武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第01章物质的聚集状态

第一章物质的状态1.某气体在293K与9.97×104Pa时占有体积1.910-1dm3其质量为0.132g，试求这种气体的相对分子质量，它可能是何种气体?解：由题知：质量为0.132克的气体其所对应的物质的量为PV=nRT∴n=PV/RT=9.97×104×1.9×10-1×10-3/8.134×293=0.00776mol因为该气体的摩尔质量为：M=m/n=0.132/0.00776=16.97≈17g/mol所以该气体为氨气2．一敝口烧瓶在280K时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能使其三分之一逸出?解：由题知要使三分之一的气体溢出瓶外即体积为原来的1.5倍，而这一过程压力始终保持不变，故有POV1/T1=P0V2/T2所以有T2=T1V2/V1=280×1.5=420K3．温度下，将1.013105Pa的N22dm3和0.5065Pa的O23dm3放入6dm3的真空容器中，求O2和N2的分压及混合气体的总压。解：设氮气分压为P1·,氧气分压为P2·故有P1V1/T1=P1V1·/T1即P1·=POV1/T1·=1.013×105×2×10-3÷6×10-3=3.377×104Pa同理：P2·=0.5065×105×3×10-3÷6×10-3=5.91×104Pa所以Psol=P02+P∏2=3.377×104+2.58×104=5.91×104Pa4．容器中有4.4gCO2，14gN2，12.8gO2，总压为2.026105Pa，求各组分的分压。解：由题知：nco2=m/Mco2=4.4/44=0.1molnco2=m/Mco2=14/28=0.5molno2=m/Mo2=12.8/32=0.4mol由道尔顿分压定律：Pco2=Psol×Xco2=2.026×105×0.1/（0.1＋0.5＋0.4）=2.026×104PaPn2=Psol×Xn2=2.026×105×0.5/（0.1＋0.5＋0.4）=1.013×104PaPo2=Psol×Xo2=2.026×105×0.2/（0.1＋0.5＋0.4）=8.104×104Pa5．在300K，1.013105Pa时，加热一敝口细颈瓶到500K，然后封闭其细颈口，并冷却至原来的温度，求这时瓶内的压强。解：由题知：当瓶内温度升为500K时，其气体体积将变为原来的5/3倍所以，瓶内气体的物质的量只占全部气体的3/5，对应的压力为1.013×105Pa降温前瓶内的气体的物质的量不变。P1V1/RT1=P2V2/Rt1所以带入数据计算得P2=6.08×104Pa6．在273K和1.013×105Pa下，将1.0dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3C—O—CH3液体，在此过程中，液体损失0.0335g，求此种液体273K时的饱和蒸汽压。解：此种气体的摩尔质量为46g/mol通空气的前后，其气体的体积变化可以忽略不计PV=nRT所以P=0.335×8.314×273/10-3×46=1.65×103Pa7．有一混合气体，总压为150Pa，其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75，求H2和N2的分压。解：PN2=Psol×VN2/VSOL=150×0.25=37.5PaPH2=Psol×VH2/VSOL=150×0.75=112.5Pa8．在291K和总压为1.013×105Pa时，2.70dm3含饱和水蒸汽的空气，通过CaCl2干燥管，完全吸水后，干燥空气为3.21g，求291K时水的饱和蒸汽压。解：3.21g空气在291K,27升的溶剂中其压力为PV=nRT所以Pair=3.21×291×8.314/29×0.0027=99185Pa所以水的蒸气压为Pwater=Psol-Pair=3.12×102Pa9．有一高压气瓶，容积为30dm3，能承受2.6×107Pa，问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险？解：PV=nRT=mRT/M所以n=PVM/RT=2.6×107×0.03×0.032/8.314×293=10.25Kg10．在273K时，将同一初压的4.0dm3N2和1.0dm3O2压缩到一个容积为2dm3的真空容器中，混合气体的总压为3.26×105Pa，试求（1）两种气体的初压；（2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的物质的量。解：1）由于N2和H2始终在同一压力下气体体积比为4：1，故气体的物质的量比为4：1所以混合气体中PN2=3.26×105×0.8=2.608×105Pa又P1V1=PN2VN2所以P1=2.608×105×2×10-3/4×10-3即N2和O2的初压力为1.304×105Pa2）由题解（1）知PN2=2.608×105PaPo2=3.26×105×0.2=6.52×104Pa3）PN2VN2=nN2RT所以nN2=PN2VN2/RT=2.608×105×2×10-3/8.314×273=0.23mol同理；nO2=0.057mol11．273K时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表：P/1051.0130.6750.5070.3380.253/g·dm32.30741.52631.14010.757130.56660用作图外推法（p对/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。解：0.00.20.40.60.81.01.22.02.22.4ρ/P(g·dm-3·10-5pa-1)P(105pa)可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.49512.（1）用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律；（2）用表示摩尔分数，证明xi=总Vi（3）证明2=MkT3证明：（1）PV=nRT当p和T一定时，气体的V和n成正比可以表示为V∞n（2）在压强一定的条件下，V总=V1+V2+V3+-----根据分体积的定义，应有关系式P总Vi=nRT混合气体的状态方程可写成P总V总=nRT总VVi=nni又nni=xi所以xi=总Vi（3）BA=ABMM又pV=31N0m(2)22=mpV0N3=MRT3所以2=MkT313．已知乙醚的蒸汽热为25900J·mol-1，它在293K的饱和蒸汽压为7.58×104Pa，试求在308K时的饱和蒸汽压。解：由克劳修斯·克拉贝隆方程知：Lg21pp=△rHm（1/T2-1/T1）/2.303×8.314设308K时饱和蒸气压为Pa，则有Lgpap1=25900×（1/308-1/293）/（2.303×314）代入数据计算得Pa=1.272×105Pa14．水的气化热为40kJ·mol-1，，求298K时水的饱和蒸汽压。解：由克劳修斯·克拉贝隆方程知：Lg21pp=△rHm（1/T2-1/T1）/2.303×8.314所以：Lg2101325p=314.8303.240000（2981-3731）P2=3945Pa15．如图所示是NaCl的一个晶胞，属于这个晶胞的Cl（用表示）和Na+（用表示）各多少个？解：在一个晶胞中n(cl)=1/8×8＋1/2×6=4n(Na+)=1×1＋1/4×12=4