第一章 气体、溶液和胶体
第1章 气体和溶液练习题及答案资料讲解
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,TB. n,R,p,VC. n,V,R,TD. n,R,T,p2．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·kg-1的水溶液中，溶质的摩尔分数为（）A.1.00B. 0.055C. 0.0177D. 0.1807．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1.0g，其中分压最小的是（）A. H2B. HeC. N2D. CO2二、填空题1.理想气体状态方程的表达式为。
兰叶青无机化学课后习题答案1
第一章 气体、溶液和胶体1-1答：假设有一种气体，它的分子只是一个具有质量的、不占有体积的几何点，并且分子间没有相互吸引力，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。
这种气体称之为理想气体。
实际气体只有在高温、低压下才接近于理想气体，1-2解：依题意V = 250 mL =2.5 ×10-4m 3 T = 273.15 + 25 = 298.15 K p = 101300 Pa m =0.164 g 根据 PV = nRTmol 0102.015.298J 8.314105.21013004=⨯⨯⨯==-RT pV n M =m /n =0.164/0.0102= 16.08该气体的相对分子质量为16.08。
1-3解：M =207353314.86.1510.1=⨯⨯=RT p ρ已知Xe 的相对原子质量为131，F 的相对原子质量为19，则131+19n =207，n =4。
该氟化氙的分子式XeF 4。
1-4解：(1) 各组分的物质的量为n (H 2)＝075.0215.0=mol n (N 2)＝025.0287.0=mol n (NH 3)＝02.01734.0=mol 混合气体的物质的量为n 总 ＝ 0.075 mol + 0.025 mol + 0.02 mol ＝0.12 mol由 p i ＝x ip 总 知各组分的分压为 p (H 2) ＝5.62kPa 10012mol .0mol 075.0=⨯kPa p (N 2)= 83.20kPa 10012mol.0mol 025.0=⨯kPa P (NH 3) ＝67.16kPa 100mol12.0mol 02.0=⨯kPa 1-5解：（1）用排水取气法得到的是氧气和水蒸气的混合气体，水的分压与该温度下水的饱和蒸气压相等，查附录，298 K 时水的饱和蒸气压为3.167kPa根据分压定律 p 总 = p (O 2)+ p (H 2O)故 p (O 2) = p 总－p (H 2O) = 98.28－3.167 = 95.11kPa 。
第一章 气体、溶液和胶体分散系
第一章 气体、溶液和胶体分散系5. 正常人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度分别是2.5 mmol·L -1和27 mmol·L -1，化验测得某病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的质量浓度分别是300 mg·L -1和1.0 mg·L -1。
试通过计算判断该病人血浆中这两种离子的浓度是否正常。
解：该病人血浆中Ca 2+ 和HCO 3-的浓度分别为11-1222L mmol 5.7mmolmg 40L mg 003 )(Ca )(Ca )(Ca --+++⋅=⋅⋅==M c ρ121-1-3-3-3L mmol 106.1mmol mg 61L mg .01 )(HCO )(HCO )(HCO ---⋅⨯=⋅⋅==M c ρ该病人血浆中Ca 2+和HCO 3-的浓度均不正常。
7. 某患者需补充0.050 mol Na +，应补充多少克NaCl 晶体? 如果采用生理盐水(质量浓度为9 g·L -1) 进行补Na +，需要多少毫升生理盐水?解：应补NaCl 晶体的质量为m (NaCl) = n (NaCl) · M (NaCl) = n (Na +) · M (NaCl)= 0.050 mol ×58.5 g·mol -1 = 2.93 g所需生理盐水的体积为mL 325L 325.0L g 9mol g 58.5mol 0.050)NaCl (11-==⋅⋅⨯==-盐水盐水ρm V16.从某种植物中分离出一种结构未知的有抗白血球增多症的生物碱, 为了测定其摩尔质量，将19.0 g 该物质溶入100 g 水中，测得溶液的凝固点降低了0.220 K 。
计算该生物碱的摩尔质量。
解：该生物碱的摩尔质量为f A Bf B T m m k M ∆⋅⋅= 1331molg 106.1K0.220kg 10100g 0.19mol kg K 86.1---⋅⨯=⨯⨯⨯⋅⋅=19. 蛙肌细胞内液的渗透浓度为240 mmol·L -1, 若把蛙肌细胞分别置于质量浓度分别为10 g·L -1，7 g·L -1和3 g·L -1 NaCl 溶液中，将各呈什么形态？解：10 g·L -1，7 g·L -1和 3 g·L -1 NaCl 溶液的渗透浓度分别为 1111os1L mmol 342L mol 0.342mol g 58.5L g 102(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c1111os2L mmol 402 L mol 0.240mol g 58.5L g 72(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c1111os3L mmol 031L mol 0.103mol g 58.5L g 32(NaCl)----⋅=⋅=⋅⋅⨯=c 与蛙肌细胞内液相比较，10 g·L -1，7 g·L -1 和3 g·L -1 NaCl 溶液分别为高渗、等渗和低渗溶液。
第一章 气体、溶液和胶体
第一章气体、溶液和胶体⏹§1.1 气体⏹§1.2 液体⏹§1.3 分散系⏹§1.4 溶液⏹§1.5 胶体溶液⏹§1.6 高分子溶液和凝胶⏹§1.7 表面活性物质和乳浊液1、Dalton分压定律2、稀溶液的依数性3、胶体的结构、性质依数性的计算、胶团结构的书写、胶体的性质1、气体的基本特征：（1）无限膨胀性：所谓无限膨胀性就是，不管容器的形状大小如何，即使极少量的气体也能够均匀地充满整个容器。
（2）无限掺混性：无限掺混性是指不论几种气体都可以依照任何比例混合成均匀的混溶体(起化学变化者除外)。
高温低压下气体的p 、V 、T 之间的关系。
即：P ：气体压力，单位用kPa(或Pa)。
V ：气体体积，单位取dm 3(或写为L ，l) n ：气体物质的量mol 。
T ：绝对温度，单位是K ，它与t °C 的关系为:T=273.15+t °CR ：理想气体常数P V = n R T （1-1）此式称为理想气体状态方程。
普通化学普通化学Dalton分压定律适用范围：Dalton分压定律可适用于任何混合气体，包括与固、液共存的蒸气。
对于液面上的蒸气部分，道尔顿分压定律也适用。
例如，用排水集气法收集气体，所收集的气体含有水蒸气，因此容器内的压力是气体分压与水的饱和蒸气压之和。
而水的饱和蒸气压只与温度有关。
那么所收集气体的分压为：p气＝p总－p水如图：普通化学【例1.3】 一容器中有4.4 g CO 2，14 g N 2和12.8 g O 2，气体的总压为202.6 kPa ，求各组分的分压。
【解】混合气体中各组分气体的物质的量m ol m olg g n N 5.028141)(2=⋅=-m ol m olg g n CO 1.0444.41)(2=⋅=-m ol m ol g g n O 4.0328.121)(2=⋅=-k Pa k Pa m olm ol m ol m ol p CO 26.206.2024.05.01.01.0)(2=⨯++=()kPa kPa molmol mol mol p kPa kPa molmol mol mol p O N 04.816.2024.05.01.04.03.1016.2024.05.01.05.022)(=⨯++==⨯++=，总＝总总p i x p n i n i p =由道尔顿分压定律T 一定，速率和能量特别小和特别大的分子所占的比例都是很小的，温度升高时，速率的分布曲线变得较宽而平坦，高峰向右移，曲线下面所包围的面积表示的是分子的总数，对一定的体系它是常数. 氮的速率分布曲线麦克斯韦－玻尔兹曼分布定律:普通化学水有三种存在状态，即水蒸气（气态）、水（液态）、冰（固态）。
无机及分析化学第一章 气体、溶液和胶体
设有一混合气体，有 i个组分，pi和ni分别表示各组 分的分压力和物质的量，V为混合气体的总体积，则
pi=(ni/V) ·RT p=pi=(ni/V)·RT =(n/V)·RT pi/p=ni/n pi = ( ni/n )·p
第二节 溶 液
第一章第二节
广义地说，两种或两种以上的物质均匀混合而且彼 此呈现分子（或离子或原子）状态分布者均称为溶液， 溶液可以气、液、固三种聚集状态存在。
ppb（十亿分浓度）：表示溶质的质量占溶液质量 的十亿分之几，即每kg溶液中所含溶质的g数。如：
1ppb：1g/1,000,000,000g溶液=1g溶质/1kg溶液。 8ppb：8g/1,000,000,000g溶液=8g溶质/1kg溶液。
例 题 1-1
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
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无机及分析化学第一章 气体、溶液和胶体
化学学科的分类
1. 无机化学 2. 分析化学 3. 有机化学 4. 物理化学 5. 高分子化学
化学学科的重要性
化学学科与其它学科的相互渗透，形成新 的学科，如生物化学、环境化学、环境分析化 学、食品化学、农药化学、土壤化学、植物化 学、配位化学、放射化学等。
第一章第二节
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖(C12H22O11)，溶液 的密度为1.0638 g ·mL1，求蔗糖的物质的量浓度、质 量摩尔浓度、摩尔分数各是多少？
解：
( 2 )b ( C 1 2 H 2 2 O 1 1 )= n ( C m 1 ( 2 H H 2 2 O 2 O ) 1 1 ) 1 0 0 0 .0 1 5 0 3 0 .5 m o lk g 1
chap1气体、溶液
代入: △p = K蒸b(B) 0.11 = 0.0571×13×1000/(MB×87) MB = 77.56 (g/mol)
nB RT nRT pB p V V pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
例题：某容器中含有NH3、O2 、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。
第一章 气体、溶液和胶体
了解理想气体的状态方程及其应用
理解道尔顿分压定律 掌握溶液组成的标度 掌握稀溶液的性质及其应用 了解电解质溶液活度和离子强度的概念。
作业：1, 3, 4 , 6, 8
第一章
气体、 溶液和胶体
第一节气体 一、理想气体状态方程
• 在通常的温度及压力条件下，固态（Solids）、
XA = 1 – XB
nB 移项得：△p = p*－p = p * XB = p*——— nA + nB ∵是稀溶液， ∴ nA >> nB nA + nB ≈ nA
nB △p≈ p*—— Δp＝p* xB nA ∵nA＝mA/MA nB nB ∴ △p≈ p*——＝p* — MA nA mA nB △p＝ p * MA ——＝K b(B ) mA 式中，MA ： kg/mol mA： kg
单相体系
多相体系 （存在界面）
分散系 分类
分子分散系 (d <1 nm) 胶体分散系 (d: 1-100 nm) 粗分散系 (d >100 nm)
分散系按分散质粒子的大小分类
无机及分析化学——第一章 气体和溶液
依数性来源于分散微粒间距离远，作用力小。
通常所说的“依数性”，包括四个方 面： • 蒸气压下降 (The lowering of the vapor pressure)
• 沸点升高 (The elevation of the boiling point)
• 凝固点降低 (The depression of the freezing point) • 渗透压 (The phenomenon of osmotic pressure)
c)粗分散系：
1000 nm (> 10-6 m), 例如：泥浆水(悬浊液）、牛奶、豆 浆等。肉眼或在显微镜下可观察到微粒，静置易沉淀，是一种 不稳定的体系。
相与界面
相（phase）：体系中物理性质和化学性质完全相同的部分。 相界面（简称界面，interface）：将相与相分隔开来的部分。 相与相之间在指定的条件下具有明确的界面，在界面两边体 系的性质会有突跃变化。处于界面上的原子或分子的受力情况 与相内部的不同，往往存在剩余引力，具有界面能。一般来说， 体系中存在的界面越多，能量就越高，体系也越不稳定。
体来说，只要温度不是太低（高温,高于273K），压力不
是太高（低压 , 低于数百 kPa ），都可以近似用理想气体 状态方程作有关p、V、T、n 的计算。
2. 理想气体状态方程
理想气体的温度（T）、压力（p）、体积(V)和物质的 量（n）之间, 具有如下的方程式关系： pV = nRT 在SI制中，p—Pa，V—m3，T—K，n—mol。 标准状况（p=101.325 kPa，T=273.15 K）下，1 mol 气 体的标准摩尔体积为 22.414×10-3 m3 ，摩尔气体常数 R 的 单位及数值为: pV 1.01325 105 Pa 22.414 103 m3
基础化学赵玉娥第1章
1.1 气体
1.1.1 理想气体状态方程式 1.1.2 理想气体分压定律
1.1.1 理想气体状态方程式
气体的基本特征是它的无限膨胀性和 无限渗混性。不管容器的大小以及气体量 的多少，气体都能充满整个容器，而且不 同气体能以任意的比例相互混合从而形成 均匀的气体混合物。此外，气体的体积随 体系的温度和压力的改变而改变，因此研 究温度和压力对气体影响是十分重要的。
基础化学
第1章 气体、 溶液和胶体
1.1 气体 1.3 溶液及其浓度表示方法 1.5 非电解质稀溶液的依数性
教学要求： 1.掌握理想气体状态方程和分压定律。 2.掌握溶液浓度的表示方法和有关计算。 3.理解溶液的蒸汽压下降和拉乌尔定律、溶 液的沸点升高、溶液的凝固点下降、溶液的渗透 压和反渗透。 重点： 理想气体状态方程和分压定律，溶液浓度的 表示方法和有关计算。 难点： 理想气体状态方程和分压定律，溶液浓度的 表示方法和有关计算；稀溶液的依数性。
Vi = V总
ni n总
=
V总 xi
对于混合气体来说:
各组分的分压之和等于总压力，即∑pi＝ p总
各组分的体积之和等于总体积，即∑vi＝ v总 各组分的摩尔分数之和等于1，即∑xi＝1 各组分的体积分数之和等于1，即∑vi＝ 1
根据上面的讨论，我们可以得出下面的关系式：
pB p总
=
nB n总
=
VB V总
即：
xA xB 1
x 1
i i
（3） 质量摩尔浓度
一千克质量的溶剂中所含溶质的物质的量， 此种表示的浓度叫做质量摩尔浓度，用符号b表 示。 nB bB = m
bB——溶质B的质量摩尔浓度，单位为mol/kg； nB——溶质B的物质的量，单位为mol； m——溶剂的质量，单位为kg。
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第一章气体、溶液和胶体
⏹§1.1 气体
⏹§1.2 液体
⏹§1.3 分散系
⏹§1.4 溶液
⏹§1.5 胶体溶液
⏹§1.6 高分子溶液和凝胶
⏹§1.7 表面活性物质和乳浊液
1、Dalton分压定律
2、稀溶液的依数性
3、胶体的结构、性质
依数性的计算、胶团结构的书写、胶体的性质
1、气体的基本特征：
（1）无限膨胀性：
所谓无限膨胀性就是，不管容器的形状大小如何，即使极少量的气体也能够均匀地充满整个容器。
（2）无限掺混性：
无限掺混性是指不论几种气体都可以依照任何比
例混合成均匀的混溶体(起化学变化者除外)。
高温低压下气体的p 、V 、T 之间的关系。
即：
P ：气体压力，单位用kPa(或Pa)。
V ：气体体积，单位取dm 3(或写为L ，l) n ：气体物质的量mol 。
T ：绝对温度，单位是K ，它与t °C 的关系为:
T=273.15+t °C
R ：理想气体常数
P V =n R T
（1-1）
此式称为理想气体状态方程。
普通化学
普通化学Dalton分压定律适用范围：
Dalton分压定律可适用于任何混合气体，包括与固、液共存的蒸气。
对于液面上的蒸气部分，道尔顿分压定律也适用。
例如，用排水集气法收集气体，所收集的气体含有水蒸气，因此容器内的压力是气体分压与水的饱和蒸气压之和。
而水的饱和蒸气压只与温度有关。
那么所收集气体的分压为：p气＝p总－p水
如图：
普通化学
【例1.3】一容器中有4.4g CO 2，14g N 2和12.8g O 2，气体的总压为202.6kPa ，求各组分的分压。
【解】混合气体中各组分气体的物质的量
m ol m ol
g g n N 5.028141)(2=⋅=-m ol m ol
g g n CO 1.0444.41)(2=⋅=-m ol m ol g g n O 4.0328.121)(2=⋅=-k Pa k Pa m ol
m ol m ol m ol p CO 26.206.2024.05.01.01.0)(2=⨯++=()kPa kPa mol
mol mol mol p kPa kPa mol
mol mol mol p O N 04.816.2024.05.01.04.03.1016.2024.05.01.05.022)(=⨯++==⨯++=，总＝总总p i x p n i n i p =由道尔顿分压定律
T 一定，速率和能量特别
小和特别大的分子所占
的比例都是很小的，温
度升高时，速率的分布
曲线变得较宽而平坦，
高峰向右移，曲线下面
所包围的面积表示的是
分子的总数，对一定的
体系它是常数. 氮的速率分布曲线
麦克斯韦－玻尔兹曼分布定律:
普通化学
水有三种存在状态，即水蒸气（气态）、水（液态）、冰（固态）。
由实验测得两相平衡时的压力p 和温度T ，以p 、T 值作图得水的相图五、水的相图
O C
B A D ⅠⅢ220320.6100.01101.3100374
T/℃
P /k p a Ⅱ三相点临界点普通化学
表1-4 分散系按分散质粒子的大小分类
分散系类型粗分散系胶体分散系分子分散系
颗粒大小＞100 nm
100～1 nm
＜1 nm 高分子溶液
溶胶
分散质存在形式分子的大聚
集体
大分子小分子
的聚集体
小分子、离子或原
子
主要性质
不稳定很稳定稳定最稳定
多相单相多相均相
普通显微镜
可见
超显微镜可见
电子显微镜也不可
见
不能透过滤
纸
能透过滤纸不能透过
半透膜
能透过半透膜
实例泥浆血液
Fe(OH)溶胶
糖水
p < p A *
溶液的蒸气压下降值Δp 为
Δp = p A *－p
糖水
水p
p A *
p=p
A *X
A
式中p、p
A *分别为溶液，纯溶剂的蒸气压。
法国物理学家拉乌尔（F·M·Raoult）依据实验结果，于1887年得出如下结论：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以该溶剂在溶液中的物质的量分数。
这种定量关系叫做拉乌尔定律。
∵X
A +X B= 1
∴ p = p
A
*（1－X B）
∴ 溶液的蒸气压下降值Δp为
Δp = p A*－p = p A*－p A*（1－X B）Δp= p A*X B
结论：难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降，在一定温度下，近似地与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的种类无关。
这是拉乌尔定律的另一种表达形式。
Δp = k b B
k 是一个常数，物理意义是b B =1mol/kg 时溶液蒸气压下降值
普通化学
沸点：溶液的蒸气压等于外界压力时的平衡温度。
注意：1、温度不论用K或℃，
△T
b
是温度差，数值相等。
2、
K
b
为溶剂摩尔沸点升高常数，
单位K·kg·mol-1,只与溶剂的
性质有关，不同溶剂有不同值，
计算时要与b
B 单位一致。
(二) 溶液的沸点上升
△T
b
= T b—T b* =K b· b B
T b、T b*分别为溶液的沸点和纯溶剂的沸点
普通化学
常利用凝固点下降测溶质的分子量。
注意：1、温度不论用K或℃，
△T
f
是温度差，数值相等。
2、K
f
为溶剂摩尔凝固点降低常数，单位K·kg·mol-1,只与溶剂的性质有关，不同溶剂有不同值，
计算时要与b
B 单位一致。
（三）凝固点下降
凝固点：物质的固相蒸气压与液相蒸气压相等时的温度。
△T
f
= T f * —T f=K f· b B
△T
f
= K f· b B =K f · n B/m A =K f · m B/ (M B·m A)
∴M
B =K f· m B/ △T f· m A
普通化学。