习题解答1

习题解答

第一章物质的状态

1.一敞口烧瓶在280 K时所盛的气体，需加热什么温度时，才能使其三分之一逸出瓶

外？

解：设需加热至T。

∵pV =nRT ，∴280n =2n T /3

∴T =420K

2.现有一气体，在17 ℃101.3 kPa的水面上捕集，体积为500 ml。如果在同样条件下

将它压缩成250 ml，干燥气体的最后分压是多少？（17℃时水的饱和蒸汽压为

5.6267⨯103Pa）

解：在水面上收集到气体与水蒸气的混合，应用分压定律求出该气体的分压：

p = p总–p H2O= 101.3 – 5.6267= 95.6733(kPa)

在同样的温度下，被压缩为250 ml时该干燥气体具有的压强为：

p´=2 p =2⨯ 95.6733=191.3(kPa)

3.CHCl3 在40 ℃时蒸气压为49.3 kPa，于此温度和98.6 kPa压力下，有

4.00 L空气

缓慢通过CHCl3（即每个气泡都为CHCl3蒸气所饱和），求：

⑴空气和CHCl3混合气体的体积是多少？

⑵被空气带走的CHCl3 质量是多少？

解：

（1）98.6 kPa压力下4.00 L空气进入CHCl3，形成混合气体，此时空气具有的分压为98.6 kPa-49.3 kPa= 49.3 kPa，其体积是8.00 L，即混合气体的体积为8.00 L。

（2）n = pV /RT= m/M CHCl3

∴m = M CHCl3pV /RT =119.5×49.3⨯103⨯8.00⨯10-3/8.314⨯ 313=18.1（g）

4.在273 K和1.013⨯105 Pa下,将1.0 L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0.0335 g，求此种液体273K时的饱和蒸汽压。(H3C-O-CH3的摩尔质量为46)。

解：设1.0 L洁净干燥的空气缓慢通过H3C-O-CH3液体时体积为V´，其分压为p - p H3C-O-CH3 pV =（p - p H3C-O-CH3）V´

∴V´= pV /（p - p H3C-O-CH3）（1）

又p H3C-O-CH3 V´= m RT /M H3C-O-CH3

∴p H3C-O-CH3= m RT /M H3C-O-CH3 V´（2）

将（1）代入（2）式，得

p H3C-O-CH3= m RT （p - p H3C-O-CH3）/ pV M H3C-O-CH3

解之，p H3C-O-CH3 =1.64 ⨯103Pa

另解：n = pV /RT= m/M H3C-O-CH3

∴p = mRT/VM H3C-O-CH3

= 0.0335⨯ 8.314⨯273/1.0⨯10-3⨯46

= 1.65 ⨯103（Pa）

5.平均动能相同而密度不同的两种气体，温度是否相同？压力是否相同？为什么？

答：平均动能相同而密度不同的两种气体，温度是相同，因为平均动能由温度决定因为平均动能由温度决定，与分子质量无关。

平均动能相同而密度不同的两种气体，压力不一定相同。因为压强与气体的密度和分子质量有关，p=ρ/RT M。

6.某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮的质量百分数为30.5%；今有一容器中装有

该氮氧化物是4.107 g，其体积为0.500 L，压力为202.7 kPa，温度为0 ℃。试求：

⑴在S.T.P. 条件下，该气体的密度是多少；

⑵它的分子量是多少；

⑶分子式。

解:

(1)在S.T.P. 条件下, 该气体的体积为1.0L, ∴ρ= m/V =4.107/1= 4.107 g/L

(2)pV= n RT= m RT / M

M =m RT / pV =4.107×8.31⨯273/(202.7⨯103⨯0.5⨯10-3) =91.97 ≈92

(3) 化合物含氮的个数为92⨯30.5%/ 14= 2, 含氧的个数为92⨯(1-30.5%)/16≈4

∴该化合物为N2O4.