大学无机化学第二版-河北师范大学-课后习题答案

第1章物质的聚集态习题答案

1-1实验室内某氦气钢瓶，内压为

18 MPa ，放出部分氦气后，钢瓶减重

500 kg ，瓶内

氦气的压强为9.5 MPa 。假定放出气体前后钢瓶的温度不变，钢瓶原储有氦气为多少(物质 的量)？

解：V 与T 一定时，n 与p 成正比,

1-2 273K 和101 kPa 的1.00 dm 3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚(

CH 3OCH 3)。假定

(1)

通过二甲醚后的空气被二甲醚饱和且液态二甲醚损失

0.0335g ;(2)被二甲醚饱和的

空气的总压强仍为 101kPa 。计算二甲醚在 273K 时的饱和蒸汽压。

解：由理想气体状态方程得：

实验中测得这种气体的组成是 C 79.8%和H 20.2%。求此化合物的分子式。

=30.02(g mol -1)

每分子含碳原子：30.02 X 0.798/12.01=1.9953?2 每分子含氢原子：30.02 X 0.202/1.008=6.016 ?6 即分子式为：C 2H 6

1-4在293 K 和9.33 X 104 Pa 条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶

即:

18MPa n 总

(18- 9.5)MPa 3

500 10 , mol 4.0026

5

解得 n 总 2.645 10 mol

空气的物质的量:

PV RT

101kPa 1.00dm 3

8.314kPa dm 3

mol -1

K -1

273K

0.0445mol

二甲醚的物质的量：

n 二甲醚 m

0.02335g

-1 7.283 10-4mol

M 46.0g mol

7.283 10

1-3 甲醚的饱和蒸汽压:

P 二甲醚 n 空 n 二甲醚

7.283 10- 4 0.0445

0.0161

x 二甲醚 p 0.0161 101kPa 1.626kPa

在 273.15 K 和 1.01325X 105 Pa 压力下, 测得某气体的密度为 1.340 g ? dm -3，在一

n 空 二甲醚的摩尔分数:

x 二甲醚

n

二甲醚

-4

容积为2.93X 10-4 m3，烧瓶和空气的总质量为48.3690 g，烧瓶与该物质蒸气质量为48.5378 g,且已知空气的平均相对分子质量为29。计算此物质的相对分子质量。

解：设该物质的相对分子质量为M i，则

9.33X 104x 2.93X 10—4=(48.5378 —48.3690) X 8.314 X 293/(M i-29)

解得M i=44.04(g mol-1)

1-5 在300 K、3.03975 X 106 Pa时，一气筒含有480 g的氧气，若此筒被加热到373 K , 然后启开活门(温度保持不变)一直到气体压力降低到 1.01325X 105 Pa时，问共放出多少

克的氧气？

解：设筒内剩余O2 x g,则：

x=101325 X 480X 300/(X 373)=12.9 (g)

放出气体为：480 —12.9=467.1 (g)

1-6合成氨原料气中氢气和氮气的体积比是3:1 ,除这两种气体外，原料气中还含有其

它杂质气体4% (体积百分数)原料气总压力 1.52 X 107 Pa,求氮、氢的分压。

解:p(H 2)=1.52 X 107X (1-4%) X 3/4=1.0944 X 107( Pa)

P(N2)=1.52 X 107X (1-4%)/4=3.648 X 106( Pa)

1-7将一定量的氯酸钾加热后，其质量失去0.480 g。生成的氧气在水面上用排水集气

法收集起来。在温度为294 K压力为9.96 X 104 Pa时，测得其体积为0.337 L。试计算氧气

的相对分子质量。294K时水的饱和蒸汽压为 2.48 X 103 Pa。

解：设氧气的相对分子质量为M，则

(9.96X 104—2.48X 103)X 0.377X 10-3=0.480 X 8.314X 294/M

M =32.04

1-8相对湿度定义为某一温度时，空气中水蒸气之分压与同温度饱和水蒸气压之比，

试计算(1) 303 K与100%相对湿度(2) 323K与80%相对湿度时，每升空气中含水气之质量。

解：设303K及323K时，水气质量分别有X1及x2克。303K及323K时水的饱和蒸气压分别为42.429 X 103Pa, 123.34 X 103Pa。

(1) 4.25X 103X 1.0X 10-3=x1 X 8.314X 303/18.016

解得禺=0.030 (g)

(2) 1.23X 104X 80% X 1.0X 10-3= X2X 8.314X 323/18.016

解得X2=0.662 (g)

1-9对于一定量的混合气体，试回答下列问题：

(1)恒压下，温度变化时各组分气体的体积分数是否变化?

(2)恒温下，压力变化时各组分气体的分压是否变化？

(3)恒温下，体积变化时各组分气体的摩尔分数是否变化?

答：(1)不变化(2)变化(3)不变化

1-10 常温下将装有相同气体的体积为 5 L,压力为9.1193X 105 Pa和体积为10 L ,压力为6.0795x 105 Pa的两个容器间的连接阀门打开，问平衡时的压力为多少？

解：平衡时压力为:

1-11将氨气和氯化氢分别置于一根120 cm长的玻璃管的两端，并使其自由扩散。试问

两种气体在玻璃管的什么地方相遇而生成白烟。

解：设在离放氨气的管口x cm处相遇。

[M(HCI)/ M(NH3)]1/2=U(NH3)/U(HCI)= x/(120 —x)

将M (HCI)=36.45 M(NH 3)=17.0 代入

代入得x = 71.3 ( cm)

1

1-12 一敞口烧瓶在280 K所盛之气体需加热到什么温度，才能使丄的气体逸出烧瓶？

3 解：逸出1/3，则烧瓶中留下2/3的气体，等压等体积下，瓶中气体温度T与气体的“物

质的量”成反比，则有：280/T = | /1 , T=420K。

1-13实验室需要4.0 mol ? L-1的H2SO4溶液1.0 L ,若已有0.3 L密度为1.07 g ? cm-3

的10%的H2SO4溶液，应加入多少(体积)密度为 1.82 g ? cm-3的90% 的H2SO4,然后稀释至 1.0 L ?

解: 4.0 1.0

300 1.07 10% V 1.82 90%

98 98

V= 2.2 x 102 mL

1-14计算

(1)60C时，180 g水中溶有180 g葡萄糖，已知60C时水的蒸气压为19.9 kPa, C6H12O6的相对分子质量为180,求此水溶液的蒸气压。

⑵某难挥发非电解质稀溶液的沸点为100.40 C ,求其凝固点(已知水的K b= 0.512

K ? kg ? mol-1, K f= 1.86 K ? kg ? mol-1)

(3) 求25 C时，0.1 mol ? L-1的CO(NH 2)2溶液的渗透压。

(2)

解：T b = K b m 设CCl 4用量为 W ,

0.458 K b 0.400 1000 128 W 未知物质摩尔质量为

(1) 0.430 K b

0.538 1000 M W

(2) △ T b = K b ? m B

0.40 = 0.512 X m B ................... ..(1)

△ T f = K f ? m B

△ T f = 1.86 X m B ...................... .(2)

(1) 0.40

0.512

(2)

= 1.86

△ T f = 1.45 C

T f = - 1.45 C

(3) n = CRT = 0.1 X 8314 X 298 = 2.48 X 105(Pa)

1-15 2.6 g 某非挥发性溶质溶解于 62.5 g 水中， 该溶液的沸点为 100.78C,已知 出0

的K b = 0.51 K ? kg ? mol -1,求该溶质的摩尔质量

解：△

T b = K b ? m B

0.78 = 0.51 X m B m B = 1.53 mol ? kg -1 1-16将0.45 g 非电解质溶于30 g 水中， 使水的凝固点降低 0.15C, 已知H 2O 的K f =1.86 K ? kg ? mol -1,则该非电解质的相对分子质量。

解：△

T f = K f ? m B

0.15 = 1.86 X m B m B = 0.081 mol ? kg -1

0.45

1

_M 0 081 M = 185 (g ? mol )

30 1000

1-17 0.400 g 萘(C 1O H 8)(摩尔质量为128 g ? mol -1),溶于一定量的CCI 4中，溶液的沸 点升高了 0.458C ,现在将一未知摩尔质量的物质 0.538 g 溶于同量CCI 4中，沸点升高了

0.430 C,求该未知物质的摩尔质量。

26

IM

62.5 1000

1.53 M = 27.2 (g ? mol -1)

⑴ 0.458 0.400 M ②

0.430

0.538 128

1-18樟脑的熔点是178.0C,取某有机物晶体 0.0140 g ,与0.201 g 樟脑熔融混合（已 知樟脑的 解:

K f = 40.0K ? kg ? mol -1),测定其熔点为162.0 C,求这种有机物的摩尔质量。

0.0140

M

40.0 178.0 162.0 16.0 M = 174 (g ? mol -1)

0.201

1000

1-19 30C 时蔗糖水溶液的蒸气压为 4208.85 Pa ，试计算其渗透压。已知： 30C 水的饱

和蒸气压是 4242.85 Pa ,水的密度为 0.9956 g ? cm -3。

解:

cRT 0.446 8314 303 1.12 106Pa 1.12 103kPa

0.0080

⑴(1 0.0080) 1000

1

18 0448

mol ? kg -1

因为是稀溶液，忽略加入蔗糖后引起的体积变化， 则蔗糖溶液的物质的量浓度：

0.448

c 0.446

1000

mol ? L -1

P A

P A X B

M = 183 g ? mol

4242.85 4208.85 4242.85 X B

X B 0.0080