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普通化学知识点总结
一.
气体液体和固体
1.
气体状态方程
(
1
)状态变量:温度,体积,压强,密度,黏度,折射率,热的传导率等,各物理量之间并 非完全独立。
(
2
)理想气体状态方程:
,或
,其中
R=8.314
J/(mol
·
K)
模型化条件:气体分子本身(相对
于其间距)大小可以忽略;分子间不存在相互作用。
适用范围:高温(
接近或高于室温)低压(接近或低于
1
个大气压)气体。
(
3
)道尔顿分压定律:
p=p(A)
+p(B)
,或者
p(A)=p
·
y(A)
,其中
y(A)=n(A)
/n
(
4
)真实气体状态方程 :通过实验测量,总结出许多适用于不同气体的状态方程,最具代表性的是范德华
方程:
(
?)
(
)
理解:
?
项是
分子间作用力对压强的增加量,与摩尔体积成平方反比关系;
b
是扣去气体分子本身体
积的大小。
此外还有维
里方程:
与气体本性有关,是温度的函数。
其
中
B
、
C
、
D
分别 称作第二,
第三,
第四维里系数,
2.
气 体的液化
(
1
)相与相变:
< p>(物)相是物理性质与化学性质一致的宏观分子聚集体。相变是物质从一种相(中间经历复相系)转变成另一种相的过程。
例如
:
混合均匀的不同气体或液体是单相系,水和油共存(不能混合)属于复相系,水在低温下的六种结晶
态分属于不同的六种相。
气体等温压缩(准静态变化
且未产生液体)前后两个状态属于两种相,但该过程不属于相变化。
(
2
)
CO2
等温压缩曲线
分析:
(
1
) 运动使分子趋于分散成为气体,与
T
有关;相互作用使分子趋于聚合成为 液体,
与
V
有关。
两者均势时,处于气液 临界点。
当
T
增大时,气体向液体转变时的
应当减小。
(
2
)液体热胀冷缩,随着
T
增大,
增大
(<
/p>
3
)温度升高时,气液共存时的蒸汽压(即
(
3
)超临界状态
临界参数:包括临界温度,临界压强,临界体积。
实例:丙烷临界温度为
369.8K
,即
96.6
< p>℃,常温下充满的液化钢瓶中丙烷为液态;打开阀门,瓶内压力几
乎不变
(实际上因含有丁烷等成分,压力略有下降,参见蒸馏原理)
;
氧气临界温度为
154.6K
,即
-11 8.5
℃,常温下不能被液化;打开氧气钢瓶阀门,气体压力连续下降
。
下图是部分气体的临界参数。
超临界状态:温度超过临界温度,压力超过临界压力的状态。
特点:①分子间距很小,与通常液体相近,可作溶剂。
②同时具备液体高密度和气体低黏度的特性,物质在其中扩散很快。因此,超临界流体对于许多化学物质
具有很强的溶解性。
应用:
( 超临界萃取)用超临界状态的流体
,
溶出植物原料中的有用化学成分(香精、天然 药用成分等)
;当
压力和温度恢复到常温常压时,超临界流体变成普通状
态的气体而离去,只留下所需的化学成分。该方法
具有高效、快速、污染小的特点,常用
的超临界流体有二氧化碳,氧化亚氮,乙烷,乙烯,甲苯。
3.
饱和蒸气压
内涵:
与液体平衡共存的蒸汽称为液体的饱和蒸汽
(Saturated Vapor)
,
饱和蒸汽的压力称为饱和蒸汽压
;
沸水中气泡内的蒸汽是饱和蒸汽,
因为水中气泡内蒸汽与水平衡共存;与固体平衡共存的蒸汽称为固体的
饱和蒸汽。
理论表明,
饱和蒸气压与温度存在以下关系:
或
称为克劳修斯—克拉泊龙方程,式中
指液体摩尔蒸发焓。
结论:
(注:标准 大气压
101325Pa
下,液体的沸点称为常沸点)
*
温度升高,液体饱和蒸气压增大。
*
相同压力下,易挥发液体沸点较低。
推广:
*
该公式同样适用于固体,只需将摩尔蒸发焓
用摩尔升华焓
替换。
*
液体饱和蒸气压同样与液体的压力有关。
热力 学理论指出:
,
因为
液体摩尔体积往往是气体的数千分之一,
故经常忽略。
测量装置如下图:
实验:
*
连接真空泵,改变烧瓶内气体压力
*
通入冷凝水
*
加热密闭烧瓶内的水使之稳定沸腾。
测量:
*
沸腾温度
(
沸点)