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北京市一零一中学2013年高中化学竞赛 第1讲 气体


高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第1讲 【竞赛要求】 气体。理想气体标准状态。理想气体状态方程。气体密度。分压定律。气体相对分子质量测定原理。 【知识梳理】 一、气体 1、扩散性 2、可压缩性 当对气体加压时,气体体积缩小,原来占有体积较大的气体,可以压缩到体积较小的容器中。 二、理想气体 如果有这样一种气体:它的分子只有位置而无体积,且分子之间没有作用力,这种气体称之为理想气 体

。当然它在实际中是不存在的。实际气体分子本身占有一定的体积,分子之间也有吸引力。但在低压和 高温条件下, 气体分子本身所占的体积和分子间的吸引力均可以忽略, 此时的实际气体即可看作理想气体。 三、理想气体定律 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: 气体、液体和固体是物质存在的三种状态。气体的研究对化学学科的发展起过重大作 当把一定量的气体充入真空容器时,它会迅速充满整个容器空间,而且均匀分布,少 用。气体与液体、固体相比较,具有两个明显特点。 量气体可以充满很大的容器,不同种的气体可以以任意比例均匀混合。 气 体 pV= nRT 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) 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 表 1-1 R 的单位和值 p Pa 国际单位制 kPa V m 3 n mol 3 T K K 8.314 R Pa· m3 J 或 mol· K mol· K kPa· dm3 mol· K dm mol m M 8.314 (1-1)式也可以变换成下列形式:pV= RT ? = pM RT (1-2) (1-3) p = m V · RT M = ?RT M 则: 式中 m 为气体的质量,M 为气体的摩尔质量, ? 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: P 1V1 = P2V2 T1 T2 (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 = pV ,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 RT m pV 在等温、等压和等容时应用于两种气体,则得出: 1 M1 RT 1 物质的量相等的气体,含有相等的分子数。 若将(1-2)式 m M = = m2 M2 (1-5) 如果将(1-3)式 ? = 若令 pV ,在等温等压下应用于两种气体,则有: RT ?1 m = 1 ?1 M2 (1-6) ?1 m = D ,D 为第一种气体对第二种气体得相对密度,则有:D = 1 或 M1 = DM2 (1-7) ?1 M2 空气 已知 M H 2 = 2g·mol ?1 , M 则 = 29g·mol ?1 M1 = 2 D H 2 或 M1 = 29D 空气 D H 2 为某气体相对 H2 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。 当一个体积为 V 的容器,盛有 A、B、C 三种气体,其物质的量分别为 nA、n

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