无机化学第二版第1章习题及参考答案

第1章习题参考答案

1-1气体的基本特性有哪些？如何理解这些特性？

答：气体的基本特性是扩散性和可压缩性。

气体分子具有较高的动能，不停地进行热运动，将气体引入到容器中，它的分子立即向各方扩散；气体的密度很小，分子之间的空隙很大，分子间的作用力较弱，所以气体可以压缩。

1-2何谓理想气体？在什么条件下，真实气体的行为接近理想气体？怎样理解？

答：理想气体是人为假定的一种气体模型，主要包括以下几点：

①分子是有质量但不占有体积的几何质点；

②分子之间没有作用力；

③分子之间的碰撞及分子与器壁的碰撞都是完全弹性的，没有动能的损失。在高

温和低压条件下，真实气体的行为接近理想气体。

在高温时分子的动能远大于因分子间力产生的势能，分子之间作用力可以忽略；低压条件下气体分子间的距离很大，气体分子自身的体积与气体的体积相比可以忽略不计。所以在高温和低压条件下，真实气体的行为接近理想气体。

1-3有两个体积相同的球形容器，内充N2气，中间有连通管，其体积可忽略不计。当把两球同时浸于沸水(373K)中，球内压力为101 kPa。若将其中一个球仍浸在沸水中，另一球浸入冰水(273K)中，此时球内压力应是多少？

解：设每个球的体积为V，N2气的物质的量为n mol，贝U

当两球都在沸水中时有：101kPa^(2V) =n R X373 (1)

一球在沸水中，另一球在冰水中，两球平衡时压力为p,在沸水中有mmol

N2，而在冰水中有n2mol N2，贝U

n1+ n2= n，n1373 = n2273，373/273=n2/ n1

p(2V) = n1R X373+ n2R X273=n1R X373+ n1R X373 即p(2V) = 2n 1R X373 (2)

过得: ^kP a丄屮2 *蜀丄仆竺)1.18

(2) p 2n1 2ni 2 rn 2 273

p= 85.6 kPa

1-4 在300 K、3.03975 106 Pa时，一气筒含有480 g的氧气，若此筒被加热到

373 K，然后启开活门(温度保持不变)一直到气体压力降低到 1.01325为05 Pa 时，问共放出多少克的氧气？

解：容器的体积V不变，设最终筒内剩余02为m2 g:

由P1V

m

1 RT1、P2V m2RT

2 一g P1T2 M M m2 p2T!

则480g

6

3.03975 10 Pa 373K

5m2 =12.9g 1.01325 105Pa 300K

放出氧气

为：

m m m2480g 12.9g 467.1g

1-5在273.15 K和1.01325 105 Pa压力下，测得某气体的密度为1.340 g L-1，在

一实验中测得这种气体的组成是 C 79.8%和H 20.2%。求此化合物的分子式。

解：因为p i也迥_r RT，贝U：

V M V M i

i RT 1.340g L18.314 103Pa L mol1K 1273.15K -1

M i —530.02g mol p i 1.01325 105Pa

每分子含碳原子：30.02 X 0.798/12.01=1.9953 〜2

每分子含氢原子：30.02 X 0.202/1.008=6.016 "6

该化合物分子式为：C2H6

1-6 273K和101 kPa的1.00 dm3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚(CH3OCH3)

后，二甲醚损失0.0335g,被二甲醚饱和的空气的总压强仍为101kPs。计算二甲醚在273K时的饱和蒸气压。

解：由理想气体状态方程得：

空气的物质的量：n空以

RT

3

101kPa 1.00dm

3-7 -----------------

0.0445mol 8.314kPa dm mol K 273K

二甲醚的物质的量：n醚—

M

0.0335g 7.283 10-4mol

—1

46.0g mol

―n ?

7.283 410

0.0161

n 空 n 醚

7.283 10 4

0.0445

二甲醚的饱和蒸汽压： p 醚 X 醚p 0.0161 101kPa 1.626kPa

1-7 SO 2和CI 2在一定条件下能起反应生成 SO 2CI 2。 现将4.62g CI 2和

4.16gSC 2混合于一个2.00 dm 3的反应容器中，在190C 达平衡状态时混合气体的总 压力为202kPa 。试计算混合气体中所含三种组分气体的分压力和分体积各是多 少？(相对原子质量：Cl 3

5.5 , S 32.0 , O 1

6.0 )

解：始态时：

4.62g

(35.5 2)g mol -1

0.0651m o

l

nS °

2

终态时，设有 y mol SO 2起反应

则： SO 2 + Cl 2 = SO 2CI

2

始态n/mol

0.0650

0.0651

0 终态n/mol

0.0650-y 0.0651-y

y

在终态 气体总量 n= (0.0650-y)+(0.0651-y)+y =(0.130-y)mol 202200 = (0.130-y) >8.31 463

1-8对于一定量的混合气体，试回答下列冋题：

(1) 恒压下，温度变化时各组分气体的体积分数是否变化? (2) 恒温下，压力变化时各组分气体的分压是否变化？

(3) 恒温下，体积变化时各组分气体的摩尔分数是否变化? 答：(1)不变化。

(2)变化。

二甲醚的摩尔分数:

n

Cl 2

4.16g

j 0.0650mol

64.0g mol

用pV=nRT 式求y

p Cl y 0.130

202

2

・00

8.31 463

0.

0250

吨

P SO 2 P 总 X cl 0.0650 0.0250 p 总 X SO 2 202 77.0kPa 2 0.130 0.250 0.0651 0.0250 202 77.0kPa 0.130 0.250

0.0250 pSO2Cl2 p 总 XSO2Cl2 202

0.130 0.250 48.1kPa