大學(xué)無機(jī)化學(xué)其次版

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第1章物質(zhì)的聚集態(tài)習(xí)題答案

1-1試驗(yàn)室內(nèi)某氦氣鋼瓶，內(nèi)壓為18MPa，放出部分氦氣后，鋼瓶減重500kg，瓶?jī)?nèi)氦氣的壓強(qiáng)為9.5MPa。假定放出氣體前后鋼瓶的溫度不變，鋼瓶原儲(chǔ)有氦氣為多少（物質(zhì)的量）？

解：V與T一定時(shí)，n與p成正比，

即：

18MPa(18－9.5)MPa5n?2.645?10mol?解得總3n總500?10mol4.00261-2273Ｋ和101kPa的1.00dm3枯燥空氣緩慢通過液態(tài)的二甲醚（CH3OCH3）。假定（１）通過二甲醚后的空氣被二甲醚飽和且液態(tài)二甲醚損失0.0335g；（２）被二甲醚飽和的空氣的總壓強(qiáng)仍為101kPa。計(jì)算二甲醚在273Ｋ時(shí)的飽和蒸汽壓。解：由理想氣體狀態(tài)方程得：

pV101kPa?1.00dm3??0.0445mol空氣的物質(zhì)的量：n空?3－1－1RT8.314kPa?dm?mol?K?273K二甲醚的物質(zhì)的量：n二甲醚?m0.02335g－4??7.283?10mol－1M46.0g?mol二甲醚的摩爾分?jǐn)?shù)：x二甲醚n二甲醚7.283?10－4???0.0161－4n空?n二甲醚7.283?10?0.0445二甲醚的飽和蒸汽壓：p二甲醚?x二甲醚?p?0.0161?101kPa?1.626kPa

1-3在273.15K和1.01325×105Pa壓力下，測(cè)得某氣體的密度為1.340g·dm-3，在一試驗(yàn)中測(cè)得這種氣體的組成是C79.8%和H20.2%。求此化合物的分子式。

nRTmiRT?iRT解：由于pi?i??VMiVMi所以：Mi??iRTpi1.340g?dm-3?8.314?103Pa?dm3?mol-1?K-1?273.15K?1.01325?105Pa=30.02(g·mol-1)

每分子含碳原子：30.02×0.798/12.01=1.9953≈2每分子含氫原子：30.02×0.202/1.008=6.016≈6即分子式為：C2H6

1-4在293K和9.33×104Pa條件下，在燒瓶中稱量某物質(zhì)的蒸氣得到以下數(shù)據(jù)，燒瓶容積為2.93×10-4m3，燒瓶和空氣的總質(zhì)量為48.3690g，燒瓶與該物質(zhì)蒸氣質(zhì)量為48.5378g，且已知空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29。計(jì)算此物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。解：設(shè)該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為Mi，則

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9.33×104×2.93×104=(48.5378—48.3690)×8.314×293/(Mi-29)

—

解得Mi=44.04(g·mol-1)

1-5在300K、3.03975×106Pa時(shí)，一氣筒含有480g的氧氣，若此筒被加熱到373K，然后啟開活門（溫度保持不變）一直到氣體壓力降低到1.01325×105Pa時(shí)，問共放出多少克的氧氣？

解：設(shè)筒內(nèi)剩余O2Gg，則：

G=101325×480×300/(3039750×373)=12.9（g）放出氣體為：480—12.9=467.1（g）

1-6合成氨原料氣中氫氣和氮?dú)獾捏w積比是3:1，除這兩種氣體外，原料氣中還含有其它雜質(zhì)氣體4%（體積百分?jǐn)?shù)）原料氣總壓力1.52×107Pa，求氮、氫的分壓。

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將一定量的氯酸鉀加熱后，其質(zhì)量失去0.480g。生成的氧氣在水面上用排水集氣法收集起來。在溫度為294K壓力為9.96×104Pa時(shí)，測(cè)得其體積為0.337L。試計(jì)算氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量。294K時(shí)水的飽和蒸汽壓為2.48×103Pa。

解：設(shè)氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量為M，則

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

M=32.04

1-8相對(duì)濕度定義為某一溫度時(shí)，空氣中水蒸氣之分壓與同溫度飽和水蒸氣壓之比，試計(jì)算（1）303K與100%相對(duì)濕度（2）323K與80%相對(duì)濕度時(shí)，每升空氣中含水氣之質(zhì)量。

解：設(shè)303K及323K時(shí)，水氣質(zhì)量分別有G1及G2克。303K及323K時(shí)水的飽和蒸氣壓分別為42.429×103Pa，123.34×103Pa。

（1）4.25×103×1.0×10-3=G1×8.314×303/18.016

解得G1=0.030（g）

（2）1.23×104×80%×1.0×10-3=G2×8.314×323/18.016

解得G2=0.662（g）

1-9對(duì)于一定量的混合氣體，試回復(fù)以下問題：

（1）恒壓下，溫度變化時(shí)各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)是否變化？（2）恒溫下，壓力變化時(shí)各組分氣體的分壓是否變化？（3）恒溫下，體積變化時(shí)各組分氣體的摩爾分?jǐn)?shù)是否變化？答：（1）不變化（2）變化（3）不變化

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1-10常溫下將裝有一致氣體的體積為5L，壓力為9.1193×105Pa和體積為10L，壓力為6.0795×105Pa的兩個(gè)容器間的連接閥門開啟，問平衡時(shí)的壓力為多少？

解：平衡時(shí)壓力為：

9.1193?105?56.0795?105?10=7.0928×105（Pa）p??10?510?51-11將氨氣和氯化氫分別置于一根120cm長(zhǎng)的玻璃管的兩端，并使其自由擴(kuò)散。試問兩種氣體在玻璃管的什么地方相遇而生成白煙。

解：設(shè)在離放氨氣的管口Gcm處相遇。[M(HCl)/M(NH3)]1/2=u(NH3)/u(HCl)=G/(120—G)將M(HCl)=36.45M(NH3)=17.0代入

代入得G=71.3（cm）

1-12一敞口燒瓶在280K所盛之氣體需加熱到什么溫度，才能使

1的氣體逸出燒瓶？3解：逸出1/3，則燒瓶中留下2/3的氣體，等壓等體積下，瓶中氣體溫度T與氣體的“物質(zhì)的量〞成反比，則有：280/T=23/1，T=420K。

1-13試驗(yàn)室需要4.0mol·L-1的H2SO4溶液1.0L，若已有0.3L密度為1.07g·cm-3的10%的H2SO4溶液，應(yīng)參與多少(體積)密度為1.82g·cm-3的90%的H2SO4，然后稀釋至1.0L?

解：4.0?1.0?V=2.2×102mL

1-14計(jì)算

(1)60℃時(shí)，180g水中溶有180g葡萄糖，已知60℃時(shí)水的蒸氣壓為19.9kPa，C6H12O6

的相對(duì)分子質(zhì)量為180，求此水溶液的蒸氣壓。

(2)某難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)為100.40℃，求其凝固點(diǎn)(已知水的Kb=0.512K·kg·mol-1，Kf=1.86K·kg·mol-1)

(3)求25℃時(shí)，0.1mol·L-1的CO(NH2)2溶液的滲透壓。解：(1)pA?p?xA?19.9?18018*A18018300?1.07?10%V?1.82?90%?9898?180180?18.1(kPa)(2)ΔTb=Kb·mB0.40=0.512×mB………..(1)

ΔTf=Kf·mB

ΔTf=1.86×mB………….(2)

(1)(2)0.40?Tf0.5121.86

=

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ΔTf=1.45℃Tf=-1.45℃

(3)Π=cRT=0.1×8314×298=2.48×105(Pa)

1-152.6g某非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解于62.5g水中，該溶液的沸點(diǎn)為100.78℃，已知H2O的Kb=0.51K·kg·mol-1，求該溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量

解：ΔTb=Kb·mB

0.78=0.51×mBmB=1.53mol·kg-12.6-1

M?1.53M=27.2(g·mol)62.510001-16將0.45g非電解質(zhì)溶于30g水中，使水的凝固點(diǎn)降低0.15℃，已知H2O的Kf=1.86K·kg·mol-1，則該非電解質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。

解：ΔTf=Kf·mB

0.15=1.86×mBmB=0.081mol·kg-1

0.45-1

M?0.081M=185(g·mol)3010001-170.400g萘(C10H8)(摩爾質(zhì)量為128g·mol-1)，溶于一定量的CCl4中，溶液的沸點(diǎn)升高了0.458℃，現(xiàn)在將一未知摩爾質(zhì)量的物質(zhì)0.538g溶于同量CCl4中，沸點(diǎn)升高了0.430℃，求該未知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。

解：?Tb=Kbm設(shè)CCl4用量為W，未知物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，

0.400?1000(1)

128?W0.538?1000(2)0.430?Kb?M?W(1)0.4580.400MM=183g·mol-1??(2)0.4300.5381280.458?Kb?1-18樟腦的熔點(diǎn)是178.0℃，取某有機(jī)物晶體0.0140g，與0.201g樟腦熔融混合(已知樟腦的Kf=40.0K·kg·mol-1)，測(cè)定其熔點(diǎn)為162.0℃，求這種有機(jī)物的摩爾質(zhì)量。

解：

0.0140M?40.0?178.0?162.0?16.0M=174(g·mol-1)0.2023000優(yōu)質(zhì)參考文檔

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1-1930℃時(shí)蔗糖水溶液的蒸氣壓為4208.85Pa，試計(jì)算其滲透壓。已知：30℃水的飽和蒸氣壓是4242.85Pa，水的密度為0.9956g·cm-3。

解：*?pA?p