[Chemistry]段考---氣體

三相圖與飽和蒸汽壓

標準三相圖如下所示(以此圖為例)phase:相
solid phase:固態
liquid phase:液態
vapour:蒸氣或氣態(gaseous phase)
gaseous phase:氣態或過熱蒸汽(superheated vapour)
supercritical fluid:超臨界流體(詳細資料我也不懂)
compressible liquid:可壓縮液體(資料少的可憐)
critical point:臨界點 triple point:三相點

線和點的意義表示相共存，由沸騰的定義得知沸騰時，蒸氣壓力=外壓，依此定義飽和蒸氣壓

所以"１atm時，水在100℃時沸騰"相當於"100℃時，水的飽和蒸汽壓為１atm"

飽和蒸汽壓有以下特性：

1.飽和蒸汽壓只與溫度相關，且T上升，則P上升

2.只要容器內存在液體，液面上蒸氣壓值必為該溫度飽和蒸汽壓

3.若蒸氣壓力超出該溫度飽和蒸汽壓，則多餘液體皆冷凝

由於飽和蒸汽壓具有恆定不變的特性，常會用在氣壓計讀取或排水集氣法修正等計算繁雜的題目，在花了這麼多時間寫考卷後，別忘記檢查蒸氣壓。

理想氣體方程式及其應用

理想氣體方程式分別由以下定律構成

1.PV=nRT=k→(波以耳定律)

2.V/T=nR/P=k→(查理定律)

3.V/n=RT/P=k→(亞佛加厥定律)

4.PM=DRT→(逸散、擴散常用)

5.其他

這類型會出的題目少數為單一系統中以三項已知量求一未知量的題型

如：在STP下，12克金屬M與足量鹽酸作用可產生11.2升的氫氣，問此金屬可能為?

解：在STP下，1mol氣體占22.4升的體積，推得氫氣莫爾數11.2/22.4=0.5(mol)

即一克當量M重12/(0.5*2)=12克(有關當量的概念請見"溶液")，再一一檢驗選項。

此題型因列式方便常會配合其他概念，

如:在STP下，定量Na投入36.5%鹽酸溶液1升(比重1.2)中產生56升氫氣，問加入後溶液組成為何?(濃度換算，限量試劑)

而為了簡短題目常會用STP(標準狀態，1atm、0℃)與NTP(普通狀態，1atm、25℃)，含有273*0.082=22.4及298*0.082=24.5等方便的式子，為了簡短計算就背下來吧。

而更常出現的題型為雙系統比例型，此題型的解法為著重在兩組物理量的比較，以求比例為主，由於比例式中可消去氣體常數，且至少有一至二項相同，利用P1V1/n1T1=P2V2/n2T2再消去相同項為主。

例一：兩個相連等體積燒瓶在27℃下置入0.70mol的氫氣，壓力0.5atm。今將一燒瓶置入127℃沸油中，另一維持原溫，則最後壓力為何?

解:反應前後總莫爾數，總體積相等，得反應前後

P/T=P'(１/T1+１/T2)*1/2(∵P'/T1=R*n1/(V/２)，P'/T1=R*n1/(V/２)→

P'(１/T1+１/T2)*1/2=R(n1+n2)/V=R*n/V)，代入數據得P'=0.57atm

省略氣體常數R可節省許多計算時間，能省則省!

理想氣體常數(R)的單位

R應該是氣體反應中最重要(麻煩)的常數，也因為數字本身非常複雜，造成計算上的困擾，不過出題時通常會刻意配合單位設計數字，找到相對應的單位可節省許多計算。

R=0.082atm*L/mol*K=8.314J/mol*K=62.3mmHg*L/mol*K

R值的變化大都與壓力單位相關，特此補述：

1atm=76cmHg=760mmHg=760torr=1033.6cm水柱=1013hPa

道爾頓分壓定律

從一個簡單的問題開始："混合氣體１atm，２L，問各氣體的體積與壓力"

答案是1.各氣體有相同的壓力。還是2.各氣體有相同的體積呢?

若從1.的角度思考，則各氣體有不同的體積，但這是不合理的，因為氣體傾向擴散。

所以應該是2.，也就是各氣體接佔有２L體積，這時因為分子數不同而造成各氣體壓力不同

，因為n=n1=n2=n3......，共乘RT/V後即得P=P1=P2=P3......，這就是道爾吞分壓定律。因為會應用到此定律的題目一定在同一容器中，所以計算異常簡單。有以下計算式

1.P=X1P1=X2P2=.......

2.P=V1%P1=V2%P2=......，其中V%為同壓下個別氣體體積與總體積比

逸散與擴散

特別針對逸散時間做個說明，r(速率)正比於f(碰撞頻率)正比於nv/6V

f的因次為n/t，所以t=n/f正比於6V/v即是體積比除與距離比(剩下講義應該寫的比我還清楚)

p.s另附解題順序

1.道爾吞分壓定律(計算混合氣體的題目時先將分壓分別求出可簡化題目)

2.理想氣體方程式or三相圖(依熟晰度而定)

3濃度or逸散&擴散(依熟晰度而定)

因為時間不夠而無法做的詳盡，特此提供以下網址做參考(高一、高三)，溶液從高一某章應該找的到

http://www.ccweb.com.tw/index.htm