普通化学：第2章 物质的聚集状态 习题答案

第2章 习题解答

1. 在相同温度和压力下的Ne 、N 2、CH 4三种气体中，那一个更接近理想气体？为什么？ 答：Ne 更接近理想气体，因为Ne 是稳定的原子结构，相互间作用力很小，其体积也是三

者之中最小的。

2. 在体积为V 的容器中盛有物质的量分别为n A 和n B 的A 、B 混合气体，则其中：

(1) A 组分的分压为A

A A V RT n P =还是总V RT n P A A =，为什么？ (2) A 组分的分体积为A A A P RT n V =

还是总P RT n V A A =，为什么？ 答： (1)总

V RT n P A A = 根据分压定律定义 (2) 总P RT n V A A =

根据分体积定律定义 3. 两种气体的摩尔质量分别为M 1和M 2（M 1

列物理量的大小：

(1) 质量m 1和m 2 (2) 物质的量n 1和n 2 (3) 密度ρ1和ρ2。

答：(1) m 1 < m 2 (2) n 1 = n 2 (3) ρ1< ρ2

4. 在儿童节当天，有人在公园向孩子们推销卡通氢气球。其所用氢气发生器为双筒型氢气

机，自身尺寸为60×45×20(cm)，所用原料为铝粉、水和氢氧化钠固体，其反应式为： 2Al + 6H 2O + 2NaOH = 2NaAlO 2 + 3H 2↑ + 4H 2O 。

若投料一次Al 粉0.27kg ，NaOH 过量，问30o C 和1标准大气压下能充多少个氢气球？（氢气球体积为10dm 3。不考虑反应过程的发热，要考虑氢气机的自身体积）。

解： 由反应可知0.27kg Al 可产生15mol H 2

根据pV=nRT

)dm (377100

303314.81532=⨯⨯=H V 因为氢气自身体积为V 机=60×45×20 = 54(dm 3)

所以可充气的体积为V H2-V 机=377- 54=323(dm 3)

故可充32个

5. 0.0594g Zn-Al 合金，与过量的稀硫酸作用放出氢气，在300K 、100kPa 水面上收集到气

体40.0cm 3，求该合金的组成？ 解：混合气体的物质的量为：)mol (0016.0300

314.840100=⨯⨯=n

设合金中Zn 为x g ；Al 为y g

则 x + y = 0.0594(g)

x /65 + (y /27)×3/2= 0.0016(mol)

解之，得：x = 0.0423g y = 0.0171g

6. 已知1.0dm 3某气体在标准状况下，质量为0.748g ，试计算： (1) 该气体的平均相对分

子量；(2) 290K 和212kPa 时该气体的密度。

解：(1) 由 RT M m

pV r = 得)mol g (98.160

.1100273314.8748.01-⋅=⨯⨯⨯=r M (2) 由 RT M p r ρ=

得)dm g (5.1290

314.898.162123-⋅=⨯⨯==RT pM r ρ 7. 在寒冷的北方，一个容积为450m 3的房子内，早上室温为12°C ，下午室温升至17°C 。

假定气压不变，则从早上到下午，有多少体积空气跑出房子？

解：早上12°C 时房间气体满足下列关系式：p ө×450 = nR (273.15+12) （1）

下午17°C 时房间气体满足下列关系式：p ө×V = nR (273.15+17) （2） 由上述两式，得17

15.2731215.273450++=V 可转为)

1215.273()1715.273(1215.273450450+-++=-V 则跑出气体体积 ∆V = V - 450 = 7.90(dm 3)

8. 容器内装有温度为310K ，压强为1.00×106Pa 的O 2100g ，由于漏气，经过若干时间后压

强降为原来的一半，温度降为300K 。试计算：(1) 容器的容积为多少？(2) 漏出的O 2多少克？

解：(1) 由RT M m

pV r = 得 RT p M m V r =

代入数据)dm (05.8310314.81000

321003=⨯⨯⨯=V (2) 设余下氢气的质量为m (g)

则RT M m pV r

=21，即)g (6.51300314.8205.83210002=⨯⨯⨯⨯==RT pVM m r 故溢出的O 2的质量为100-51.6 = 48.4(g)

9. 在一定温度下，有一容器中充满140g 的N 2和30g 的H 2，在总压为1.42×106Pa 时开始

反应，计算：

(1) 反应前各组分分压是多少？

(2) 反应一段时间后，原料气有9%参加反应，则此时各组分分压和总压是多少？ 解：(1) 混合气体中N 2的物质的量是 n N2 = 140/28 = 5(mol)

H 2的物质的量是 n H2 = 30/2 = 15(mol)

则各个分压：p N2 = [5/(5+15)]×1.42×106 = 3.55×105(Pa)

p H2 = [15/(5+15)]×1.42×106 = 1.07×106(Pa)

(2) 由反应 N 2 + 3H 2 = 2NH 3

5(1-9%) 15(1-9%) 0.9 mol

= 4.55 =13.65 mol

则总物质的量为n 总 = 4.55 + 13.65 + 0.9 = 19.1 (mol)

Pa 1036.1Pa 1042.120

1.1966⨯=⨯⨯=总p Pa 108

2.2Pa 1036.119.1

55.456N 2⨯=⨯⨯=p Pa 109.70Pa 1036.119.1

65.1356H 2⨯=⨯⨯=p Pa 106.40Pa 1036.119.1

9.046NH 3⨯=⨯⨯=p

10. 在温度为300K ，压强为100kPa 条件下， 100cm 3水煤气所含成分如下：CO 为60%，

H 2为10.0%，其他组分占30.0%（均为体积百分数），求：(1) CO 和H 2的初压；(2) CO 和H 2的物质的量。

解：(1) p CO = 60%×100kPa =60kPa

P H2 = 10%×100kPa =10kPa

(2) 由pV=nRT 得

(m ol)104.2300K K m ol dm kPa 314.8dm 10100kPa 60311333CO CO

----⨯=⨯⋅⋅⋅⨯⨯==RT V p n

(m ol)100.4300K K m ol dm kPa 314.8dm 10100kPa 10411333H H 22----⨯=⨯⋅⋅⋅⨯⨯==RT V

p n 11. 相对湿度定义为某一温度下，空气中水蒸气的分压与同温度下应有的饱和蒸汽压之比。

试计算303K 、80%湿度时，每dm 3空气中含水蒸气的质量。（303K 时水的蒸汽压42.429×102Pa ）