第二章 化学的基本概念

Concepts of Chemistry

核素及同位素• 核素

核素英文命名

• 同位素

2.5 气体状态• 相

气相、液相、固相• 相图

气体有哪些性质？• 分子 / 原子充填很大的空间，分子 / 原子本

身所占体积可忽略不计；• 迅速、不定向地运动—压力• 分子 / 原子碰撞总能量守恒• 分子 / 原子之间的引力 / 斥力小 - 可忽略不

计

----------- 引入“理想气体”概念----------- 描述气体的物理量 T 、 P 、 V 、

n

理想气体状态方程The ideal gas law

pV = nRT

“ 理想气体常数”（ ideal gas constant ）。 R = 8.314 J·mol-1·K-1

= 8.314 Pa·m3·mol-1·K-1

= 0.082 atm·L·mol-1·K-1

要加概念小练习

单位 换算关系Pa( 帕斯卡 ) 1 Pa ＝ 1 N·m-2 ＝ ·m-1·s-2

atm （大气压） 1 atm ＝ 101325 Pa

torr （托） 1 torr ＝（ 1/760 ） atm

mmHg （毫米汞柱） 1 mmHg ＝ 1 torr

bar （巴） 1 bar ＝ 1×105 Pa

psi,l bin-2 （ 磅 每 平 方 英寸）

14.6960psi ＝ 14.6960bin-

2 ＝ 1 atm

表 2.9 常见压力单位及相互换算关系

• 分压定律和分体积定律上课推导着讲

分压定律The law of partial pressure

若在定温下把几种体积为 V 不同气体混合于容积为 V 的容器中，各种气体分子的物质的量分别为 n1, n2, … ni ，总的物质的量为 n = n1 + n2 + … ni 。

混合前： p1V = n1RT p2V = n2RT……piV = niRT

(p1 + p2 + … pi)V = (n1 + n2 + … ni)RT

p 总V = n 总RT

p 总= p1 + p2 + … pi

“ 分压”

所谓“分压”，显然是指在相同温度下，单个气体单独存在且占有与混和气体相同体积时，该气体所具有的压力。

xi 为第 i 种气体在混合气体中的物质的量分数。

混和气体中各气体成分的分压是它们的物质的量分数和总压的乘积： pi = xi p

iii xn

n

p

p

分体积定律The law of partial volume若在定温下把几种压强为 p 不同气体混合，混合后压强仍是p ，各种气体分子的物质的量分别为 n1, n2, … ni ，总的物质的量为 n = n1 + n2 + … ni 。

混合前： pV 1= n1RT pV 2= n2RT……pV i= niRT

p(V1 + V2 + … Vi) = (n1 + n2 + … ni)RT

pV 总= n 总RT

V 总= V1 + V2 + … Vi

“ 分体积”

• 所谓某一组分的分体积，它等于该气体在温度 T 和总压 p 时单独存在时所占据的体积。

• 在混和气体中，气体均匀地充满整个容器，不能认为气体 A 占了多少体积，气体B 占了多少体积。

• 但是当混和气体分离时（例如吸收其中的一部分，保留了另一部分），此时可显现出“分体积”的意义。

• Vi = xi V

• 相同 T ， V 时，混和气体的总压力等于各气体分压力之和

• 相同 T ， p 时，混和气体的体积等于组成该混和气体的各组分的分体积之和