武汉大学版无机化学课后习题答案（第三版）第01章 物质的聚集状态

第一章 物质的状态

1. 某气体在293K与9.97×104Pa时占有体积1.910-1dm3其质量为0.132g，试求这种气体的相对分子质量，

它可能是何种气体?

解：由题知：质量为0.132克的气体其所对应的物质的量为

PV=nRT ∴n=PV/RT=9.97×104×1.9×10-1×10-3/8.134×293

=0.00776mol

因为该气体的摩尔质量为： M=m/n=0.132/0.00776=16.97≈17g/mol 所以该气体为氨气

2．一敝口烧瓶在280K时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能使其三分之一逸出?

解 ：由题知要使三分之一的气体溢出瓶外即体积为原来的1.5倍，而这一过程压力始终保持不变，故有

POV1/T1=P0V2/T2 所以有 T2=T1V2/V1=280×1.5=420K

3． 温度下，将1.013105Pa的N2 2dm3和0.5065Pa的O23 dm3放入6 dm3的真空容器中，求O2和N2的分

压及混合气体的总压。

解：设氮气分压为P1·,氧气分压为P2·

故有P1V1/T1=P1V1·/T1 即P1·= POV1/T1·=1.013×105×2×10-3÷6×10-3=3.377×104 Pa 同理： P2·=0.5065×105×3×10-3÷6×10-3=5.91×104 Pa 所以 Psol=P02+P∏2=3.377×104+2.58×104=5.91×104 Pa

4． 容器中有4.4 g CO2，14 g N2，12.8g O2，总压为2.026105Pa，求各组分的分压。 解：由题知：nco2=m/M co2=4.4/44=0.1 mol nco2=m/Mco2=14/28=0.5 mol no2=m/Mo2=12.8/32=0.4 mol

由道尔顿分压定律：Pco2 = Psol ×X co2 =2.026×105×0.1/（0.1＋0.5＋0.4） =2.026×104 Pa

Pn2 = Psol ×X n2 =2.026×105×0.5/（0.1＋0.5＋0.4） =1.013×104 Pa

Po2 = Psol ×X o2 =2.026×105×0.2/（0.1＋0.5＋0.4） =8.104×104 Pa

5． 在300K，1.013105Pa时，加热一敝口细颈瓶到500K，然后封闭其细颈口，并冷却至原来的温度，求

这时瓶内的压强。

解：由题知：当瓶内温度升为500K时，其气体体积将变为原来的5/3倍 所以，瓶内气体的物质的量只占全部气体的3/5，对应的压力为1.013×105 Pa 降温前瓶内的气体的物质的量不变。

P1V1/RT1=P2V2/Rt1 所以带入数据计算得P2=6.08×104 Pa

6． 在273K和1.013×105Pa下，将1.0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3C—O—CH3液体，在此过程中，液

体损失0.0335 g，求此种液体273K时的饱和蒸汽压。 解：此种气体的摩尔质量为46g/mol

通空气的前后，其气体的体积变化可以忽略不计

PV = nRT 所以 P = 0.335×8.314×273/10-3×46=1.65×103 Pa

7． 有一混合气体，总压为150Pa，其中N2和H2的体积分数为0.25和0.75，求H2和N2的分压。 解 ：PN2= Psol×VN2/VSOL=150×0.25=37.5 Pa

PH2= Psol×VH2/ VSOL=150×0.75=112.5 Pa

8． 在291K和总压为1.013×105Pa时，2.70 dm3含饱和水蒸汽的空气，通过CaCl2干燥管，完全吸水后，

干燥空气为3.21 g，求291K时水的饱和蒸汽压。 解 ：3.21g空气在291K,27升的溶剂中其压力为 PV = nRT

所以 Pair =3.21×291×8.314/29×0.0027=99185 Pa 所以 水的蒸气压为Pwater= Psol- Pair=3.12×102 Pa

9． 有一高压气瓶，容积为30 dm3，能承受2.6×107Pa，问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险？ 解 ：PV = nRT=mRT/M 所以 n=PVM/RT=2.6×107×0.03×0.032/8.314×293 =10.25 Kg

10．在273K时，将同一初压的4.0 dm3 N2和1.0dm3 O2压缩到一个容积为2 dm3的真空容器中，混合气体的总压为3.26×105 Pa，试求

（1）两种气体的初压；

（2）混合气体中各组分气体的分压； （3）各气体的物质的量。

解 ：1）由于N2和H2始终在同一压力下气体体积比为4：1，故气体的物质的量比为4：1 所以 混合气体中PN2 =3.26×105×0.8=2.608×105 Pa 又P1 V1= PN2 VN2

所以

P1= 2.608×105×2×10-3 /4×10-3

即N2和O2的初压力为1.304×105 Pa 2）由题解（1）知PN2 = 2.608×105 Pa Po2 =3.26×105 ×0.2 = 6.52×104 Pa 3）PN2 VN2 = n N2RT

所以 n N2 = PN2 VN2 / RT = 2.608×105 ×2×10-3 /8.314×273 =0.23 mol 同理 ；n O2 = 0.057 mol

11．273K时测得一氯甲烷在不同压强下的密度如下表： P/105 ?3?/g·dm 1.013 2.3074 0.675 1.5263 0.507 1.1401 0.338 0.75713 0.253 0.56660

用作图外推法（p对?/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。

2.4 10 pa) ρ/P (g·dm ·-3-5-12.22.00.00.20.40.60.81.01.2P (10pa)5解 ：

可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.495

12.（1）用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律； （2）用表示摩尔分数，证明xi =

?i

V总 （3）证明?2=

3kT M证明：（1）PV=nRT

当p和T一定时，气体的V和n成正比 可以表示为V∞n

（2）在压强一定的条件下，V总=V1+V2+V3+----- 根据分体积的定义，应有关系式 P总Vi=nRT

混合气体的状态方程可写成P总V总=nRT

niVi= nV总 又

ni?=xi 所以 xi = inV总

（3）

MB?A=

MA?B1N0m(?2)2 3又pV=

?2=

3pV3RT= N0mM3kT M所以?2=

13．已知乙醚的蒸汽热为25900J·mol-1，它在293K的饱和蒸汽压为7.58×104Pa，试求在308K时的饱和蒸汽压。

解：由克劳修斯·克拉贝隆方程知： Lg

p18.314 = △rHm（1/T2-1/T1）/2.303×

p2 设308K时饱和蒸气压为Pa，则有 Lg

p1 = 25900×（1/308-1/293） / （2.303×314） pa 代入数据 计算得 Pa = 1.272×105 Pa

14．水的气化热为40 kJ·mol-1，，求298K时水的饱和蒸汽压。 解 ：由克劳修斯·克拉贝隆方程知： Lg

p18.314 = △rHm（1/T2-1/T1）/2.303×

p2 所以： Lg

1013254000011 （ - ） =

2.303?8.314373298p2 P2 = 3945 Pa

15．如图所示是NaCl的一个晶胞，属于这个晶胞的Cl（用

?表示）和Na+（用表示）各多少个？

解 ：在一个晶胞中

n(cl) = 1/8×8＋1/2×6 = 4 n(Na+) = 1×1＋1/4×12 = 4

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