1.1 內(nèi)容提要
1.1.1 氣體
1. 理想氣體
理想氣體模型：氣體分子本身沒(méi)有體積；氣體分子間沒(méi)有相互作用力。
理想氣體狀態(tài)方程：pV = nRT 或mpV = RT。
道爾頓分壓定律：。
阿馬伽分體積定律：。 
氣體的擴(kuò)散定律：。
2. 實(shí)際氣體
實(shí)際氣體的臨界狀態(tài)：氣態(tài)物質(zhì)處于臨界溫度、臨界壓力和臨界體積的狀態(tài)下，我們說(shuō)它處于臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)是一種不夠穩(wěn)定的特殊狀態(tài)，在這種狀態(tài)下氣體和液體之間的性質(zhì)差別將消失，兩者之間的界面也將消失。統(tǒng)稱臨界參數(shù)。
范德華方程：
壓縮因子Z：pV m = ZRT。Z值的大少反映實(shí)際氣體偏離理想氣體的程度。
1.1.2 稀溶液
1. 溶液的濃度
物質(zhì)的量濃度：
質(zhì)量摩爾濃度：
物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)：
物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量：
2. 稀溶液的通性
稀溶液的通性：對(duì)于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液來(lái)說(shuō)，蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。
蒸氣壓下降：
凝固點(diǎn)降低：
沸點(diǎn)升高：
滲透壓：
適用范圍：難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液。
電解質(zhì)溶液的通性可根據(jù)溶液中微粒數(shù)的多少，估計(jì)不同濃度的溶液的蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)的高低和滲透壓的大小。
稀溶液通性的應(yīng)用：用作干燥劑、冷凍劑、制冷劑、等滲輸液等。
1.2 典型例題
【例1.1】 下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。
(1)溶液的蒸氣壓隨著溶解的質(zhì)量的增加而增加。
答 錯(cuò)。溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質(zhì)的質(zhì)量增加而降低，從而引起溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低。對(duì)于難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足公式。若溶質(zhì)是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。
(2)由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水魚和淡水魚不能調(diào)換生活環(huán)境，否則將會(huì)引起魚體細(xì)胞的腫脹和萎縮，使其難以生存。
答 對(duì)。
【例1.2】 填空題。
(1)水中加乙二醇可以防凍的原因是。
(2)氯化鈣和五氧化二磷可用作干燥劑的原因是。
(3)人體輸液用的生理鹽水及葡萄糖溶液的濃度不能隨意改的原因是。
答 (1)水中溶解溶質(zhì)后使水的凝固點(diǎn)降低；(2)在它們的表面所形成的溶液的蒸氣壓顯著下降，可不斷地吸收水蒸氣，使體系中的水分降低；(3)保證所輸入的液體與人體血液的滲透壓相近或相等。
【例1.3】 對(duì)于一定量的混合氣體，試回答下列問(wèn)題：
(1)恒壓下，溫度變化時(shí)各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)是否變化？
(2)恒溫下，壓強(qiáng)變化各組分氣體的分壓是否變化？
(3)恒溫下，體積變化時(shí)各組分氣體的量分?jǐn)?shù)是否變化？
答 (1)不變。pV= nRT，當(dāng)各組分的n一定時(shí)，混合氣體的總體積和各組分的分體積與T成正比，故其體積分?jǐn)?shù)不變。
(2)變化。恒溫下B B p = p y 總，而各組分氣體的量分?jǐn)?shù)不變，故各組分氣體的分壓隨p總變化。
(3)不變。雖然體積變化但各組分氣體的量和系統(tǒng)氣體的總量不變，故各組分氣體的量分?jǐn)?shù)不變。
【例1.4】 在273K時(shí)，將相同初壓的4.0dm3N2和1.0dm32O2壓縮到一個(gè)容積為2.0dm3 的真空容器中，混合氣體的總壓為3.26×105Pa。求：
(1)兩種氣體的初壓；
(2)混合氣體中各組分氣體的分壓；
(3)各氣體的物質(zhì)的量。
解 (1)設(shè)兩種氣體的初壓為p，由p1V1 = p2V2 ，得
(2)
(3)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式pV= nRT，得
【例1.5】 1000mol CO2壓力為15MPa，溫度為430K，試用壓縮因子圖求其體積。
解 查表得CO2的臨界參數(shù)：則
從壓縮因子圖中查出Z= 0.79，則
【例1.6】 海水中鹽的總濃度約為0.60mol？dm-3。假設(shè)鹽全部為NaCl，試估算海水的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算在25℃時(shí)用反滲透法凈化海水所需要的最低壓力。
解 由于海水可看成是鹽的稀溶液，故其質(zhì)量摩爾濃度可近似為0.60mol？kg-1。
故海水的凝固點(diǎn)約為(0.0-2.2)℃ = -2.2℃。同理
故海水的沸點(diǎn)約為(100.0+0.62)℃=100.62℃。
【例1.7】 3.62g 尼古丁溶于73.4g 水中，其凝固點(diǎn)降低了0.563℃。求尼古丁的相對(duì)分子質(zhì)量。
解 由公式可得
尼古丁的相對(duì)分子質(zhì)量為
【例1.8】 已知下列兩種溶液具有相同的凝固點(diǎn)，溶液A是1.5g尿素溶解在200g水中得到的，溶液B是21.38g某未知物溶解在1000g水中得到的，求未知物的摩爾質(zhì)量。
解 由于兩種溶液的凝固點(diǎn)相同且溶劑也相同，根據(jù)凝固點(diǎn)下降公式，推知兩種溶液的質(zhì)量摩爾濃度相等。設(shè)未知物的摩爾質(zhì)量為M，于是有
【例1.9】 用范德華公式計(jì)算在300K，把2.0mol NH 3(g)裝在5.0dm3真空容器內(nèi)的壓力。
解 查表得3 NH (g)的范德華參數(shù)為a= 4.22×10-1Pa？m6？mol-2，b= 3.71×10-5m3 ？mol-1。
由可得
【例1.10】 由于食鹽對(duì)草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代替食鹽來(lái)融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g 溶于1kg 水中，哪一種凝固點(diǎn)下降得多？若各0.1mol溶于1kg水中，哪一種凝固點(diǎn)下降得多？
(1)(2) (3)
解 根據(jù)依數(shù)性定律，答案分別為(1)、(3)。
1.3 習(xí)題及參考答案
一、選擇題
1. 當(dāng)用壓縮因子Z=pV／(nRT)來(lái)討論實(shí)際氣體時(shí)，如Z > 1，則表示該氣體和理想氣體相比較 ( )
A. 易于壓縮 B. 不易壓縮 C. 易于液化 D. 不易液化
2. 25℃、總壓為1000kPa 時(shí)，下面幾種氣體的混合氣體中分壓最大的是 ( )
A. 0.1g H2 B. 1.0g He C. 1.0g N2 D. 1.0g CO2
3. 氣體與理想氣體更接近的條件是 ( )
A. 高溫高壓 B. 高溫低壓 C. 低溫高壓 D. 低溫低壓
4. 壓力為200kPa 的2 O 5.0dm3 和100kPa 的2 H 5.0dm3 同時(shí)混合在20dm3 的密閉容器中，在溫度不變的條件下，混合氣體的總壓力為 ( )
A. 120kPa B. 125kPa C. 180kPa D. 75kPa
5. 質(zhì)量摩爾濃度的優(yōu)點(diǎn)是 ( )
A. 準(zhǔn)確度高 B. 應(yīng)用廣泛
C. 計(jì)算方便 D. 其值不隨溫度而改變
6. 溫度為T、體積恒為V的容器中有A與B兩組分的混合理想氣體，分體積分別為VA與VB。若向容器中注入n(mol)理想氣體C，則A與B的分體積 ( )
A. 均不變 B. VA增大，VB 減小
C. VA減小，VB增大 D. 均減小
7. 一定溫度下，等體積的甲醛(HCHO)溶液和葡萄糖( 6 12 6 C H O )溶液的滲透壓相等，溶液中甲醛和葡萄糖的質(zhì)量比是 ( )
A. 6∶1 B. 1∶6 C. 1∶3 D. 3∶1
8. 下列相同濃度的稀溶液，蒸氣壓最高的是 ( )
A. HAc 溶液 B. 2 CaCl 溶液 C. 蔗糖水溶液 D. NaCl 水溶液
9. 取相同質(zhì)量的下列物質(zhì)融化路面的冰雪，效果最好的是 ( )
A. 氯化鈉 B. 氯化鈣 C. 尿素[CO(NH2)2] D. 蔗糖
10. 在一定的外壓下，向易揮發(fā)的純?nèi)軇〢 中加入不揮發(fā)的溶質(zhì)B 形成稀溶液。此稀溶液的沸點(diǎn)隨著bB的增加而 ( )
A. 升高 B. 降低
C. 不發(fā)生變化 D. 無(wú)一定變化規(guī)律
？6？ 大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)
11. 室溫25℃時(shí)，0.1mol？dm-3 糖水溶液的滲透壓為 ( )
A. 25kPa B. 101.3kPa C. 248kPa D. 227kPa
12. 鹽堿地的農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)不良，甚至枯萎，其主要原因?yàn)?( )
A. 天氣太熱 B. 很少下雨
C. 肥料不足 D. 水分從植物向土壤倒流
13. 與0.58% NaCl 溶液產(chǎn)生的滲透壓較接近的是 ( )
A. 0.1mol？dm-3 蔗糖溶液 B. 0.2mol？dm-3 葡萄糖溶液
C. 0.1mol？dm-3 葡萄糖溶液 D. 0.1mol？dm-3BaCl2溶液
14. 37℃時(shí)，人體血液的滲透壓為780kPa，與血液具有相同滲透壓的葡萄糖靜脈注射液濃度是 ( )
A. 85g？dm-3 B. 5.4g？dm-3 C. 54g？dm-3 D. 8.5g？dm-3
15. 有一半透膜，將水和某溶質(zhì)水溶液隔開，其結(jié)果是 ( )
A. 水向溶液滲透，并建立滲透平衡 B. 溶液向水滲透，并建立滲透平衡
C. 水向溶液滲透，不能建立滲透平衡 D. 不能確定
16. 將0.45g 非電解質(zhì)溶于30g 水中，使水的凝固點(diǎn)降低0.15℃，已知H2O的K t=1.86K？kg？mol-1，則該非電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g？mol-1)是 ( )
A. 100 B. 83.2 C. 186 D. 204
17. 若氨水的質(zhì)量摩爾濃度為m (mol？kg-1)，則其中3 NH 的量分?jǐn)?shù)為 ( )
A. B.C.D. 不確定
18. 某難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)為100.400℃，則其凝固點(diǎn)為 ( )
A. -0.110℃ B. -0.400℃ C. -0.746℃ D. -1.45℃
19. 20℃時(shí)水的蒸氣壓為2.34kPa，若將62.0g 乙二醇2 4 2 [C H (OH) ] (不揮發(fā))溶于72.0g水中，則此時(shí)水溶液的蒸氣壓為 ( )
A. 1.87kPa B. 2.34kPa C. 2.93kPa D. 9.36kPa
20. 1dm3 含甘油(摩爾質(zhì)量為92g？mol-1)46.0g 的水溶液，在27℃時(shí)的滲透壓為 ( )
A. 112kPa B. 1.13×103kPa C. 1.25×103kPa D. 2.49×103kPa
21. 將0.900g某物質(zhì)溶于60.0g水中，使溶液的凝固點(diǎn)降低0.150℃，此物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量是(水的Kt = 1.86K？kg？mol-1) ( )
A. 204 B. 186 C. 83.2 D. 51.2
22. 在0℃的NaCl 溶液中，加入質(zhì)量為100g 的冰，一段時(shí)間后，冰的質(zhì)量 ( )
A. 大于100g B. 少于100g C. 等于100g D. 不能確定
23. 2000g 水中溶解0.1mol NaCl 的水溶液，2000g 水中溶解0.1mol 甘油的水溶液。在101.33kPa下，下列關(guān)于沸點(diǎn)說(shuō)法正確的是 ( )
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