第1章物质聚集状态(习题)

第一章 物质聚集状态 习 题解答（教材）

1．计算在15℃和97 kPa 压力下，15 g 氮气所占有的体积。 解：

33

0132.010

97)15273(314.825

15

P

V m nRT =⨯+⨯⨯=

=

2．在20℃和97 kPa 压力下，0．842 g 某气体的体积是0．400 L ，这气体的摩尔质量是多少？

解： RT m

V M

p =

13

386.5210

4.01097293

314.8842.0M --⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==

mol g p RT V m 3． 407℃时，2．96 g 氯化汞在 l ．00 L 的真空器中蒸发，压力为60 kPa ，求氯化汞的摩尔质量和化学式。 解：由公式P

RT

M ρ=

得， 9.27810

0.110602933148842.0M 3

3=⨯⨯⨯⨯⨯=

-.g ⋅mol -1

, M(Hg)=200.59 g ⋅mol -1

,

25.35==Cl n

又25

.35131

169≈-=

x ，所以分子式为HgCl 2

4．在30℃和 102 kPa 压力下，用 47．0 g 铝和过量的稀硫酸反应可以得到多少升干燥的 氢气？如果上述氢气是在相同条件下的水面上收集的，它的体积是多少？ （已知，30℃,液态水的饱和蒸气压为4. 24k kPa ）

[解：设p 为总压，即常压。

2Al+3H 2SO 4 ==== Al 2(SO 4 )3 + 3H 2 37 3

47 x 37 ：3=47： x x=2.61mol

333105.6410

10215.303314.861.22

2

m P RT n V H H -⨯=⨯⨯⨯== 或)5.64(L

p 总 =O H p 2

+P`

P` = 102-4. 24k=97.76kPa

T 一定，P`V`= P V L P PV V 3.6776

.975.64102`

`=⨯==

5，在100 kPa 和 100℃下，混合0．300 L 氢与 0．100 L 氧，然后使之爆炸。如果爆炸后压力和温度不变，则混合气体的体积是多少？ 解： H 2(g) + 1/2O 2(g) = H 2O(l) 0.3 0.1

0.2 0.1 V(H 2)=0.2L 混合气体的体积0.3L

6．在25℃时，初始压力相同的5．0 L 氮和 15 L 氧压缩到体积为 10．0L 的真空容器中， 混合气体的总压力是 150 kPa 试求：（1）两种气体的初始压力；（）混合气体中氮和氧的分 压；（3）如果把温度升到210℃，容器的总压力。

解：（1）设两种气体的初始压力为P

P 1V 1=P 2V 2 15

510150103

+⨯⨯=P =75kPa

（2）kPa P N 5.3715020

52

=⨯=kPa P O 5.11215020

152

=⨯=

（3）

=22T P 1

1T P kPa P 243150298483

2=⨯= 7．在1000℃和 97 kPa 压力下，硫蒸气的密度是0．597 7 g·L -1

。试求：（l ）硫蒸气的摩尔质量；（2）硫蒸气的化学式。 解：

RT m

V M

p =

1

3

365104.010*********.8597.0P

RT

M --⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=

=

=

mol

g p

RT V m ρ 232

65

n ≈=

S 硫蒸气的化学式S 2 8．某种只合碳、氢和氯的化合物在 100℃和 100 kPa 下，其蒸气密度为 3．168 g·L -1

。 样如果化合物中碳、氢和氯的原子数之比为1：1：1，试写出这个化合物的化学式。 解：

RT m

V M

p =

13

324.9810

10100373

314.8168.3P RT M --⋅=⨯⨯⨯⨯===

mol g p RT V m ρ (CHCl)=98/49=2 这个化合物的化学式C 2H 2Cl 2

9．在21℃和100 kPa 下，0．326gXH 2试样与水反应：X H 2（g ）＋2H 2O=X （OH ）2＋2H 2（g ），

测得干燥后的氢气体积为0．375 L ，试求X 的相对原子质量。 解：

nRT V =p m o l pV

n H 015/0RT 2==

1432

0.015

326

.02-⋅==

mol g M XH

M X =43-2=41g ·mol

-1

10．最轻的气体是H 2，最重的气体之一是UF 6，问在 100℃和97 kPa 下两种气体的密度各是多少？ 解： RT m

V M p =

10625.0RT

22-⋅==L g PM H H ρ 13.11RT

6

6-⋅==

L g PM UF UF ρ

11．在25℃和 1．47 MPa 下，把氨放在体积为 1．00 L 的密闭容器内。在有触媒存在下， 保持350℃，当达到平衡时，氨一部分解离为N 2和H 2，使总压力变为5 MPa 。试求： （1）氨的解离度；（2）各组分的摩尔分数和分压。

解: mol V p n 593.015

.298314.8100.11047.1RT 3

6111=⨯⨯⨯⨯==-

NH 3 = 21 N 2 + 2

3

H 2 反应前: n 1 反应后: n 1 (1-α)

21n 1α 2

3

n 1α n 总=n 2= n 1 (1+α) mol V p n 965.015

.623314.8100.1105RT 3

6222=⨯⨯⨯⨯==-

n 2= n 1 (1+α) α=0.627 p(NH 3)=

6210147.111⨯=+-p a

a

p(H 2)= Pa p a

a

621089.2123⨯=+

12． lmolN 2在 0 ℃时体积为 70．3×10-6

m 3

（1）用理想气体定律和（2）用范德华方程式计算其压力。（已知a=0．137Pa ·m 6

·mol -1

，b= 0．0387×10-3

m 3

·mol -1

） 解：已知