第1章 气体
第1章气体
一、单选题
1、某气体AB，在高温下建立下列平衡∶AB(g)==A(g)＋B(g).若把1.00mol此气体在T=300K，P=101 kPa下放在某密闭容器中，加热到600K时，有25.0%解离。此时体系的内部压力(kPa)为( )
A． 253 B． 101 C．50.5 D．126
2、一敞口烧瓶在7℃时盛满某种气体，欲使1/3 的气体逸出烧瓶，需加热到（）
A．100℃B．693 ℃C．420 ℃D．147 ℃
3、实际气体和理想气体更接近的条件是( )
A．高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压
4、Ａ，Ｂ两种气体在容器中混合，容器体积为V，在温度T下测得压力为P，V A ，V B 分别为两气体的分体积，P A ，P B 为两气体的分压，下列算式中不正确的一个是( )
A. PV A = n A RT
B. P A V A =n A RT
C. P A V= n A RV
D. P A (V A+V B )= n A RT
5、某容器中加入相同物质的量的NO和Cl2，在一定温度下发生反应：NO(g)+1/2Cl2NOCl(g)。平衡时，各物种分压的结论肯定错误的是（）
A. P(NO)=P(Cl2)
B. P(NO)=P(NOCl)
C. P(NO) D. P(NO)>P(NOCl) 6、The height of a column of liquid supported by atmospheric pressure is inversely proportional to the density of the liquid. Mercury has a density of 13.6 g/mL. How high a column of water (density = 1.00 g/mL) would be supported by an atmospheric pressure of 0.876 atm? ( ) A. 9.05×103 mm B. 1.03×104 mm C. 49.0 mm D. 11.9 mm 7、If you purchase a balloon filled with helium and take it outside on a cold day, you will notice that it shrinks and becomes less buoyant. What gas law explains this observation? ( ) A. Boyle's B. Charles's C. Avogadro's D. Graham's 8、A sample of gas occupies 10.0 L at 50°C. Assuming that pressure is constant, what volume will the gas occupy at 100°C? ( ) A. 10.0 L B. 20.0 L C. 11.5 L D. 5.0 L 9、What is the Charles's law constant (in L/K) for 200 mg of carbon dioxide at 600 mm pressure? ( ) A. 4.73 10–4 L/K B. 5.64 10–3 L/K C. 42.0 L/K D. 2.11 103 L/K 10、At a given temperature and pressure, which gas occupies the smallest volume per unit mass? ( ) A O2 B. Ar C. CO2 D. Xe 11、At what temperature (in °C) will 25.0 g of carbon dioxide (at 1.00 atm) occupy. ( ) A. 188°C B 461°C C. –263°C D. –270°C 12、What is the molar mass of a gas that has a density of 3.11 g/L at 100°C and 1.50 atm pressure? ( ) A. 0.152 g/mol B. 95.2 g/mol C. 17.0 g/mol D. 63.5 g/mol 13、What volume of N2 gas would be produced by the decomposition of 35.0 g NaN3 solid? (Assume that the gas is produced at 1.00 atm pressure and 150°C.) ( ) A 28.0 L B. 9.95 L C. 18.7 L D. 56.1 L 14、At what temperature would CO2 gas have the same average molecular speed as O2 gas has at 400 K? ( ) A. 250 K B. 550 K C. 400 K D. 600K 15、How much faster does nitrogen escape from the balloon than oxygen? ( ) A. 1.07 times faster B. 1.14 times faster C. 0.875 times as fast D. 0.935 times as fast 二、判断题（判断下列各项叙述是否正确，对，打“√”；错，打“×”。） 1、与理想气体相比，真实气体的相互作用力偏小。（× ） 2、总压100Kpa的某气含A与B两种气体，A的摩尔分数为0.20，则B的分压为80KPa。（√） 3、理想气体状态方程仅在足够低的压力和较高的温度下才适合于真实气 体。（√） 4、理想气体的假想情况之一是认定气体分子本身的体积很小。（× ） 5、理想气体混合物中，某组分的体积分数等于其摩尔分数。（√） 三、填空题 1、将N2和H2按1：3 的体积比装入一密闭容器中，在400 ℃和10 MPa 下达到平衡时，NH3的体积分数为39% ，这时PNH3 = MPa，PN2 = MPa，PH2 = MPa 。 2、在温度T时，在容积为a L的真空容器中充入氮气和氩气使容器内压力为b kPa，若p(N2)＝c kPa，则p(Ar)＝（）kPa；N2的分体积为（）L。 3、将H2和N2按3：1的体积比装入一密闭容器中，在400℃和10Mpa下反应达到平衡，NH3的体积百分数为39%，这时 (1)P（N2）= Mpa， (2)P（H2）= Mpa。 4、一钢瓶N2体积为40.0L，在298K下使用。使用前压力为1.26×104 kPa，使用后降为1.01×104 kPa，由计算可知共使用了N2 mol。 5、已知20℃水的饱和蒸气压为2.34kPa。在20℃，99.3kPa的气压下，用排水集气法收集 氮气N2150mL，则纯氮气的分压为（）kPa；若该气体在标准状况下经干燥，则此时 N2的体积为（）mL。 6、已知23℃水的饱和蒸气压为2.81kPa。在23℃，106.66kPa的压力下，用排水集气法收集氧气（O2）500mL，则纯氧气的分压为kPa；且氧气的物质的量n 为。若该气体在标准状况（101.325kPa、0℃）下经干燥，则此时O2的体积为mL。 7、已知26℃水的饱和蒸气压为3.33kPa。在26℃，99.99kPa的压力下，在水面上收集氢气（H2）200mL，则纯氢气的分压为kPa；且氢气的物质的量n 为。若该气体在标准状况（101.325kPa、0℃）下经干燥，则此时H2的体积为mL。 8、某广场上空有一气球，假定气压在一日内基本不变，早晨气温15℃时，气球体积为25.0L；中午气温为30℃，则其体积为（）L；若下午的气温为25℃，气球体积为（）L。 四、计算题 1、某容器中含有NH3、O 2、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n（NH3）=0.320mol，n（O2）=0.180mol，n（N2）=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。 2、某学生在实验室中用金属锌与盐酸反应制取氢气。所得到的氢气用排水集气法在水面上收集。温度为18℃时，室内气压计为753.8mmHg，湿氢气体积为0.567L。用分子筛除去水分，得到干氢气。计算同样温度、压力下干氢气的体积以及氢气的物质的量。 3、在17℃，99.3kPa气压下，用排水集气法收集N2150ml。求在标准状况下该气体经干燥后的体积。已知17 ℃水的饱和蒸气压为1.93kPa。 4、氧是人类维持生命的必需气体，缺氧生命就会死亡，过剩的氧会使人致病，只有在氧气的分压维持21kPa才能使人体维持正常代谢过程。在潜水员自身携带的水下呼吸器中充有氧气和氦气（He在血液中溶解度很小，N2的溶解度大，可 使人得气栓病）。某潜水员潜至海水30m处作业，海水的密度为1.03g×cm-3温度为20℃。在这种条件下，若维持O2、He混合气中p(O2)=21kPa氧气的体积分数为多少？以1.000L混合气体为基准，计算氧气的分体积和氦的质量。（重力加速度取9.807m/s2） 无机化学习题库参考答案: 第1章气体 1、3.9；1.5；4.6 2、b－c；ca/b 3、(1)P（N2）=1.5Mpa；(2)P（H2）=4.6Mpa 4、40.4mol 5、97.0；133.8 6、103.86KPa；0.0211mol；473ml 7、96.66KPa；7.78×10-3mol；174ml 8、26.3L；25.9L 四、计算题 1、解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2) =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa 2、解：排水集气法收集气体时，通常将所收集气体中的水蒸气看作饱和蒸气。由化学手册中查出18℃下，p(H2O)=15.477mmHg。在湿氢气中，氢的分压为：p1(H2)= (753.8－15.477)mmHg = 738.3mmHg p1(H2)= = 98.43kPa 干氢气的p2(H2)= 753.8mmHg = 100.5kPa ，体积为V2(H2)。 V2(H2)= = = 0.555L n(H2)= = =2.31×10-2mol 3、解：p N2=99.3－1.93=97.4(kPa) 又∵ ∴ 4、解： T=（273+20）K=293K 海水深30m处的压力是由30m高的海水和海面的大气共同产生。海面上的空气压力为760mmHg，则 P=g r h w+ =9.807 m/s2 ′1.30′103kg×cm-3′30m+101kPa =3.03′103 kg×cm-1× s-2 +101kPa =303kPa+101kPa =404kPa 若混合气体体积为1.000L时， 第一章 气体、液体和溶液 物质的三种聚集状态 1.1 气体的概念与相关性质 气体的一般性质 1.2 The Gas Constant R 第一章 气体、液体和溶液的性质 §1-1 气体的性质 本节的重点是三个定律： 1．道尔顿分压定律（Dalton’s law of partial pressures ） 2．阿码加分体积定律（Amagat’s law of partial volumes ） 3．格拉罕姆气体扩散定律（Graham’s law of diffusion ） 一、理想气体(Ideal Gases )――讨论气体性质时非常有用的概念 1．什么样的气体称为理想气体？ 气体分子间的作用力很微弱，一般可以忽略； 气体分子本身所占的体积远小于气体的体积。 即气体分子之间作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的气体，称为理想气体。 2．理想气体是一个抽象的概念，它实际上不存在，但此概念反映了实际气体在一定条件下的最一般的性质。 3．实际气体在什么情况下看作理想气体呢？ 只有在温度高和压力无限低时，实际气体才接近于理想气体。因为在此条件下，分子间距离大大增加，平均来看作用力趋向于零，分子所占的体积也可以忽略。 二、理想气体定律（The Ideal Gas Law ） 1．由来 (1) Boyle’s law （1627-1691）British physicist and chemist － The pressure-volume relationship n 、T 不变 ， V ∝ 1/ p or pV = constant (2) Charles’s law （1746-1823）French scientist 1787年发现－The temperature-volume relationship n 、p 不变 ， V ∝ T or V /T = constant (3) Avogadro’s law （1778-1823）Italian physicist Avogadro’s hypothesis :Equal volumes of gases at the same temperature and pressure contain equal numbers of molecular. Avogadro’s law The volume of a gas maintained at constant temperature and pressure is directly proportional to the number of moles of the gas. T 、p 不变 ， V ∝ n 2．理想气体方程式（The ideal-gas equation ） 由上三式得：V ∝ nT / p ，即pV ∝ nT ，引入比例常数R ，得：pV = nRT pV = nRT R---- 摩尔气体常量 在STP 下，p =101.325kPa, T =273.15K n =1.0 mol 时, V m =22.414L=22.414×10-3m 3 R =8.314 kPa ?L ?K -1?mol -1 nT pV R =K 15.2731.0mol m 1022.414Pa 1013253 3???=-1 1K mol J 314.8--??= 第一章 气体自测题 1. 在温度恒定为25℃，体积恒定为25 dm 3的容器中，含有0.65 mol 的理想气体A ， 0.35 mol 的理想气体B ；若向容器中再加人0.4 mol 的理想气体D ， 则B 的分压力B p ( )， 分体积* B V ( )。 (A) 变大；(B) 变小；(C) 不变；(D) 无法确定。 2. 由A(g )和B(g )形成的理想气体混合系统，总压p ＝p A ＋p B ，体积V ＝*A V ＋* B V ，n ＝n A ＋ n B 下列各式中，只有式( )是正确的。 (A) *B B B p V n RT =；(B) *A pV nRT =；(C) B B p V n RT =；(D) * A A A p V n RT =。 3. (1)在一定的T ，p 下(假设高于波义耳温度T B )： V m (真实气体)( )V m (理想气体) (2)在n ，T ，V 皆为定值的条件下： p (范德华气体)( )p (理想气体) (3)在临界状态下，范德华气体的压缩因子 c Z ( )1 (A)＞；(B)＝；(C)＜；(D)不能确定。 4. 已知A(g )和B(g )的临界温度之间的关系为：c c (A)(B)T T >；临界压力之间的关系为： c c (A)(B)p p <。则A ，B 气体的范德华常数a 和b 之间的关系必然是：a (A)( )a (B)； b (A)( )b (B)。 (A)＞；(B)＜；(C)＝；(D)不能确定。 5. 在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质，在相当大的温度范围内皆存在气(g )、 液(l )两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压* p 变大，饱和液体的摩尔体积V m (1) ( )；饱和蒸气的摩尔体积V m (g )( )；m m m =()()V V g V l ?-( )。 (A)变小；(B)变大；(C)不变；(D)无一定变化规律。 6. 在t ＝-50℃，V ＝40 dm 3的钢瓶内纯H 2的压力p ＝12.16 × 106 Pa 。此时钢瓶内H 2的相态必然是( )。 (A)气态；(B)液态；(C)固态；(D)无法确定。 7. 在温度恒定为373.15 K ，体积为2.0 dm 3的容器中含有0.035 mol 的水蒸气H 2O(g )。若向 上述容器中再加人0. 025 mol 的水H 2O(1)。则容器中的H 2O 必然是( )。 (A)液态；(B)气态；(C)气－液两相平衡；(D)无法确定其相态。 8. 当真实气体的温度T 与其波义耳温度T B 为： 第1章气体、溶液和胶体 练习题 一、选择题 1．用来描述气体状态的四个物理量分别是（用符号表示）（） A. n,V,p,T B. n,R,p,V C. n,V,R,T D. n,R,T,p 2．现有两溶液：A为mol·kg-1氯化钠溶液；B为mol·kg-1氯化镁溶液（） A. A比B沸点高 B. B比A凝固点高 C. A比B沸点低 D. A和B沸点和凝固点相等 3．稀溶液在蒸发过程中（） A.沸点保持不变 B.沸点不断升高直至溶液达到饱和 ' C.凝固点保持不变 D.凝固点不断升高直至溶液达到饱和 4．与纯液体的饱和蒸汽压有关的是（） A. 容器大小 B. 温度高低 C. 液体多少 D. 不确定 5．质量摩尔浓度是指在（） 溶液中含有溶质的物质的量 B. 1kg溶剂中含有溶质的物质的量 C. 溶剂中含有溶质的物质的量溶液中含有溶质的物质的量 6．在质量摩尔浓度为·kg-1的水溶液中，溶质的摩尔分数为（） B. C. D. 7．下列有关稀溶液依数性的叙述中，不正确的是（） A. 是指溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压 > B. 稀溶液定律只适用于难挥发非电解质的稀溶液 C. 稀溶液依数性与溶液中溶质的颗粒数目有关 D. 稀溶液依数性与溶质的本性有关 8．质量摩尔浓度均为mol·kg-1的NaCl溶液，H2SO4溶液，HAc溶液，C6H1206(葡萄糖)溶液，蒸气压最高的是（） A. NaCl溶液 B. H2SO4溶液 C. HAc溶液 D. C6 H1206溶液 9．糖水的凝固点（） A.等于0℃ B. 低于0℃ C. 高于0℃ D.无法判断 10．在总压力100kPa的混合气体中，H2、He、N2、CO2的质量都是，其中分压最小的是（） A. H2 B. He C. N2 D. CO2 二、填空题 》 1.理想气体状态方程的表达式为。 2.按分散质颗粒直径大小，可将分散系分为，，。 3．·kg-1的KCl溶液，K2SO4溶液，HAc溶液，C6H1206溶液的渗透压由低到高的顺序为，凝固点由高到低的顺序。 4．稀溶液的依数性分别是、、和，其核心性质是。 5．已知水的K f为·kg·mol-1,要使乙二醇（C2H6O2）水溶液的凝固点为-10℃，需向100g水中加入g乙二醇。 6．将相同浓度的30mLKI和20mLAgNO3溶液混合制备AgI溶胶，其胶团结构为，进行电泳时，胶粒向极移动。 三、判断题 1．（）液体的蒸汽压随温度的升高而升高。 2．（）液体的正常沸点就是其蒸发和凝聚速率相等时的温度。 3．（）将100gNaCl和100gKCl溶于等量水中，所得溶液中NaCl和KCl的摩尔分数都是。4．（）b B相等的两难挥发非电解质稀溶液，溶剂相同时凝固点就相同。 5．（）“浓肥烧死苗”的现象与溶液依数性中的渗透压有关。 、 6．（）两种溶液的浓度相等时，其沸点也相等。 四、计算题 1．混合气体中含96gO2和130g N2，其总压力为120kPa，其中N2的分压是多少2．将（20℃，120KPa）氨气溶于水并稀释到250mL，求此溶液的物质的量浓度。3．某物质水溶液凝固点是℃，估算此水溶液在0℃时的渗透压。 4．取血红素溶于水配成100mL溶液，测得此溶液在20℃时的渗透压为336Pa 。 第一章 气体和稀溶液 一、混合气体的分压定律 1、理想气体的状态方程 A 、理想气体：气体分子本身的体积可以忽略、分子间没有作用力的气体。理想气体实 际并不存在。当实际气体处于低压（＜100kPa ）、高温（＞273K ）时，可近似处理成理想气体。 B 、状态方程：PV nRT ==PM RT m PV RT M ρ?????→?=??变形，其中R 为气体摩尔常数，标况下，由状态方程可知33 31111101325P 22.41410m ==8.314P m mol K =8.314J mol K 1mol 273.15K PV a R a nT -----??=?????? 拓展：其中pV 的单位为23 J N m m N --??=?，故pV 的单位即功的单位，pV 为一种体积功。 2、混合气体的分压定律 A 、内容：混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。 B 、数学表达式：B B p p =∑，式中，p 为混合气体的总压，B p 为组分气体B 的分压。 根据理想气体状态方程，有 B B n RT p V = ① 而总压 B B p p =∑ ② 故由①②得到 B B p n p n = ??? →变形得 =B B B n p p px n = ③ 式中B x 称为组分气体B 的摩尔分数。 混合气体中组分气体B 的分体积B V 等于该组分气体单独存在并具有与混合气体B 相同温 度和压强时具有的体积。由理想气体状态方程易知 = B B B V n V n ?= 式中B ?称为组分气体B 的体积分数。代入③得 B B p p ?= 二、非电解质稀溶液的依数性——稀溶液的蒸汽压下降、稀溶液的沸点升高和凝固点降低、稀溶液的渗透压能力等。『质点个数→∞?依数性→∞』 1、五种常见的溶液浓度表示方法（以下表达式中，B 表示溶质，A 表示溶剂） ①物质的量浓度：B B n c V = 单位为1mol L -? ②质量分数：B B m m ω= ③质量摩尔浓度：溶液中溶质B 的物质的量B n 除以溶剂A 的质量A m 称为溶质B 的质量 摩尔浓度，用符号B b 表示，单位为1mol kg -?。表达式为B B A n b m = ④摩尔分数：组分B 的物质的量B n 与混合物总物质的量n 之比称为组分B 的摩尔分数。 用符号B x 表示，单位为1。表达式为B B n x n = 对于由A 和B 两种物质组成的混合物，易知1A B x x += ⑤质量浓度：=B B m V ρ 其单位是1g L -?或1mg L -? 2、稀溶液的依数性—只与溶质的微粒数有关而与溶质的本性无关的性质 （一）稀溶液的蒸汽压下降(核心性质) 在一定温度下，将纯液体引入真空、密闭容器中，当液体的蒸发与凝聚速率相等时，液面上方的蒸汽所产生的压力称为该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。记作：*p ，单位：Pa 或kPa 。 a 、同一种液体，温度升高，蒸气压增大； b 、相同温度下，不同液体蒸气压不同； c 、当液体的蒸气压等于外界大气压时，液体沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。 在溶剂中溶入少量难挥发的溶质后，一部分液面被溶质分子占据，在单位时间内从液面逸出的溶剂分子数减少相应地减少。当在一定温度下达到平衡时，溶液的蒸气压必定小于纯溶剂的蒸气压，这种现象称为溶液的蒸气压下降。 当溶剂或溶液与蒸气实现平衡时，若使蒸气压小于其饱和蒸气压，平衡右移，液体汽化；若使蒸气压大于其饱和蒸气压，平衡左移，气体液化。 经验公式： * A A p p x = 式中，p 为稀溶液的蒸气压，* A p 为溶剂 A 的蒸气压，A x 为溶剂的摩尔分数。由于1A x ＜，故有* A p p ＜ 。 ????→公式变形 *A B p p x =（1-） 一、单选题： 1.在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压分别是p A 和分体V A 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问p A 和V A 的变化为：( ） A ．p A 和V A 都变大； B ．p A 和V A 都变小； C ．p A 不变，V A 变小； D ．p A 变小，V A 不变。 答案:C. 这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2.在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为A A V ,p ,n A 和B B V ,p ,n B ，容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的( ) A ．RT n V A A =p B ．RT n n V A A B )(p += C ．RT n V A A A =p D ．RT n V B B B =p 答案:A. 只有(A)符合Dalton 分压定律。 3.已知氢气的临界温度和临界压力分别为Tc=33.3K ，pc=1.29×106Pa 。有一氢气钢瓶，在298K 时瓶内压力为98.0×106Pa ，这时氢气的状态为：（ ） A ．液态； B ．气态； C. 气-液两相平衡； D. 无法确定。 答案:B. 仍处在气态区。 4.在一个绝热的真空容器中，灌满373K 和压力为101.325kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压为：（ ） A ．等于零； B ．大于101.325 kPa ； C ．小于101.325 kPa ； D ．等于101.325 kPa 。 答案:D. 饱和蒸汽压是物质的本性，与是否有空间无关。 5.真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理（ ） A ．高温、高压； B ．低温、低压； C ．高温、低压； 第二章气体、固体和液体 1. 温度和温标 ...................................................................................................................... - 1 - 2. 气体的等温变化............................................................................................................. - 11 - 3. 气体的等压变化和等容变化......................................................................................... - 20 - 4. 固体 ................................................................................................................................ - 37 - 5. 液体 ................................................................................................................................ - 45 - 章末复习提高...................................................................................................................... - 54 - 1. 温度和温标 一、状态参量与平衡态 1．热力学系统：由大量分子组成的系统。 2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体。 3．状态参量：为确定系统的状态所需要的一些量，如：体积、压强、温度等。 4．平衡态：无外界影响，状态参量稳定的状态。 说明：平衡态是状态参量，不是过程量，处于平衡态的系统，状态参量在较长时间内不发生变化。 二、热平衡与温度 1．热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量不再变化了，即这两个系统达到了热平衡。 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3．温度：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即温度。这就是温度计能够用来测量温度的基本原理。 三、温度计与温标 1．温度计 第一章气体 一﹑选择题 1. 两瓶温度不同的压缩氧气A和B，A的出口压力大于B的出口压力，因此，A 瓶中的气体密度要比B瓶中的。 ①大②小③相等④不能确定 2.A球中装有1mol的理想气体，B球中装有1mol非理想气体，两球中气体的 PV m 相同，在小于, T P的温度，压力下，非理想气体将比理想气体的温度。 C C ①高②低③相等④不能确定 3.气体液化的必要条件是。 ①压力大于临界压力②温度小于临界温度 ③体积等于临界体积④加大压力 4.若某实际气体的体积小于同温同压同量的理想气体体积，则其压缩因子应为 。 ①等于零②等于1 ③小于1 ④大于1 5.在下列有关临界点的描述，不正确的是。 ①饱和液体和饱和蒸气压的摩尔体积相同 ②临界点所对应的温度是气体可以加压液化的最高温度 ③气体不能液化 ④临界温度、临界体积临界压力皆为恒定值 6.为识别各类气瓶，实验室和实际生产中，在氢气钢瓶外表面上所涂的颜色为 。 ①天蓝色②黑色③深蓝色④白色 二、计算题 1、 在00C 和101.325KPa 下，2CO 的密度是31.96/kg m ，试求2CO 气体在86.66KPa 和250C 时的密度。 2、300K 、101.325KPa 时，将一敞口容器加热到500K ，然后封闭其敞口，并冷却至原来温度，求这时容器内的压力。 3、270C 、100KPa 下，0.13dm 的含有2N 、2H 、3NH 的混合气体，经用H 2SO 4溶液吸收NH 3后，混合气体的体积减少到0.0863dm ，试求混合气体中NH 3的物质的量及分压。 4、含有4.4g 2CO 、14g 2N 和19.2g 2O 的混合气体，其总压为52.02610Pa ?，求各组分的分压。 5、体积为335.0010m -?的高压锅内有0.142kg 的氧气，温度为350K ，试用范德华方程式计算氯气的压力。 6、试用压缩因子图求温度为291.2K 、压力为150MPa 时甲烷的密度。 高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理 一、液体的微观结构 1.特点 液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成,液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着. 联想:非晶体的微观结构跟液体非常相似,可以看作是粘滞性极大的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体. 2.应用液体的微观结构可解释的现象 (1液体表现出各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章地分布着的小区域构成,所以液体表现出各向同性. (2液体具有一定的体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子密集在一起,相互作用力大,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积. (3液体具有流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因. (4液体的扩散比固体的扩散要快:流体中的扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快. 二、液体的表面张力 1.液体的表面具有收缩趋势 缝衣针硬币浮在水面上,用热针刺破铁环上棉线一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜收缩将棉线拉成弧形. 联想:液体表面就像张紧的橡皮膜. 2.表面层 (1液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层. (2表面层里的分子要比液体内部稀疏些,分子间距要比液体内部大. 在表面层内,分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力. 联想:在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相等,在通常情况下可认为它们是相等的. 3.表面张力 (1含义:液面各部分间相互吸引的力叫做表面张力. (2产生原因:表面张力是表面层内分子力作用的结果.表面层里分子间的平均距离比液体内部分子间的距离大,于是分子间的引力和斥力比液体内部的分子力和斥力都有所减少,但斥力比引力减小得快,所以在表面层上划一条分界线MN时(图1,两侧的分子在分界线上相互吸引的力将大于相互排斥的力.宏观上表现为分界线两侧的表面层相互拉引,即产生了表面张力. 第一章气体基础知识第一节基本概念 一、分子原子与元素 1、分子：是物质保持其化学性质的最小微粒。 2、原子：是组成分子的更小微粒，它不保持原物质的性质。 3、元素：性质相同的一类原子称元素。 二、压强 （一）气体压强 1、气体的压强：大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。 2、气体的压强跟温度有关，温度升高压强增大 3、气体的压强跟压缩程度有关，一定量的气体，体积减少，压强增大。（二）压力的法定计量单位 1、兆帕（MPa）; 千帕（kPa）; 帕（Pa） 2、千克力/厘米2（kgf/cm2） 3、巴和毫巴符号为 bar 和 mbar （三）常见压力单位换算 1兆帕（MPa）=10千克力/厘米2（kgf/cm2）= 10bar 三、温度 1、温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。 2、目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标（°C）、热力学温标(K) 3、我国使用摄氏度，其结冰点是0°C，沸点为100°C。 玻璃外壳 毛细管 玻璃泡 刻度 温度计 观察实验室温度计，回答下列问题：1、构造：2、原理：根据液体的热胀冷缩的性质3、温度计的字母C 或℃表示的意思是： 它表示的是摄氏温度 0℃ 把冰水混合物的温度规定为0℃ 冰水混合物 摄氏温度摄氏温度是温度单位的一种 规定方法在摄氏温度中 0℃ 100℃ 把一标准大气压下，沸水的温度规定为100℃ 沸腾的水 摄氏温度 在摄氏温度中 10 20 40 30 50 60 70 80 9050 100 等分100份1份为1摄氏度 记作1℃ 100 －1 ℃ 101 ℃ 摄氏度即为在摄温度中温度的单位，符号：℃ 摄氏度 实验室用温度计 家庭用寒暑表 医用体温计 几种常见的温度计 4、华氏度结冰点是32°F,沸点为212°F 。 5、绝对零度：当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。是温度的最低极 第1章 气体、溶液和胶体 一、 教学要求 1．了解理想气体状态方程，气体分压定律； 2．了解有关溶液的基本知识，并能进行溶液浓度的有关计算； 3．掌握稀溶液的四个依数性及其应用； 4．了解胶体溶液的基本性质，了解吸附的基本规律。掌握胶团的组成和结构，理解溶胶的双电层结构和溶胶稳定性之间的关系，掌握胶体的保护及破坏，熟练写出胶团结构式； 5．了解表面活性物质和乳状液的基本概念。 【重点】： 1．理想气体状态方程式及分压定律的应用和相关计算； 2．溶液浓度的表示法，各浓度之间的相互换算； 3．稀溶液依数性的含义，各公式的适用范围及进行有关的计算； 4．胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。 【难点】： 1.稀溶液依数性的原因； 2. 胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。 二、重点内容概要 在物质的各种存在状态中，人们对气体了解得最为清楚。关于气体宏观性质的规律，主要是理想气体方程，混合气体的分压定律。 1. 理想气体状态方程 所谓理想气体，是人为假设的气体模型，指假设气体分子当作质点，体积为零，分子间相互作用力忽略不计的气体。 理想气体状态方程为： PV = nRT ① RT M m pV = ② RT M p ρ= 此二式可用于计算气体的各个物理量p 、V 、T 、n ，还可以计算气体的摩尔质量M 和密度ρ。 原则上理想气体方程只适用于高温和低压下的气体。实际上在常温常压下大多数气体近似的遵守此方程。理想气体方程可以描写单一气体或混合气体的整体行为，它不能用于同固、液共存时的蒸气。 2.分压定律 混合理想气体的总压力等于各组分气体分压力之和。分压是指在与混合气体相同的温度下，该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力。 ∑i 321p p p p p = +++= 还可以表述为： i i px p = 一、单选题 1、某气体AB，在高温下建立下列平衡∶AB(g)==A(g)＋B(g).若把1.00mol此气体在T=300K，P=101 kPa下放在某密闭容器中，加热到600K时，有25.0%解离。此时体系的内部压力(kPa)为( ) A． 253 B． 101 C．50.5 D．126 2、一敞口烧瓶在7℃时盛满某种气体，欲使1/3 的气体逸出烧瓶，需加热到（） A．100℃B．693 ℃C．420 ℃D．147 ℃ 3、实际气体和理想气体更接近的条件是( ) A．高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压 4、Ａ，Ｂ两种气体在容器中混合，容器体积为V，在温度T 下测得压力为P，V A ，V B 分别为两气体的分体积，P A ，P B 为两气体的分压，下列算式中不正确的一个是( ) A. PV A = n A RT B. P A V A =n A RT C. P A V= n A RV D. P A (V A+V B )= n A RT 5、某容器中加入相同物质的量的NO和Cl2，在一定温度下发生反应：NO(g)+1/2Cl 2NOCl(g)。平衡时，各物种分压的 结论肯定错误的 是（） A. P(NO)=P(Cl2) B. P(NO)=P(NOCl) C. P(NO) 第一章气体 （一）主要公式及其适用条件 1 理想气体状态方程pV = nRT 或pV m = RT 式中：p、V、T及n的单位分别为Pa（帕斯卡）、m3（米3）、K（开尔文）及mol（摩尔）。气体的摩尔体积V m=V/n，其单位为m3·mol-1。气体常数R=8.314 J·mol-1·K-1。此式只适用于理想气体或近似地适用于低压真实气体。 2 气体分压力定义p B=y B p 式中：p B为混合气体中任一组分B的分压力，组分B的摩尔分数y B=n B/n（总），p为混合气体的总压力。此式适用于各种混合气体。 3 道尔顿定律∑∑ = = B B B B ) / (V RT n p p或p B = n B RT/V 式中：V为混合气体的总体积。此式只适用于理想气体混合系统或近似地适用于低压真实气体混合系统或近似地适用于低压下的真实气体混合物。 5 压缩因子定义Z = pV/nRT = pV m/RT或Z = V m(真实) / V m(理想) 压缩因子Z是个量纲一的纯数。在任意条件下理想气体的压缩因子皆为1。上式适用于在任意T、p 下真实气体p、V、T关系的计算。 6 范德华气体方程(p + an2/V2) (V-nb) = nRT或(p + a/V2 m ) (V m-b) = RT 式中：a和b可视为只与气体性质有关的常数，其单位分别为Pa·m6·mol-2和m3·mol-1，皆称为范德华常数。此式适用于几个Mpa（几十个大气压）中压范围真实气体n、p、V的计算。 （二）概念题 1.2.1 填空题 1、恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其体积随温度的变化率(?V/?T)p=( )。 2、2 mol理想气体，在300K、400kPa下的体积V=( )m3。 3、在300K、400kPa下，摩尔分数y B=0.40的5molA、B理想气体混合物。其中A气体的分压力p A=( )kPa。 4、某真实气体在400K、1700kPa时的对比温度T r=0.9589，对比压力p r=0.2208。该气体的临界温度T c= ( )K，临界压力p c=( )kPa。 5、在一定对比温度下，任一真实气体的压缩因子只是（）的函数。 6、在任意T、p下，理想气体的压缩因子Z=（）。 1.2.2 单项选择填空题 1、在T、V恒定的容器中，含有A和B两种理想气体，A的分压力和分体积分别为p A和V A。若往容器中再加入5 mol的C理想气体，则A的分压力p A( )，A的分体积V A( )。 选择填入：(a)变大；(b)变小；(c)不变；(d)条件不全无法确定 2、在T、V恒定的容器中，含有物质的量分别为n A和n B的A和B理想气体混合物，其总压力为p, A和B的分压力分别为p A和p B，分体积分别为V A和V B。下列各式中只有（）式是正确的。 选择填入：(a) p A V= n A RT; (b) pV B = (n A+n B)RT; (c) p A V A=n A RT; (d) p B V B=n B RT 3、在一定T、p下，某事实气体的V m大于理想气体的V m，则该气体的压缩因子Z（）。 选择填入：(a) >1; (b)=1; (c) <1; (d)无法确定 4、已知H2的临界界温度t c=-239.9?C，临界压力p c=1.297?103kPa。有一氢气钢瓶，在25℃时 第二章热力学第一定律――附答案 引用参考资料 （1）天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习； 一、填空题 1. 理想气体向真空膨胀过程, 下列变量中等于零的有: 。 2. 双原子理想气体经加热内能变化为，则其焓变为。 3. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体， 将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程。=、=、= 4. 绝热刚壁容器内发生CH4+2O2=CO2+2H2O的燃烧反应,系统的Q ___ 0 ; W ___ 0 ; ?U ___ 0 ; ?H ___ 0 ＝＝＝< ? + ? = ? = V H? p p V U 5. 某循环过程Q = 5 kJ, 则?U + 2W + 3 ?(pV) = __________. -10kJ 6. 298K时, S的标准燃烧焓为－296.8 kJ?mol－1, 298K时反应的标准摩尔反应焓?r H m= ________ kJ?mol－1 . 148.4 7. 已知的, 则的 。 -285.84 8. 某均相化学反应在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由 升高到则此过程的；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件 下进行，则。 =、< 9. 25 ℃ 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧 , 放热 则反应 的 。 -6528 、－6535 10．系统的宏观性质可以分为（ ），凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为（ ）。 广度量和强度量；广度量 11．在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ).。-4.99kJ ()kJ 99.4-J 300314.82-g =??-==-=?-=nRT pV V p W 12．某化学反应：A(l)+0.5B(g)-- C(g) 在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10KJ,若反应在同样温度恒压条件下进行，反应进度为1mol 时放热（ ）。 7.92kJ ()() kJ -7.92J 500314.85.01010-g 3B B =??+?=+=?=∑RT Q H Q V p ν 13. 已知水在100 o C 的摩尔蒸发焓 l mol kJ H m 1 vap 668.40-?=?，1mol 水蒸气在100C o 、 101、325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的Q=（ ）；W= ( ); U ?= ( ); H ?= ( )。 -40.668kJ ；3.10kJ ；-37.57kJ ；-40.668kJ ()kJ 10.3J 15.373314.81=??===?-=nRT pV V p W g ； kJ 57.37-=?-?=?pV H U ；668.40-==?p Q H kJ 14. 一定量单原子理想气体经历某过程的()kJ 20=?pV ，则此过程的=?U （ ）； =?H （ ）。 30kJ ； 50kJ ()kJ 305.15.1,=??=???=?=?pV T R n T nC U m V ； ()kJ 505.25.2,=??=???=?=?pV T R n T nC H m p 15. 一定量理想气体，恒压下体积功随温度的变化率 P T W ??? ??δδ =（ ） 。nR - nR dT nRdT dT pdV T W p -=-=- =??? ???? 16. 在一个体积恒定为2m 3， ， W =0的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高 第1章气体 一、单选题 1、某气体AB，在高温下建立下列平衡∶AB(g)==A(g)＋B(g).若把1.00mol此气体在T=300K，P=101 kPa下放在某密闭容器中，加热到600K时，有25.0%解离。此时体系的内部压力(kPa)为( ) A． 253 B． 101 C．50.5 D．126 2、一敞口烧瓶在7℃时盛满某种气体，欲使1/3 的气体逸出烧瓶，需加热到（） A．100℃B．693 ℃C．420 ℃D．147 ℃ 3、实际气体和理想气体更接近的条件是( ) A．高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压 4、Ａ，Ｂ两种气体在容器中混合，容器体积为V，在温度T下测得压力为P，V A ，V B 分别为两气体的分体积，P A ，P B 为两气体的分压，下列算式中不正确的一个是( ) A. PV A = n A RT B. P A V A =n A RT C. P A V= n A RV D. P A (V A+V B )= n A RT 5、某容器中加入相同物质的量的NO和Cl2，在一定温度下发生反应：NO(g)+1/2Cl2NOCl(g)。平衡时，各物种分压的结论肯定错误的是（） A. P(NO)=P(Cl2) B. P(NO)=P(NOCl) C. P(NO) 第 1 章气体和溶 液 练习题及答案 第1章气体、溶液和胶体 练习题 一、选择题 1 ?用来描述气体状态的四个物理量分别是（用符号表示）（） A. n,V,p,T B. n,R,p,V C. n,V,R,T D. n,R,T,p 2 ?现有两溶液：A为0.1 mol kg-1氯化钠溶液；B为0.1 mol kg-1氯化镁溶液（） A. A比B沸点高 B. B比A凝固点高 C. A比B沸点低 D. A和B沸点和凝固点相等 3 ?稀溶液在蒸发过程中（） A.沸点保持不变 B.沸点不断升高直至溶液达到饱和 C.凝固点保持不变 D.凝固点不断升高直至溶液达到饱和 4 ?与纯液体的饱和蒸汽压有关的是（） A.容器大小 B.温度高低 C.液体多少 D.不确定 5 ?质量摩尔浓度是指在（） A.1kg溶液中含有溶质的物质的量 B. 1kg溶剂中含有溶质的物质的量 C. 0.1kg溶剂中含有溶质的物质的量 D.1L溶液中含有溶质的物质的量6?在质量摩尔浓度为1.00mol ?的水溶液中，溶质的摩尔分数为（） A.1.00 B. 0.055 C. 0.0177 D. 0.180 7 ?下列有关稀溶液依数性的叙述中，不正确的是（） A. 是指溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压 B. 稀溶液定律只适用于难挥发非电解质的稀溶液 C. 稀溶液依数性与溶液中溶质的颗粒数目有关 D. 稀溶液依数性与溶质的本性有关 8 ?质量摩尔浓度均为0.050 mol kg-1的NaCI溶液，H2SO4溶液，HAc溶液, C6H12O6（葡萄糖）溶液，蒸气压最高的是（） A. NaCl 溶液 B. H2SO4溶液 C. HAc 溶液 D. C6 H1206溶液 9 ?糖水的凝固点（） A.等于0C B.低于0C C.高于0C D.无法判断 10.在总压力100kPa的混合气体中，H2、He、N2、CO2的质量都是1.0g,其 中分压最小的是（） A. H2 B. He C. N2 D. CO2 二、填空题 1. 理想气体状态方程的表达式为 ___________________________ 。 2. 按分散质颗粒直径大小，可将分散系分 3. 0.10mol kg-1的KCl溶液，K2SO4溶液，HAc溶液，C6H1206溶液的渗透 压由低到高的顺序为 ______ ，凝固点由高到低的顺序________ O 4. ________________________ 稀溶液的依数性分别是、、_和，其核心性质 __________________________ O 5. 已知水的K f为1.86K kg mol-1,要使乙二醇（C2H6O2）水溶液的凝固点为- 10C，需向100g水中加入—g乙二醇。 6. 将相同浓度的30mLKI和20mLAgNO3溶液混合制备AgI溶胶，其胶团 结构为 _________ ，进行电泳时，胶粒向—极移动。 三、判断题 1. （）液体的蒸汽压随温度的升高而升高第一章 气体、液体和溶液
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 气体的概念与相关性质 理想气体及相关定律 实际气体和van der Waals方程 液体 溶液、溶解度 稀溶液的依数性 胶体溶液
水的三态变化
气体的压力
分子的运动与气体的压力
1643年E. Torriceli的实验
气体的扩散 气体的压缩性 气体的热胀冷缩 气体的液化
因扩散气体的混合
1.2.1
理想气体及相关定律
理想气体的概念及理想气体状态方程
理想气体的概念：温度不太低，压力不太高的稀薄气体。 两点基本假设： (1) 分子间距离很远，相互作用力可忽略不计； (2) 分子自身的体积很小，与气体所占体积相比，可忽略不计。 显然，理想气体并不存在。但当气压趋近于零时，可无限接近理想气体。 理想气体状态方程 (The Ideal Gas Law)：
pV ＝ nRT
式中 p：压力 (压强，Pa或kPa); V：体积(dm3或cm3) n：气态物质的量 (摩尔，mol); R：摩尔气体常数，或叫普适气体恒量
R= PV = 0.082057 L atm mol-1 K-1 nT = 8.3149 m3 Pa mol-1 K-1 = 8.3149 J mol-1 K-1
相关单位换算： 1 Pa = 1 N?m-2 1 bar = 1×105 Pa = 100 kPa 1 atm = 760 mmHg = 1.01325×105 Pa ≈ 101 kPa ≈ 0.1 MPa 1 kPa?dm3 = 1 J = 0.239 cal 1 cal = 4.184 J气体、液体和溶液的性质
第一章 气体自测题
第1章 气体和溶液练习题及答案
无机化学笔记 第一章 气体和稀溶液(详细版)
第一章气体的性质
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体(知识点详解及配套习题)
第一章 气体.doc
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
第一章 气体基础知识
大学无机第1章 气体、溶液和胶体
第1章 气体
第一章 气体
第二章 热力学第一定律-附答案
第1章 气体
第1章气体和溶液练习题及答案资料讲解