浙江大学普通化学知识点总结一

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：（2）（）

理解：2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：其中B、C、D分别称作第二，第三，第四维里系数，与气体本性有关，是温度的函数。

2.气体的液化

（1）相与相变：（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

（2）液体热胀冷缩，随着T增大，增大（3）温度升高时，气液共存时的蒸汽压（即

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。

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）

1.曲线OA、OB、OC上的点是两相平衡共存点，

OD是过冷水和水蒸气的介稳平衡线，一旦有凝

聚中心出现，过冷水立即变为冰。O点（273.16K

即0.01℃；610.62Pa）是水的三相点。

2.随着压强增大，沸点、升华点升高，凝固点降

低（解释：水的密度大于冰，同一温度下增大压

实例：增加压力会降低水的凝固点。溜冰时冰刀压迫冰面，使部分冰融化为水，增加润滑效果；做雪球时手挤压雪团，部分冰融化为水，之后又凝固为冰，使各部分紧密结合在一起。

5.溶液饱和蒸气压

（1）乌拉尔定律：推导：溶液饱和蒸气压，其中A为溶剂，B为溶质。

如果溶质不易挥发，则忽略其贡献，有；实验表明，对于稀溶液，与纯液体饱和蒸汽压的关

系为，式中为溶剂的物质的量分数，解释可参见下图（溶质分子占据液体表面的比例正比于其物质的量分数）：

③稀溶液凝固点下降、沸点升高，因数值与液相中溶质的质点数有关，所以称为稀溶液的依数性。

（3）生活中的实例：食盐水溶液（30g NaCl与100g水）凝固点为22℃，在实验室常用作冰盐浴；为了防止汽车水箱冻裂，加入甘油、乙二醇等以降低凝固点；溶液的依数性可用于溶液中聚合物相对分子质量的测量。

6.蒸馏原理

（1）理论分析：讨论性质相近的溶质和溶剂，如甲苯和苯，由于分子间作用力差别很小，两种组分各自满足乌拉尔定律：，，又有和，所以：

恒定温度下，p与的函数关系可以用下图表示，其中：

1.相同沸点的体系具有相同的组成，显然图中

表，N代表。M线以下温度尚未达到沸点，

体系为液相；N线以上温度超过最高沸点，体系为

气相（？）。两线之间的状态为气液共存。并且物

结论：按照以上步骤多次蒸发、冷凝过程（即精馏），在气相中得到较纯净的低沸点馏分B，在液相中得到较纯净的高沸点馏分A。

7.表面张力

（1）起因：液体表层分子较稀疏，分子间吸引作用力较大；液体内部分子的吸引力使得界面上的分子趋向于靠近液体内部，减小表面积。固体与气体界面上也类似地存在表面张力。

（2）影响：弯曲液面上会产生附加压强，容易证明，对于球形表面，r1=r2。

液面曲率中心指向液体内部时（即凸液面）r取正值，反之亦反。

液体(受到)的压力，等于外压与附加压力之和，即。

（3）液体的表面张力可改变液体的压力，从而改变液体的蒸汽压。可以证明，弯曲表面液体的饱和蒸气压与平表面液体的饱和蒸气压之间存在关系（开尔文公式）：。式中M为液体的摩尔质量，为液体的密度，r为液面的曲率半径。

（4）现象：①毛细现象：玻璃毛细管的一端浸入液体中,毛细管内液面会上升或下降。若毛细管内液面上升，则顶端液面为凹面，下降则顶端为凸面。

毛细管内上升液面的重力，与顶端液面的附加压力大小相等，即ρgh＝?p=2σ/r；液面半径r与毛细管半径r’关系为r’ r c θ，其中θ为接触角；所以h＝2σcosθ/ r’。

②过饱和蒸汽：“应该”凝结而未凝结的蒸汽，称为过饱和蒸汽。

产生的原因为：微小液滴有较高的蒸汽压,当气相蒸汽的压力达到平面液体的饱和蒸汽压时，仍小于小液滴的饱和蒸汽压，所以微小液滴不能产生。

蒸汽中的灰尘等微粒可成为凝结的核心，有利于生成半径较大的液滴，使过饱和程度较小时就开始凝结。应用类似的原理可进行人工降雨。

’③过热液体：根据相平衡条件应当沸腾但未沸腾的液体，称为过热液体。

产生的原因为：液体在沸腾时，液体内部生成气泡。由于凹液面的附加压力，使得液体内气泡中的蒸汽压较低，不能与液面上方压力抗衡，所以气泡难以形成。例如，在373.15K的纯水中如果存在半径为10（-8）m的小气泡，则气泡内饱和水蒸汽的压力＝92.78 kPa ,显著小于标准大气压，所以小气泡不可能存在，即水不会沸腾；继续加热到更高温度水就会激烈沸腾－暴沸。

在液体中加入沸石（碎瓷片），可以防止液体暴沸。

④过冷液体：按照相平衡条件应当凝固而未凝固的液体，称为过冷液体。

产生的原因为：如果从液体中产生的微小固体颗粒，具有凸表面，则其饱和蒸汽压大于平表面固体的饱和蒸汽压。故在正常凝固点时，凸表面的微小固体不能生成（凝固不了）。温度下降到某一更低温度时，微小固体才能从“过冷”液体中产生。

在液体中，如果加入固体作为凝固的“种子”，则不易发生过冷现象。

⑤过饱和溶液：按照相平衡的条件，应当有晶体析出而未析出的溶液，称为过饱和溶液。

产生的原因为：小晶粒有较高的溶解度,所以将溶液定温蒸发时，溶质的浓度逐渐加大，达到普通晶体溶质的饱和浓度时，对微小晶体的溶质却仍未达到饱和状态，不可能有微小晶体析出。为使微小晶体自动生成，需将溶液进一步蒸发，达到一定的过饱和程度，晶体才可能析出。

生产中，常采用向结晶器中投入小晶体作为新相种子的方法，防止溶液的过饱和程度过高，可获得较大颗粒的晶体。

以上亚稳定状态从热力学的观点都是不稳定的，亚稳定状态之所以可能存在，皆与新相难以生成有关。提问：摩尔蒸发焓是温度的函数，那么克-克方程中的参数“摩尔蒸发焓”怎么解释？