物理化学-第一章-学习小结.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date物理化学-第一章-学习小结1111绪 论 1 学时基本要求： 1、了解物理化学学科、阐明物理化学课程的基本内容和任务。2、掌握物理化学的学习方法。第一章 气体的 P V T 关系 3 学时基本要求：1、掌握理想气体性质、状态方程及基本定律。2、了解实际气体的性质及范德华方程。3、掌握临界状态概念、对应状态原理。4、了解pVT 关系的普遍化计算方法。重点：理想气体定义、

2、分压力、分体积的概念；理想气体状态方程、范德华方程的应用，对应状态原理及其应用。难点：分压力、分体积的概念，使用范德华方程及用压缩因子图对真实气体进行有关计算。第一章 气体的pVT关系主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式或 式中p，V，T及n单位分别为Pa，m3，K及mol。 称为气体的摩尔体积，其单位为m3 mol-1。 R=8.314510 J mol-1 K-1，称为摩尔气体常数。此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。2. 气体混合物（1） 组成摩尔分数 yB (或xB) = 体积分数 式中 为混合气体总的物质的量。表示在一定T，p下纯气体A的摩尔体积。为在一定T，p下混

3、合之前各纯组分体积的总和。（2） 摩尔质量式中 为混合气体的总质量，为混合气体总的物质的量。上述各式适用于任意的气体混合物。（3） 式中pB为气体B，在混合的T，V条件下，单独存在时所产生的压力，称为B的分压力。为B气体在混合气体的T，p下，单独存在时所占的体积。3. 道尔顿定律pB = yBp，上式适用于任意气体。对于理想气体4. 阿马加分体积定律此式只适用于理想气体。5. 范德华方程式中的单位为Pa m6 mol-2，b的单位为m3 mol-1，和皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。 此式适用于最高压力为几个MPa的中压范围内实际气体p，V，T，n的相互计算。6. 维里方程及 上

4、式中的B，C，D,.及B，C，D.分别称为第二、第三、第四维里系数，它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。适用的最高压力为1MPa至2MPa，高压下仍不能使用。7. 压缩因子的定义Z的量纲为一。压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。但计算结果常产生较大的误差，只适用于近似计算。第一章 气体的pVT关系 概念题 一思考题1试从微观和宏观的角度理解什么是理想气体？在低压下真实气体为什么可看作理想气体？2如何用外推法求通用气体常数的数值？3如何定义混合气体中的分压和分体积？4范德华方程是如何导出的？5真实气体为什么不能在温度高于临界温度时液化？6如何根据对比状态原理绘制压缩因子图？怎样

5、由压缩因子图进行真实气体的计算？二填空题1. 某物质在时，其对比温度，则该物质的临界温度 。2. 在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是： 。3. 已知A(g)和B(g)的临界温度之间的关系为：；临界压力之间的关系为：。则A、B气体的范德华常数a和b之间的关系必然是： ； 。（选填：、=、1则表示比理想气体 压缩；若Z，=， B. = C. D.无法确定四计算题1. 气柜储存有121.6kPa，27的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用车间，试问储存的气体能用多少小时？2. 0，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度？

6、3. 今有20的乙烷丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm3容器中，直到压力达到101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3897g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。4. 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。H2 3dm3p TN2 1dm3p T保持容器内温度恒定时抽出隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力；隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？5. CO2气体在40时的摩尔体积为0.381dm3.mol-1。设CO2为范德华气体

7、，试求其压力，并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。6. 今有0，40530kPa的N2气体,分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积.实验值为70.3cm.mol-1。*7. 函数1/(1-x)在-1x Tc，解三次方程应得一个实根，二个虚根，将以上数据代入范德华方程：Vm37.091 10- 4 Vm29.013 10- 8 Vm3.856 10-12 0解得：Vm = 5.606 10 - 4 m3mol-1例5 应用压缩因子图求 80 0C，1 kg体积为10 dm3 的乙烷气体的压力。解：乙烷的 tc=32.18 C ， pc= 4.872 MPa ， 摩尔质量 M30

8、.0710-3 kg mol-1在压缩因子图上作 Z - pr 辅助线.3 .4 .5 .6 .8 1 2 3 4pr120.60.40.20.50.30.8Z1.21.151.1Tr估计Tr =1.157 线上，与 Z pr 线交点处为：Z = 0.64 ， pr = 1.28例6 已知甲烷在 p14.186 MPa 下的浓度 c 6.02 moldm-3，试用普遍化压缩因子图其求温度。解：甲烷： tc = - 82.62 oC ， pc = 4.596 MPa， Vm = 1/cpr = p/pc =14.186 / 4.596 = 3.087从压缩因子图上查得 pr=3.087 时：Z 0.64 0.72 0.86 0.94 0.97 Tr 1.3 1.4 1.6 1.8 2.0 作 Z - Tr 图，Z = 1.487 / Tr Z = f (Tr) (pr = 3.087)TrZTrZTrZ两线交点处，Z = 0.89 ，Tr =1.67，于是得：T = Tr Tc = 1.67190.53 = 318.2 K-