全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲气体
全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲气体【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用。气体与液体、固体相比较,具有两个明显特点。1、扩散性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。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:pV
RT(11)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,
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:表11R的单位和值pV
TR国际单位制Pam3molK8314或PPkPadm3molK8314PP(11)式也可以变换成下列形式:pVRT(12)p则:(13)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(
一定)的同一气体在不同条件下,则有:(14)如果在某些特定条件下,将(11)、(12)和(13)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(11)式
,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(12)式在等温、等压和等容时应用于两种气体,则得出:(15)如果将(13)式,在等温等压下应用于两种气体,则有:(16)若令D,D为第一种气体对第二种气体得相对密度,则有:D或M1DM2(17)已知M2gmol,29gmol则M12D或M129DD为某气体相对H2的密度,D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r