无机化学物质的状态市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

2.1 气体气体2.2 液体液体2.3 固体固体第第2章章 物质状态物质状态1第1页2.1 气体气体 2.1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程2.1.2 气体分压定律气体分压定律2.1.3 气体扩散定律气体扩散定律2第2页2.1.1 理想气体状态方程式理想气体状态方程式1、理想气体、理想气体-分子之间没有相互吸引和排斥，分子分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身体积相对于气体所占有体积完全能够忽略本身体积相对于气体所占有体积完全能够忽略。分子分子间及分子与器壁间碰撞不造成动能损失。间及分子与器壁间碰撞不造成动能损失。实际气体实际气体 理想气体理想气体高温低压高温低压人们将符合理想气体状态方程式气体，称为人们将符合理想气体状态方程式气体，称为理想气体理想气体。3第3页pV=nRT R-摩尔气体常数在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0 mol时,Vm=22.414L=22.41410-3m32、理想气体状态方程式：END p-Pa V-m3 T-K n-mol4第4页详细分析推导以下：(pV=nRT)当n,T一定时 V 1p p1V1=p2V2 波义耳定律 当n，p一定时V T V1V2=T1T2 查理-盖吕萨克定律 当p，T一定时V n n 1n2=V1 V 2 阿佛加德罗定律5第5页（1）计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量计算3、理想气体状态方程式应用理想气体状态方程式应用pV=nRTM=Mr (g mol-1)相对分子质量相对分子质量6第6页=m/V（3）气体密度计算总结：（1）计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量计算（3）气体密度计算7第7页 某气体化合物是氮氧化物，其中含氮质量分数为30.5%。在一容器中充有该氮氧化合物，质量是4.107g，其体积为0.500 L，压力为202.7 kPa,温度为0，求：（1）在STP条件下该气体密度；（2）该化合物相对分子质量；（3）该化合物分子式。(1)4.11 gL-1 p1V1=p2V2(2)M=92.0 gmol-1(3)N2O4 例1答案8第8页 2.1.2 实际气体状态方程实际气体状态方程实际气体：分子本身有体积实际气体：分子本身有体积 分子间存在作用力分子间存在作用力a，b为范德华常数，为范德华常数，其值越大，说明实际气体偏离其值越大，说明实际气体偏离理想气体程度越大。理想气体程度越大。由试验测定。由试验测定。-范德华方程范德华方程（）（）9第9页10第10页（道尔顿分压定律）（道尔顿分压定律）2.1.3 分压定律应用及计算分压定律应用及计算11第11页组分气体：-理想气体混合物中每一个气体分压：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压力，叫做组分气体B分压分压。（表示式之一）2.1.3 分压定律应用及计算分压定律应用及计算12第12页分压定律：混合气体总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p=p1+p2+或 p=pB （表示式之二）n=n1+n2+（道尔顿分压定律）13第13页分压求解：x B B摩尔分数（表示式之三）14第14页 例2：某容器中含有NH3、O2、N2等气体 混 合 物。取 样 分 析 后，其 中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体总压p=133.0kPa。试计算各组分气体分压。解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700mol15第15页p(N2)=p-p(NH3)-p(O2)=(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5 kPa16第16页 分压定律应用分压定律应用例例17第17页P21例 2-6.已知：p=9.96104 Pa,T=294 K,m(O2)=0.480 g,V=0.377 dm3 求：M(O2)解：p=p(O2)+p(H2O)查表知 294K p(H2O)=2.48103 Pa p(O2)=p p(H2O)=9.961042.48103 =9.71104(Pa)18第18页 由 piV=niRT END19第19页分体积：混合气体中某一组分B分体积VB是该组份单独存在并含有与混合气体相同温度和压力时所占有体积。*分体积定律分体积定律20第20页V =V1 +V2 +pnRT=称为B体积分数p pB Bj=VVxppBBBBj=,21第21页例例4 A、B两种气体在一定温度下，在一容两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混合后下面表示式是否正确？器中混合，混合后下面表示式是否正确？1PAVA=nART2P V=nART3PVA=nART4PAV=nART5PA(VA+VB)=nART6(PA+PB)VA=nART否否 否否是是是是是是是是P总总V分分=P分分V总总=n分分RT22第22页 同温同压下某种气态物质扩散速度与其 密度平方根成反比。即 ui 或 =ui 扩散速度 气体密度 Mr 相对分子量 由 pV=nRT pV=RT =即同温同压下 与Mr成反比 =2.1.4 气体扩散定律气体扩散定律23第23页P例2-将氨气和氯化氢气体同时从一根将氨气和氯化氢气体同时从一根120cm长玻璃管两端长玻璃管两端分别向管内自由扩散。两气体在管中什么位置相遇而分别向管内自由扩散。两气体在管中什么位置相遇而生成生成NH4Cl白烟？白烟？分析:24第24页液化或凝聚气体变成液体过程条件？临界常数临界温度(Tc)：加压时使气体液化最高温度。临界压力(Pc)：在Tc时使气体液化最低压力。临界体积(Vc)：在Tc和Pc下1mol气体所占体积。临界状态：气态物质处于Tc,Pc,Vc状态。对非极性分子,Tc 较低,难液化。He H2 N2 O2对极性分子，较易液化。NH3 H2O2.1.气体液化气体液化END25第25页2.2 液液 体体蒸发?凝聚?饱和蒸气压?影响原因?易挥发物质?P蒸较大难挥发物质?P蒸较小蒸发烧?摩尔蒸发烧vHm,Jmol-1克劳修斯克拉贝龙方程沸点?正常沸点?END 自学自学P-3626第26页 固体物质按其中原子排列有序程度固体物质按其中原子排列有序程度晶体晶体(crystal)无定形物质无定形物质(amorphous solid)单晶体单晶体(monocrystal)多晶体多晶体(polycrystal)（非晶体）（非晶体）液晶2.3 固固 体体27第27页晶体特征：1 有固定几何外形；2 有固定熔点；3 有各向异性。2.3.1 晶体和非晶体晶晶体体:质质点点（分分子子、离离子子、原原子子）在在空空间间有有规规则则地地排排列列，含有整齐外形，以多面体出现固体物质。含有整齐外形，以多面体出现固体物质。无定形体：因为内部质点排列不规则，所以没有一无定形体：因为内部质点排列不规则，所以没有一定结晶外形。定结晶外形。比如云母，尤其轻易裂成薄片，比如云母，尤其轻易裂成薄片，石墨不但轻易分层裂开，而且石墨不但轻易分层裂开，而且其导电率在平行于石墨层方向其导电率在平行于石墨层方向比垂直于石墨层方向要大得多。比垂直于石墨层方向要大得多。晶体在不一样方向上含有不一晶体在不一样方向上含有不一样物理、化学性质，这种特征样物理、化学性质，这种特征称为各向异性（称为各向异性（anisotropyanisotropy）。）。非晶体则是各向同性非晶体则是各向同性28第28页石英石英SiO2方解石方解石CaCO3萤石萤石CaF2结晶结晶SiO2和和无定形无定形SiO229第29页 2.3.2 晶体内部结构晶体内部结构 1、结点和晶格、结点和晶格 结点结点-晶体中微粒抽象为几何学中点晶体中微粒抽象为几何学中点 晶晶格格-把把组组成成晶晶体体质质点点（分分子子、原原子子、离离子子）在在空空间间按按一一定定规规则则联联结结起起来来，则则能能够够得得到到描描述述晶晶体体内内部部结构几何图像，简称晶格（点阵）。结构几何图像，简称晶格（点阵）。2、晶胞、晶胞-晶格中含有代表性最小重复单位，晶格中含有代表性最小重复单位，3、晶晶体体-晶晶胞胞在在三三维维空空间间中中无无限限重重复复就就形形成成晶晶体体30第30页 由晶胞参数a，b，c，表示，a，b，c 为六面体边长，分别是bc，ca,ab 所组成夹角。4、晶胞两个要素：1）晶胞大小与形状：31第31页2）晶胞内容：粒子种类，数目及它在晶胞中相对位置。按晶胞参数差异将晶体分成七种晶系。按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。比如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种型式。32第32页33第33页原子原子晶体晶体离子离子晶体晶体分子分子晶体晶体金属金属晶体晶体晶体类型晶体类型-粒子种类及粒子间结协力粒子种类及粒子间结协力2.3.3 晶体类型及性质比较晶体类型及性质比较34第34页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正正,负离子负离子原子原子分子分子金属原子金属原子正离子正离子离子键离子键共价键共价键 分子间力或分子间力或 氢键氢键 金属键金属键(离域键离域键)较高较高高高较低较低不定不定 硬硬 度度大大小小不定不定 NaCl CaONH4Cl 金刚石金刚石,SiSiO2,B4CSiC,Ge CO2,HF 卤素单质卤素单质 稀有气体稀有气体Fe,Cu Al，Zn 基本类型基本类型晶格点上晶格点上微粒微粒微粒间作微粒间作用力用力熔沸点熔沸点 较大较大实实 例例晶体类型及性质比较晶体类型及性质比较35第35页Cl 顶点顶点 (1/8)8 =1，面中心面中心 (1/2)6 =3，共，共 4 个个Na+棱上棱上 (1/4)12 =3 体中心体中心 1 共共 4 个个1：1 组成有代表性。组成有代表性。2.3.4 三种经典离子晶体三种经典离子晶体NaCl型晶胞中粒子分布晶胞中粒子分布配位比(数）：最近层异号离子个数最近层异号离子个数配位数为配位数为 6:6 NaCl是化学式，不是分子式每个晶胞中所含粒子数每个晶胞中所含粒子数 实例-MgO，KI，CaS36第36页每个晶胞中所含粒子数每个晶胞中所含粒子数晶胞中粒子分布晶胞中粒子分布CsCl型配位比：8:8实例-TlCl，CsBr，CsI37第37页每个晶胞中所含粒子数每个晶胞中所含粒子数晶胞中粒子分布晶胞中粒子分布配位比：4:4实例-BeO，ZnSeZnS型(立方型)Zn2+，4个NaCl 六配位，六配位，CsCl 八配位，八配位，ZnS 四配位。为何配位数不一样四配位。为何配位数不一样?第4章 化学键与分子结构离子晶体38第38页作业：作业：，39第39页