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1、1习习 题题第 2 章 气 体1 1为什么湿空气比干燥的空气密度小？为什么湿空气比干燥的空气密度小？答答：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 2在标准状况下在标准状况下, , 多少摩尔的多少摩尔的 AsHAsH3 3气体占有气体占有 0.004000.00400 升的体积升的体积? ? 此时此时, , 该气该气体的密度是多少体的密度是多少? ?解解：根据阿佛加德罗定律可知，在 0和
2、 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：。mol000178. 0414.2200400. 0标准状况下，该气体的密度为： = LgLmolgmol Vm/47. 300400. 0/92.77000178. 03 3由由 0.538mol0.538mol He(He(g g) )、0.315molNe(0.315molNe(g g) )、和、和 0.103molAr(0.103molAr(g g) )组成的混合气体在组成的混合气体在 2525时体积时体积为
3、为 7.00L,7.00L, 试计算试计算 (1)(1)各气体的分压各气体的分压, , (2)(2) 混合气体的总压力。混合气体的总压力。解解：根据理想气体状态方程和 Dalton 分压定律：VRTnPi ikPaLKKmolLkPamol VRTnPHe He4 .19000. 7298314. 8538. 011 kPaLKKmolLkPamol VRTnPNe Ne5 .11100. 7298314. 8315. 011 kPaLKKmolLkPamol VRTnPAr Ar5 .3600. 7298314. 8103. 011 P(总)=P(He) + P(Ne) + P(Ar) =
4、190.4 +111.5 + 36.5 = 338.4 kPa4 4在在 7676 米的水下米的水下, , 压力为压力为 849.1849.1 kPa,kPa, 要使潜水员使用的潜水气中氧气的分压保持为要使潜水员使用的潜水气中氧气的分压保持为21.321.3 kPakPa ( (这是氧气在压力这是氧气在压力 101.3101.3 kPakPa 的空气中的分压的空气中的分压),), 潜水气中氧气的摩尔分潜水气中氧气的摩尔分数是多少数是多少? ? 2解解：根据理想气体状态方程和 Dalton 分压定律：总PxPii则 025. 01 .8493 .21kPakPa ppxi i 总5 5现有现有
5、1.00mol1.00mol CClCCl4 4 , , 体积为体积为 28.0L,28.0L, 温度为温度为 40,40, 分别计算：分别计算： (1)(1) 服从理想气体方服从理想气体方程时，程时， (2)(2) 不服从理想气体方程时不服从理想气体方程时( ( a a = = 20.41020.410-1-1PamPam6 6molmol-2-2, , b b = = 0.13830.1383 LmolLmol-1-1) )该气体的压力？该气体的压力？ 解解：（1）根据理想气体状态方程：kPaLKKmolLkPamol VnRTP94.920 .28313314. 800. 111 （2）
6、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，nRTnbVVnap )(2222Van nbVnRTp111mol0.1383L1.00mol28.0L313KKmolkPa8.314L1.00mol222231(28.0L)(1.0mol)molL)(10Pa1020.4=93.4 kPa 2.6 kPa =90.8 kPa6 6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，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，
7、(1)(1)等温下压缩气体等温下压缩气体, , (2)(2)等压下升高气体的温度。等压下升高气体的温度。答答：（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 7用加热氯酸钾（用加热氯酸钾（KClOKClO3 3）的方法制备氧气，氧气用排水集气法收集，在）的方法制备氧气，
8、氧气用排水集气法收集，在 2626，102102 kPakPa压力下收集到的气体体积为压力下收集到的气体体积为 0.250L,0.250L, 计算计算(1)(1) 收集到多少摩尔氧气？收集到多少摩尔氧气？ (2)(2)有多少克有多少克 KClOKClO3 3发生分解。发生分解。( (已知已知 2626时水的蒸气压为时水的蒸气压为 3.333.33 kPa)kPa)解解：（1） = 102kPa3.33kPa = 98.67 kPaOHOPPP 22)kPa(加V (L) = 0.250 L, T (K) = 26 + 273 = 299 K根据理想气体状态方程，得 3mol 0.0099229
9、9KKmolL8.314kPa0.250L98.67kPa RTVP11O22On（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，)(2)()(3322gssOKClKClO加加则 gmolgmolx81. 035 .122200992. 01 8 8已知已知 O O2 2的密度在标准状态下是的密度在标准状态下是 1.431.43 gLgL-1-1，计算，计算 O O2 2在在 1717和和 207207 kPakPa 时的密度。时的密度。解解： 根据式(2-7) ： = RTPM则，标准状态下氧气的摩尔质量为：11110 .32325.1
10、01273314. 843. 12 molgkPaKKmolLkPaLg PRTMO在 17和 207 kPa 时 O2的密度为（O2）= RTPMO 21 1 -1 -1 Lg75. 2290KKmolL8.314kPamol32.0g207kpa 9 9某烃类气体在某烃类气体在 2727及及 100100 kPakPa 下为下为 10.010.0 L L，完全燃烧后将生成物分离，并恢复到，完全燃烧后将生成物分离，并恢复到 2727及及 100100 kPakPa，得到，得到 20.020.0 L L COCO2 2 和和 14.4414.44 g g H H2 2O O ，通过计算确定此烃
11、类的分子式。，通过计算确定此烃类的分子式。 解解：根据理想气体状态方程，得 mol 0.401300KKmolL8.314kPa10.0L100kPa RTVP11加n燃烧生成的二氧化碳的物质的量为mol 0.802300KKmolL8.314kPa20.0L100kPa RTVP112COn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：OHyxCOOyxHCyx2222)4(加加根据计量关系得，x = 0.802/0.401 = 2, y = 0.8022/0.401 = 4即，该烃类的分子式为：C2H4 101030
12、30时，在时，在 10.010.0 L L 容器中，容器中，O O2 2、N N2 2 和和 COCO2 2混合气体的总压力为混合气体的总压力为 93.3kPa93.3kPa，其中，其中 O O2 2 的的分压为分压为 26.726.7 kPakPa，COCO2 2的质量为的质量为 5.005.00 g g。计算。计算 COCO2 2 和和 N N2 2 的分压，及的分压，及 O O2 2的摩尔分数。的摩尔分数。 4解解：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kPaLKKmolLkPamol VR
13、TnPCO CO7 .280 .10 303314. 8114. 01122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 = 37.9kPa286. 03 .937 .2622加PPxO O1111在室温常压条件下，将在室温常压条件下，将 4.04.0 L L N N2 2和和 2.02.0 L L H H2 2充入一个充入一个 8.08.0 L L 的容器，混合均匀，则的容器，混合均匀，则混和气体中混和气体中 N N2 2和和 H H2 2 的分体积分别是多少。的分体积分别是多少。解解：根据理想气体状态方程：RTPVnVnRTP所以，同温同压下， 则混合气体中氮气和氧气的摩尔分,42RTPnN,22RTPnH数分别为： x(N2)=4/6, x(H2) =2/6 根据分体积定律，V(N2) = x(N2)V(总) = (4/6)8 = 5.3 LV(H2) = x(H2)V(总) = (2/6)8 = 2.7 L
