《气体》习题及全解答.doc

习 题第2章 气 体1为什么湿空气比干燥的空气密度小？答：根据阿佛加德罗定律：在同温同压下，相同体积的气体含有的气体分子数相同。即，同温同压下，同体积气体的气体物质的量相同。由于潮湿空气中含有分子量较氮气和氧气分子量小的水分子，则同体积的潮湿空气的质量比干燥空气的质量小，所以潮湿空气的密度比干燥空气的低。2在标准状况下, 多少摩尔的AsH3气体占有0.00400升的体积? 此时, 该气体的密度是多少? 解：根据阿佛加德罗定律可知，在0和101.3 kPa条件下，22.414升任何气体含有的气体分子数都为6.021023个（即1mol）。则在标准状况下, 0.00400升AsH3气体的物质的量为：。 标准状况下，该气体的密度为： = 3由0.538mol He(g)、0.315molNe(g)、和0.103molAr(g)组成的混合气体在25时体积为7.00L, 试计算 (1)各气体的分压, (2) 混合气体的总压力。 解：根据理想气体状态方程和Dalton分压定律： P(总)=P(He) + P(Ne) + P(Ar) = 190.4 +111.5 + 36.5 = 338.4 kPa4在76米的水下, 压力为849.1 kPa, 要使潜水员使用的潜水气中氧气的分压保持为21.3 kPa (这是氧气在压力101.3 kPa的空气中的分压), 潜水气中氧气的摩尔分数是多少? 解：根据理想气体状态方程和Dalton分压定律：则 5现有1.00mol CCl4 , 体积为28.0L, 温度为40, 分别计算： (1) 服从理想气体方程时， (2) 不服从理想气体方程时( a = 20.410-1Pam6mol-2, b = 0.1383 Lmol-1)该气体的压力？ 解：（1）根据理想气体状态方程： （2）已知 a = 20.410-1Pam6mol-2=20.410-1Pa(103L)2mol-2,b = 0.1383 Lmol-1根据范德华实际气体状态方程： 得， =93.4 kPa 2.6 kPa =90.8 kPa6试解释在以下两种情况下，分子间的作用力对气体性质的影响是增加了还是减弱了，(1)等温下压缩气体, (2)等压下升高气体的温度。答：（1）等温压缩气体时，分子的平均动能不变，但气体分子间的距离缩小。由于分子间的作用力随分子间距离的缩小而增加，因此，等温压缩气体时，分子间的作用力对气体性质的影响将增加。（2）等压下升高气体的温度时，虽然分子的平均动能增加，但气体体积增大，分子间的距离也增加。由于分子间的作用力随分子间距离的增加而缩小，因此，等压下升高气体的温度时，分子间的作用力对气体性质的影响将减小。7用加热氯酸钾（KClO3）的方法制备氧气，氧气用排水集气法收集，在26，102 kPa压力下收集到的气体体积为0.250L, 计算(1) 收集到多少摩尔氧气？ (2)有多少克KClO3发生分解。(已知26时水的蒸气压为3.33 kPa) 解：（1） = 102kPa3.33kPa = 98.67 kPa V (L) = 0.250 L, T (K) = 26 + 273 = 299 K根据理想气体状态方程，得 （2）设分解的氯酸钾（KClO3）的质量为x。根据加热氯酸钾（KClO3）的方法制备氧气的反应方程式， 则 8已知O2的密度在标准状态下是1.43 gL-1，计算O2在17和207 kPa时的密度。解： 根据式(2-7) ： = 则，标准状态下氧气的摩尔质量为： 在17和207 kPa时O2的密度为（O2）= 9某烃类气体在 27及 100 kPa下为 10.0 L，完全燃烧后将生成物分离，并恢复到 27及 100 kPa，得到 20.0 L CO2 和 14.44 g H2O ，通过计算确定此烃类的分子式。 解：根据理想气体状态方程，得 燃烧生成的二氧化碳的物质的量为生成的水的物质的量为：14.44g/18gmol-1 = 0.802 mol设该烃的分子式为CxHy。其燃烧反应如下： 根据计量关系得，x = 0.802/0.401 = 2, y = 0.8022/0.401 = 4 即，该烃类的分子式为：C2H4 1030时，在10.0 L容器中，O2、N2 和 CO2混合气体的总压力为93.3kPa，其中O2 的分压为 26.7 kPa，CO2的质量为5.00 g。计算 CO2 和 N2 的分压，及O2的摩尔分数。 解：混合气体中二氧化碳的物质的量为：5.00g/44.0 gmol-1 =0.114mol。根据Dalton分压定律, 二氧化碳的分压为根据Dalton分压定律，P(总) = P(CO2) + P(O2) + P(N2), 所以， P(N2) = P(总)P(CO2)P(O2) = 93.3kPa28.7kPa26.7 kPa = 37.9kPa11在室温常压条件下，将 4.0 L N2和 2.0 L H2充入一个 8.0 L的容器，混合均匀，则混和气体中N2和H2 的分体积分别是多少。解：根据理想气体状态方程： 所以，同温同压下， 则混合气体中氮