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
大学化学1溶液和胶体
14
溶液的通性 — 溶液的沸点上升的原因
3．溶液的沸点上升（boiling point）
液体的沸点 ( boiling point ) 当P 液 = P 外，液体沸腾时的温度。
正常沸点：当P外=P标时的液体的沸点。
溶液的沸点升高
是溶液蒸气压下降的直接结果
2024/9/30
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溶液的通性 — 溶液的沸点上升的数值
p溶液= p*-⊿p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317kPa
溶液的通性 — 凝固点下降
2．液体的凝固点降低（freezing point）
凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等时 的温度。用Tf表示 或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的温 度。
如 ：H2O(l) 273K,101.3kPa H2O(s)
该温度下的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。
加入一种难挥发的非电解质
束缚一部分高能水分子
P↓
占据了一部分水的表面
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溶液的通性 — Raoult定律
在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压
(P)等于纯溶剂的蒸气压（PA*）乘以溶液中溶剂的 摩尔分数（xA ）。
p
p* A
xA
xA
nA nA nB
1.蒸气压下降 2.凝固点降低 3.沸点升高 4.渗透压力
p
p* A
xB
ΔTf＝kf • bB
ΔTb =kb• bB
= CBRT
的数值与溶液中质点 的个数成正比
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第 4 章 酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡
4.1 电解质溶液 4.2 酸碱理论 4.3 弱电解质的解离平衡 4.4 缓冲溶液 4.5 沉淀溶解平衡
大学化学01第一章 气体和溶液
第一章 气体和溶液学习要求1. 了解分散系的分类及主要特征。
2. 掌握理想气体状态方程和气体分压定律。
3. 掌握稀溶液的通性及其应用。
4. 掌握胶体的基本概念、结构及其性质等。
5. 了解高分子溶液、乳状液的基本概念和特征。
1.1 气体1.1.1 理想气体状态方程气体是物质存在的一种形态，没有固定的形状和体积，能自发地充满任何容器。
气体的基本特征是它的扩散性和可压缩性。
一定温度下的气体常用其压力或体积进行计量。
在压力不太高(小于101.325 kPa)、温度不太低(大于0 ℃)的情况下，气体分子本身的体积和分子之间的作用力可以忽略，气体的体积、压力和温度之间具有以下关系式：V=RT p n (1-1)式中p 为气体的压力，SI 单位为 Pa ；V 为气体的体积，SI 单位为m 3；n 为物质的量，SI 单位为mol ；T 为气体的热力学温度，SI 单位为K ；R 为摩尔气体常数。
式(1-1)称为理想气体状态方程。
在标准状况(p = 101.325 Pa ，T = 273.15 K)下，1 mol 气体的体积为 22.414 m 3，代入式(1-1)可以确定R 的数值及单位：333V 101.32510 Pa 22.41410 m R T1 mol 27315 Kp n .-⨯⨯⨯==⨯3118.314 Pa m mol K --=⋅⋅⋅11= 8.314 J mol K --⋅⋅ (31 Pa m = 1 J ⋅)例1-1 某氮气钢瓶容积为40.0 L ，25 ℃时，压力为250 kPa ，计算钢瓶中氮气的质量。
解：根据式(1-1)333311V 25010Pa 4010m RT8.314Pa m mol K 298.15Kp n ---⨯⨯⨯==⋅⋅⋅⨯4.0mol =N 2的摩尔质量为28.0 g · mol -1，钢瓶中N 2的质量为：4.0 mol × 28.0 g · mol -1 = 112 g 。
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NaCl 溶液
Fe(OH)3 溶胶
蛋白质 溶液
豆浆 牛奶
第一章气体溶液和胶体
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表2 按物质聚集状态分类的分散系
分散剂
液 固 气
分散质
气 液 固 气 液 固 气 液 固
实例
肥皂泡沫 牛奶 Fe(OH)3溶胶、泥浆水 泡沫塑料 珍珠 有机玻璃 空气
云、雾 烟、尘
解：
（1）Vm B m A 1 1 .7 0 .6 1 3 g 8 g 1 m 0 0 L g 1 1 1 0 .1m L
nm (C 1 2 H 2 2 O 1 1) 1 7 .1 g 0 .0 5 m o l M (C 1 2 H 2 2 O 1 1) 3 4 2 g•m o l 1
c n (C 1 2 H V 2 2 O 1 1 ) 1 1 0 0 ..1 0 5 1 m 0 o l3L 0 .4 5 4 m o lL 1
✓ 质量摩尔浓度
➢ 分类
✓ 质量分数
cB
nB V
bB
nB mA
wB
mB m
mol L1 mol kg1
无纲量
✓ 摩尔分数
x i
ni ni
第一章气体溶液和胶体
无纲量
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✓ ppm和ppb浓度(用于极稀的溶液)
1ppm：百万分之一
1ppm
1mg溶质 1kg溶液
1ppb：十亿分之一 1ppb 11kgg溶 溶液 质
P∝1/V PV = constant
➢ Charles(1787)－ Gay-Lussac(1802)定律： 压力恒定时，一定量气体的体积与它的热力学温度成 正比。
V∝T V = bT
第一章气体溶液和胶体
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➢ Clapeyron定律：到了19世纪，法国科学家Clapeyron 综合波义尔定律和Charles定律,把描述气体状态的3个参 量p, V, T 归于一个方程式。
0.50molH2
PHe 6.0atm
1.25molHe
Ptol 8.4atm
0.50molH2 1.25molHe 1.75molgas
(a) 5.0 L at 20℃
(b) 5.0 L at 20℃
(c) 5.0 L at 20℃
若为5.0 L 2.4 atm H2和10.0 L 6.0 atm He，混合成10.0 L,
pV nRT
n m M
pV m RT M
m V
pMRT
第一章气体溶液和胶体
6
R: 气体常数
标准状况
R P V (1 0 1 .3 2 5 1 0 3P a ) (2 2 .4 1 0 3 m 3 )
n T
1 m o l 2 7 3 .1 5 K
8.314Pa m3 mol 1 K 1 8.314kPa L mol 1 K 1
致注 ！意
单
8.314J mol 1 K 1
位
的
0.08206atm L mol 1 K 1 一
第一章气体溶液和胶体
7
1.1.2 道尔顿分压定律
温度和体积恒定时，混合气体的总压力等 于各组分气体分压力之和。
某组分气体的分压力等于该气体单独占据 总体积时，所表现的压力。
PH2 2.4atm
分散系
（固、液、气态）
分散系：一种或几种物质以细 小的粒子分散在另一种物 质里所形成的体系
分散质：被分散的物质 （分散相）
分散剂：把分散质分散开来的物质 （分散介质）
第一章气体溶液和胶体
10
相
体系中物理性质和化学 性质完全相同的一部分
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)
第一章气体溶液和胶体
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（2）
bn(C 12H 22O 11)0.05m ol 0.5m olkg 1 m (H 2O ) 100 10 3kg
（3） n(H 2O )=M m ((H H 2 2 O O ))18.02 1 g 00 •g m ol 15.55m ol
x ( C 1 2 H 2 2 O 1 1 ) n ( C 1 2 n H ( C 2 2 1 O 2 H 1 1 ) 2 2 O n 1 1 ( ) H 2 O ) 0 .0 5 m 0 o .0 l5 m 5 o .5 l5 m o l 8 .9 3 1 0 3
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 溶液 1.3 溶液的依数性 1.4 胶体
练习
第一章气体溶液和胶体
2
1.1 气体
1.1.1 理想气体状态方程式
物质的三 态变化：
分子间距离 分子间相对位置
气态： 大
可变
液态： 小
可变
固态： 小
固定
第一章气体溶液和胶体
体积 不定 固定 固定
选择题：质量摩尔浓度的优点是（ ） (A)准确度高 (B) 应用广泛 (C) 计算方便 (D) 其值不随温度而改变
第一章气体溶液和胶体
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例1：
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖（分子
式为C12H22O11)，溶液的密度为1.0638 g · mL-1，求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔
浓度，摩尔分数各是多少？
则p总为多少？
第一章气体溶液和胶体
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pp 1 p 2 p 3 … …分一压种定表律达的
p
pi
pi
ni V
RT
ni
RTnRT VV
pi ni pn
xi: 摩尔分数
pi
ni n
p
xi
ni n
pi xi p
xi ?
第一章气体溶液和胶体
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1.2 溶液
1.2.1 分散系
分散质 分散
分散剂
第一章气体溶液和胶体
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分子分散系 (d<1 nm)
溶液
固态 液态 气态
分散质以分子或者比分子更小的质点 均匀地分散在分散剂中所得的分散系
本节讨论的主要内容是 以水为溶剂的水溶液
第一章气体溶液和胶体
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1.2.2 溶液浓度的表示法
➢ 浓度
一定量的溶液或溶剂中所含溶质的 量称为溶液的浓度。
✓ 物质的量浓度
外形 不定 不定 固定
3
理想气体与实际气体
O2 分子
理想气体： ❖ 分子不占体积
❖ 分子间无相互作用
低压 高温
实际气体： ❖ 分子有体积 ❖ 分子间有相互作用
第一章气体溶液和胶体
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➢ Boyle定律（1662）：17世纪中叶，英国科学家波 义尔的实验结果：温度恒定时，一定量气体的压力 和它体积的乘积为恒量。
第一章气体溶液和胶体
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冰和水两相体系
第一章气体溶液和胶体
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表1 按分散质颗粒大小分类的分散系
颗粒直径大小 类 型
主要特征
实例
小于1nm(10–9) 分子离子 分散系
1~100nm
胶体 分散系
大于100nm
粗 分散系
粒子能通过滤纸与半 透膜，扩散速度快 粒子能通过滤纸但不 能透过半透膜,扩散慢