普通化学2013 第二章 物质的三态与水溶液-discussion
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甲醇和乙醇混合而成的溶液可看做是理想溶 液，它们都遵守Raoult定律。所以溶液的蒸 汽压等于溶剂分压和溶质分压之和，即
溶液蒸汽压 P = P甲 + P乙 = P0甲 X甲+ P0乙 X乙
已知在20°C纯甲醇的蒸汽压 P0甲 = 11.83 kPa，纯 乙醇的P0乙 = 5.93 kPa。将等质量甲醇和乙醇配制成 的溶液在20°C的蒸汽压是多少？甲醇的分压是多少？ 蒸汽中甲醇的摩尔分数是多少？
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(3) 压强未变，降温，变化前后氧气的物质 的量守恒，有 nO2＝(100－12.34)×150.0/(8.31×323.15)＝ (100－2.34)×V3/(8.31×293.15) 算得 V3＝122.14 dm3 nH2O＝2.34×122.14/8.31×293.15＝0.12 mol ＜0.69 mol (多余的H2O被液化) n O2＝4.90 mol x O2＝0.976
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X 甲= (m/3பைடு நூலகம்)/(m/32 + m/46) = 0.59
X乙 = 0.41
P = P甲 + P乙 = P0甲 X甲+ P0乙 X乙 = 11.83*0.59 + 5.93*0.41 = 9.4 kPa P甲 = P0甲 X甲 = 11.83*0.59 = 7.0 kPa
H vap T2 T1 p2 lg ( ) p1 2.303R T2T1
T2 = 393.5 K Tb* = T2 + Kbm = 393.5 + 0.512×0.500 = 393.8 (K)
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根据Dalton分压定律，在蒸汽中，甲醇的摩尔分数为
X甲’ = n甲 / (n甲 + n 乙) = P甲 / (P甲 + P 乙) =
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2.2 已知水在20℃和50℃时的饱和蒸气压分别为2.34 kPa和12.34 kPa。 (1) 在50℃，压强为100 kPa的条件下，用排水集气 法收集150 dm3的氧气； (2) 将(1)的气体压缩至150 kPa； (3) 将(1)的气体降温至20℃。 试计算三种情况下氧气的摩尔分数分别是多少？此 题给了我们什么信息？ 解：(1)
p1 V1＝p2 V2
V2＝
2
p1 V1 (100 12.3) 150 95.53dm3 p2 150 12.3
(多余部分被液化)
nH O＝12.34×95.53/(8.31×323.15)＝0.44 (mol)＜0.69 mol
n O2＝4.90 (mol) x O2＝0.918
启示：水蒸气是可液化气体，其蒸气压只与温
度有关，温度不变加压以及压力不变降温时， 水蒸气均会部分被液化，体积发生改变。
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用高压锅加热0.500 mol· －1 的蔗糖水溶液， kg 计算当高压锅内压力达到202.6 kPa 时，蔗糖 水溶液的沸点。 (水的 Kb= 0.512 K· mol－1 , kg· 摩尔蒸发热为 41.20 kJ· －1 ) mol 先计算水在202.6 kPa 时的沸点
nH O＝12.34×150.0/(8.31×323.15)＝0.69
2
(mol) n O ＝4.90 (mol)
2
x O ＝0.877
2
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(2) 先要计算体积。依据饱和蒸气压只与 温度有关，所以在压缩过程中水蒸气的量会 发生变化，而氧气的量不变(不会液化)，利 用氧气来计算压缩以后氧气的体积。 温度未变，设压缩前后氧气的分压和体积 分别为p1，V1和p2，V2。则
溶液蒸汽压 P = P甲 + P乙 = P0甲 X甲+ P0乙 X乙
已知在20°C纯甲醇的蒸汽压 P0甲 = 11.83 kPa，纯 乙醇的P0乙 = 5.93 kPa。将等质量甲醇和乙醇配制成 的溶液在20°C的蒸汽压是多少？甲醇的分压是多少？ 蒸汽中甲醇的摩尔分数是多少？
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(3) 压强未变，降温，变化前后氧气的物质 的量守恒，有 nO2＝(100－12.34)×150.0/(8.31×323.15)＝ (100－2.34)×V3/(8.31×293.15) 算得 V3＝122.14 dm3 nH2O＝2.34×122.14/8.31×293.15＝0.12 mol ＜0.69 mol (多余的H2O被液化) n O2＝4.90 mol x O2＝0.976
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X 甲= (m/3பைடு நூலகம்)/(m/32 + m/46) = 0.59
X乙 = 0.41
P = P甲 + P乙 = P0甲 X甲+ P0乙 X乙 = 11.83*0.59 + 5.93*0.41 = 9.4 kPa P甲 = P0甲 X甲 = 11.83*0.59 = 7.0 kPa
H vap T2 T1 p2 lg ( ) p1 2.303R T2T1
T2 = 393.5 K Tb* = T2 + Kbm = 393.5 + 0.512×0.500 = 393.8 (K)
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根据Dalton分压定律，在蒸汽中，甲醇的摩尔分数为
X甲’ = n甲 / (n甲 + n 乙) = P甲 / (P甲 + P 乙) =
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2.2 已知水在20℃和50℃时的饱和蒸气压分别为2.34 kPa和12.34 kPa。 (1) 在50℃，压强为100 kPa的条件下，用排水集气 法收集150 dm3的氧气； (2) 将(1)的气体压缩至150 kPa； (3) 将(1)的气体降温至20℃。 试计算三种情况下氧气的摩尔分数分别是多少？此 题给了我们什么信息？ 解：(1)
p1 V1＝p2 V2
V2＝
2
p1 V1 (100 12.3) 150 95.53dm3 p2 150 12.3
(多余部分被液化)
nH O＝12.34×95.53/(8.31×323.15)＝0.44 (mol)＜0.69 mol
n O2＝4.90 (mol) x O2＝0.918
启示：水蒸气是可液化气体，其蒸气压只与温
度有关，温度不变加压以及压力不变降温时， 水蒸气均会部分被液化，体积发生改变。
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用高压锅加热0.500 mol· －1 的蔗糖水溶液， kg 计算当高压锅内压力达到202.6 kPa 时，蔗糖 水溶液的沸点。 (水的 Kb= 0.512 K· mol－1 , kg· 摩尔蒸发热为 41.20 kJ· －1 ) mol 先计算水在202.6 kPa 时的沸点
nH O＝12.34×150.0/(8.31×323.15)＝0.69
2
(mol) n O ＝4.90 (mol)
2
x O ＝0.877
2
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(2) 先要计算体积。依据饱和蒸气压只与 温度有关，所以在压缩过程中水蒸气的量会 发生变化，而氧气的量不变(不会液化)，利 用氧气来计算压缩以后氧气的体积。 温度未变，设压缩前后氧气的分压和体积 分别为p1，V1和p2，V2。则