构。需要尤其指出，晶体结构是详细，而点阵是需要尤其指出，晶体结构是详细，而点阵是抽象。抽象。第59页 素晶胞，符号素晶胞，符号P，是晶体微观空间中最小单，是晶体微观空间中最小单位，不可能再小。位，不可能再小。素晶胞中原子集合相当于晶体素晶胞中原子集合相当于晶体微观空间中原子作周期性平移最小集合，叫做微观空间中原子作周期性平移最小集合，叫做结构基元。复晶胞是素晶胞多倍体，分为：结构基元。复晶胞是素晶胞多倍体，分为：体心晶胞（体心晶胞（2倍体），符号倍体），符号 I；面心晶胞（面心晶胞（4倍体），符号倍体），符号 F；底心晶胞（底心晶胞（2倍体）三种。倍体）三种。第60页2 3 固体固体晶体晶体类类型型离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体代表物代表物质质NaCl金金刚刚石，石，SiO2I2,干冰，大多数有机物干冰，大多数有机物金属，合金金属，合金粒子粒子间间作用力作用力离子离子键键共价共价键键分子分子间间力，力，氢键氢键金属金属键键熔沸点熔沸点较较高高很高很高较较低低较较高高挥发挥发性性低低无无高高低低硬度硬度较较大而脆大而脆大而脆大而脆较较小小多数多数较较大大导电导电、导热导热性性热不良导体，熔融和溶于水可导电非非导电导电(热热)体体非导电(热)体，不绝对，有些有机物能够导电(合成金属)良良导电导电(热热)体体溶解性溶解性极性溶极性溶剂剂不溶于普通溶剂符合相同相容原理不溶于普通溶剂机械加工性机械加工性不良不良不良不良不良不良良好延展性和机械加工性能应应用用电电解解质质，耐，耐火材料火材料半半导导体，硬体，硬质质材材料料溶溶剂剂，绝缘绝缘材料材料机械制造机械制造第61页 第二章第二章 化学基础知识化学基础知识 P2627 总结与思索题：总结与思索题：4、5、6作业：作业：2、3、6、8、12、14、15、16、17。第62页