大学无机化学第二版-河北师范大学-课后习题答案

第1章 物质的聚集态习题答案

1-1 实验室内某氦气钢瓶，内压为18 MPa ，放出部分氦气后，钢瓶减重500 kg ，瓶内氦气的压强为9.5 MPa 。假定放出气体前后钢瓶的温度不变，钢瓶原储有氦气为多少（物质的量）？

解：V 与T 一定时，n 与p 成正比，

即： mol .0026

410500MPa )5.918(MPa 183⨯=－总n 解得 mol 10645.25⨯=总n 1-2 273Ｋ和101 kPa 的1.00 dm 3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚（CH 3OCH 3）。假定（１）通过二甲醚后的空气被二甲醚饱和且液态二甲醚损失0.0335g ；（２）被二甲醚饱和的空气的总压强仍为101kPa 。计算二甲醚在273Ｋ时的饱和蒸汽压。

解：由理想气体状态方程得： 空气的物质的量：m ol 0445.0K

273K m ol dm 8.314kPa 1.00dm kPa 1011133

=⨯⋅⋅⋅⨯==－－空RT pV n 二甲醚的物质的量：mol 10283.7mol

g 0.46g 02335.041－－二甲醚⨯=⋅==M m n 二甲醚的摩尔分数：0161.00445

.010283.710283.744=+⨯⨯=+=－－二甲醚空二甲醚二甲醚n n n x 二甲醚的饱和蒸汽压： 1.626kPa kPa 1010161.0=⨯=⋅=p x p 二甲醚二甲醚

1-3 在273.15 K 和1.01325×105 Pa 压力下，测得某气体的密度为1.340 g ·dm -3，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

=30.02(g·mol -1)

每分子含碳原子：30.02×0.798/12.01=1.9953≈2

每分子含氢原子：30.02×0.202/1.008=6.016≈6

即分子式为：C 2H 6

1-4 在293 K 和9.33×104 Pa 条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶

容积为2.93×10-4 m3，烧瓶和空气的总质量为48.3690 g，烧瓶与该物质蒸气质量为48.5378 g，且已知空气的平均相对分子质量为29。计算此物质的相对分子质量。

解：设该物质的相对分子质量为M i，则

9.33×104×2.93×10—4=(48.5378—48.3690)×8.314×293/(M i-29)

解得M i=44.04(g·mol-1)

1-5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1.01325×105 Pa时，问共放出多少克的氧气？

解：设筒内剩余O2 x g，则：

x=101325×480×300/(×373)=12.9（g）

放出气体为：480—12.9=467.1（g）

1-6合成氨原料气中氢气和氮气的体积比是3:1，除这两种气体外，原料气中还含有其它杂质气体4%（体积百分数）原料气总压力1.52×107 Pa，求氮、氢的分压。

解：p(H2)=1.52×107×(1-4%)×3/4=1.0944×107（Pa）

P(N2)=1.52×107×(1-4%)/4=3.648×106（Pa）

1-7将一定量的氯酸钾加热后，其质量失去0.480 g。生成的氧气在水面上用排水集气法收集起来。在温度为294 K压力为9.96×104 Pa时，测得其体积为0.337 L。试计算氧气的相对分子质量。294K时水的饱和蒸汽压为2.48×103 Pa。

解：设氧气的相对分子质量为M，则

（9.96×104—2.48×103）×0.377×10-3=0.480×8.314×294/M

M =32.04

1-8相对湿度定义为某一温度时，空气中水蒸气之分压与同温度饱和水蒸气压之比，试计算（1）303 K与100%相对湿度（2）323K与80%相对湿度时，每升空气中含水气之质量。

解：设303K及323K时，水气质量分别有x1及x2克。303K及323K时水的饱和蒸气压分别为42.429×103Pa，123.34×103Pa。

（1）4.25×103×1.0×10-3=x1×8.314×303/18.016

解得x1=0.030（g）

（2）1.23×104×80%×1.0×10-3= x2×8.314×323/18.016

解得x2=0.662（g）

1-9 对于一定量的混合气体，试回答下列问题：

（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 （3）不变化

1-10 常温下将装有相同气体的体积为5 L ，压力为9.1193×105 Pa 和体积为10 L ，压力为6.0795×105 Pa 的两个容器间的连接阀门打开，问平衡时的压力为多少？

解：平衡时压力为：

×105（Pa ） 1-11 将氨气和氯化氢分别置于一根120 cm 长的玻璃管的两端，并使其自由扩散。试问两种气体在玻璃管的什么地方相遇而生成白烟。

解：设在离放氨气的管口x cm 处相遇。

[M (HCl)/M (NH 3)]1/2=u (NH 3)/u (HCl)= x /(120—x )

将M (HCl)=36.45 M (NH 3)=17.0代入

代入得x = 71.3（cm ）

1-12 一敞口烧瓶在280 K 所盛之气体需加热到什么温度，才能使3

1的气体逸出烧瓶？ 解：逸出1/3，则烧瓶中留下2/3的气体，等压等体积下，瓶中气体温度T 与气体的“物质的量”成反比，则有：280/T =32

/1，T =420K 。

1-13 实验室需要 4.0 mol ·L -1的 H 2SO 4溶液1.0 L ， 若已有0.3 L 密度为1.07 g ·cm -3的 10% 的 H 2SO 4 溶液，应加入多少(体积) 密度为 1.82 g ·cm -3的90% 的 H 2SO 4， 然后稀释至 1.0 L ?

解： 98

%9082.198%1007.13000.10.4⨯⨯+⨯⨯=⨯V V = 2.2×102 mL

1-14计算

(1)60℃时， 180 g 水中溶有 180 g 葡萄糖， 已知60℃时水的蒸气压为19.9 kPa ， C 6H 12O 6的相对分子质量为 180， 求此水溶液的蒸气压。

(2)某难挥发非电解质稀溶液的沸点为 100.40℃ ， 求其凝固点(已知水的 K b = 0.512 K ·kg ·mol -1， K f = 1.86 K ·kg ·mol -1)

(3)求25℃时， 0.1 mol ·L -1 的 CO(NH 2)2溶液的渗透压。