无机化学 第二章 化学基础知识 习题课

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设反应前后O2的分压分别为p1和p2 ，则 当反应前后T、V不变时，由 pV = nRT可得
p1 p2
又因为 所以

n1 n2

2a a

2 1
即 p2
1 2
1 2
p1
p 1 p 总 x i 100 kPa p2 1 2 p1 1 2
50 kPa
50 kPa 25 kPa
4
Pa 1000 cm
5
3
4 . 81 10
157 . 2 cm
3
Pa
凝结成液体的苯的物质的量等于压缩前后苯蒸 气的物质的量之差。
n 凝 n1 n 2 pV 1 RT pV 2 RT p RT (V 1 V 2 )
31
n凝
2 . 41 10 8 . 314 Pa m mol
Vi V总
5
三、阿玛格分体积定律
某组分气体单独占有总体积时，其所具有的 压强为该组分气体的分压(pi)；单独具有总压 时所占有的体积为分体积(Vi)。
6
四、溶液浓度的表示方法
名称 质量分数 质(重)量百分浓 度 物质的量分数 符号 WB 定义 溶质的质量与溶 液的质量之比 每100份重的溶 液中所含溶质的 质量份数 溶质的物质的量 与溶液的总物质 的量之比 单位 无 无 注意 计算时质量单位要 一致 计算时质量单位要 一致 溶液各组分的物质 的量分数之和等于1 与温度有关，但影 响不大，配制该浓 度的溶液较容易
式中： P (压力) Pa V（体积） m3 n（物质的量）mol T（温度） K R (常数) 8.314 J•mol-1•K-1
4
二、混合气体分压定律
p总 = p1 + p2 + + pi =∑pi
T , V 一定 pi p总 ni n总 p总 xi
T , p 一定
pi p总 xi p总
kf=1wenku.baidu.com86K· mol-1。 kg·
20
P27 2-17 解：
由凝固点降低公式 b Tf Kf Tf K f b 得 0 . 56 K 1.86 K kg mol
-1
0 . 3011 mol kg
-1
对于稀溶液质量摩尔浓度b在数值上等于物质的量浓度 c，因此血液的物质的量浓度 c = 0.3011 mol • dm-3 = 3.011 102 mol • m-3 。
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(1) 设空气分压为p空，则 p空 = p总－pCHCl3 = 98.6－ 49.3 = 49.3 kPa
对组分气体空气，使用波意耳定律，因为 T, n不变，p空V总= p1V1，故
V总 p 1V 1 p空 98 . 6 kPa 4.0 dm 49.3 kPa
3
8 . 0 dm
的饱和蒸汽压为3.17kPa，则容器中气体的总
压是多少？
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书后习题
P27 2-9解：
反应式
反应前 n0/mol
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)
2a 2a 0
反应后 nt/mol
0
a
2a
反应后的体系是a mol O2和饱和水蒸气形成 的混合气体。其中水蒸气的分压为 pH2O，由题 可知 pH2O = 3.17 kPa.
即 (p总1 p水) V1 = (p总2 p水) V2
故 V2 = (p总1 p水) V1 / (p总2 p水) = 0.45 dm3 n总1 = p总1V1 /RT = 0.036 mol n总2 = p总2V2 /RT = 0.033 mol 可以看出，加压后n总减小，这是由于部分 水蒸气凝聚为液体的缘故。
解题依据：理想气体状态方程 PV = nRT 混合气体分压定律 解：
(1)
T不变，且n总不变，所以有 p总1V1 = p总2V2
V2 = p总1V1 / p总2 = 2V1 = 2.0 dm3
23
(2)
T不变，但P总增大，部分水蒸气可能凝聚为 液体，所以n总发生变化，但n空气不变，故 p空气1V1 = p空气2V2
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2. 在293 K和9.33104 Pa条件下，在烧瓶中称 量某物质的蒸气，得到如下数据：烧瓶容积为 0.293 L, 烧瓶和空气的质量为48.369 g, 烧瓶与 该物质蒸气的质量为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：由 m空 pV nRT pVM RT
-1
313 K
m Mn 119 . 5 g mol
1
0 . 152 mol 18.12 g
17
P27 2-16
300K时，4.0g· -3的聚氯乙烯溶液，其渗透 dm
压为65Pa。计算聚氯乙烯的平均相对分子质
量。
18
P27 2-16 解：
由渗透压公式 c Π RT 2 . 61 10 Π cRT 得 65 Pa 8.314 J mol
由渗透压公式 Π 3 . 011 10 776037
2
Π cRT 得 mol m
-3
8.314 J mol
-1
K
-1
(273 3 7 ) K
Pa 7 76 kPa
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配套习题册习题
P10 1.30 在 57 ℃时，用排水集气法在1.0105 Pa 下把空气收集在一个带活塞的瓶中，此时湿 空气体积为1.0 dm3。已知， 57 ℃时水的饱和 蒸气压为 1.7 104 Pa， 10 ℃时水的饱和蒸气压 为 1.2 103 Pa。 (1) 温度不变，若压强降为 5.0 104 Pa时， 该 气体体积变为？ (2) 温度不变，若压强增为 2.0 105 Pa时， 该 气体体积变为？ (3) 压强不变，若温度为100 ℃，该气体体积是？ 22 若温度为10 ℃，该气体体积是？
V的单位
Pa•m3
R值 8.314
R的单位 Pa • m3 • mol-1 • K-1
cB的单位 mol· -3 m
或 J• mol-1• K-1 kPa • L 8.314 kPa• L • mol-1• K-1
(= 10-3 mol· -1) L mol· -1 L
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六、电解质稀溶液的依数性 p = k b i Tb = Kb b i
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(2) 恒温下，压强变化各组分气体的分压是否变 化？
变。因为恒温下 pi p总 ni n总 , ni n总 不变， p i 随 p 总 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？
不变。只有p随V改变，因为是一定量的混合 气体，所以各组分气体的ni和混合气体的n总是 一定的。
空
m M
RT 得
4 3

9 . 33 10 Pa 0 . 293 10 8 . 314 J mol
-1
m 29 g mol
3
-1
K
-1
293 K
28
0 . 3254 g
则烧瓶重为：48.369 g – 0.3254 g = 48.0436 g 该物质重为：48.5378 g – 48.0436 = 0.4942 g
p 总 p H2O p 2 3 . 17 25 28 . 17 kPa
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P27 2-10
313K时CHCl3的饱和蒸汽压为49.3kPa，于此
温度和98.6kPa的压强下，将4.00dm3空气缓 缓通过CHCl3，致使每个气泡都为CHCl3饱和。 求
（1）通过CHCl3后，空气和CHCl3混合气体
的体积；
（2）被空气带走的CHCl3的质量。
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P27 2-10 解：
分析：将题设的过程理解为一个p1 = 98.6 kPa, V1 = 4.00 dm3 的空气气泡缓缓通过CHCl3液 体，由题可知 气泡在被CHCl3饱和的过程中体系的总压不 变，气泡的体积增大。 通过CHCl3后的气泡是个混合体系，体积为 V总，p总 = 98.6 kPa。 CHCl3的饱和蒸气压49.3 kPa是其在混合气 体中的分压。
第二章 化学基础知识
习题课
化学学院 张志明
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本章内容小结 书后习题


习题册习题 课外习题
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本章内容小结
一、理想气体状态方程
二、混合气体分压定律
三、阿玛格分体积定律
四、溶液浓度的表示方法
五、难挥发非电解质稀溶液的依数性
六、电解质稀溶液的依数性
七、固体
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一、理想气体状态方程 pV = nRT
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(3) p不变，T2 = 100 ℃，则n总不变，故 V1/V2 = T1/T2 V2 = V1T2/T1= 1.13 dm3 p不变，T2 = 10 ℃，则部分水蒸气可能凝聚为 液体，所以n总发生变化，但n空气不变，故 p空气1V1 /T1= p空气2V2/T2 即 (p总 p水1) V1 /T1 = (p总 p水2) V2 /T2
故 V2 = (p总 p水1) V1 / (p总 p水2) = 0.72 dm3
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课外习题
1. 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，压强变化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？ 解: (1) 不变。由piVi = niRT 和pV = nRT 得： Vi/V = ni/n，与温度变化无关。
2 -1
K 300 K
-1 5
mol m
-3
2 . 61 10
mol dm
5
-3
所以
M
m n

4 .0 g 2.61 10
-5
1 . 5 10 g mol mol
-1
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P27 2-17
测得人体血液的凝固点降低值为0.56K，求人
体温度为37oC时血液的渗透压。已知
＝ mB/m液
Wt% = mB/m液
100%
xB ＝ nB/n液 物质的量浓度 cB
无
一升溶液中所含 = nB(mol)/V液(L) 某溶质的物质的 量 每千克质量溶剂 = nB(mol)/wA(kg) 中所含溶质的物 质的量 b
mol· -1 L
质量摩尔浓度
mol· -1 不受温度影响，常 kg 用于溶液的凝固点 和沸点的计算
3
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(2) 对组分气体CHCl3，使用理想气体状态方 程式 pCHCl3V总 = nRT，故混合气体中CHCl3 的物质的量为
n p CHCl 3 V 总 RT 0 . 152 mol 49 . 3 10 Pa 8.0 10
3 -3
m
3
8 . 314 J mol
-1
K
Tf = Kf b i
= cBRT • i bRT • i
i ：van’t Hoff 因子. 非电解质i 值= 1 电解质的理想i 值= 单位分子式中离子的数目
10
P27 2-9
25oC，一个容器中冲入等物质的量的H2和O2，
总压为100kPa。混合气体点燃充分反应后，
容器中氧的分压是多少？若已知在25oC时水
同温同压同体积下，有 m 蒸气 m 空气 ： m 空气 M 空气 所以 M 蒸气 M 空气 m 蒸气 M
蒸气
0 . 4942 g 0 . 3254 g
29 44 . 04
29
3. 313 K 时将1000 cm3 饱和苯蒸气和空气的混 合气体从压强为9.97104 Pa 压缩到5.05105 Pa。 问在此过程中有多少克苯凝结成液体？(已知 313 K苯的饱和蒸气压为2.41104 Pa) 解：在压缩前后混合气体中苯的分压均等于其 饱和蒸气压。则压缩前空气的分压为
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五、难挥发非电解质稀溶液的依数性
1. 蒸气压降低 拉乌尔定律： p = p*xA Δp = p*p = p*xB (xB: 摩尔分数) Δp = kb (b: 质量摩尔浓度） 2. 沸点升高 ΔTb=Tb Tbo =kbb 3. 凝固点降低 ΔTf=TfoTf = kfb
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4. 渗透压
ΠV n B RT 或 Π nB V RT c B RT bRT
p1 = 9.97104 Pa - 2.41104 Pa = 7.56104 Pa
压缩后空气的分压为
p2 = 5.05105 Pa - 2.41104 Pa = 4.81105 Pa
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压缩前后空气的物质的量、温度均未发生变化， 由p1V1 = p2V2得压缩后混合气体的体积为
V2 p 1V 1 p2 7 . 56 10