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 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，

即： mol .0026

410500MPa )5.918(MPa 183?=－总n 解得 mol 10645.25?=总n 1-2 273Ｋ和101 kPa 的 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；（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： 空气的物质的量：m ol 0445.0K

273K m ol dm 8.314kPa 1.00dm kPa 1011133

=?????==－－空RT pV n 二甲醚的物质的量：mol 10283.7mol g 0.46g 02335.041－－二甲醚?=?==

M m n * 二甲醚的摩尔分数：0161.00445

.010283.710283.744=+??=+=－－二甲醚空二甲醚二甲醚n n n x 二甲醚的饱和蒸汽压： 1.626kPa kPa 1010161.0=?=?=p x p 二甲醚二甲醚

1-3 在 K 和×105 Pa 压力下，测得某气体的密度为 g ·dm -3，在一实验中测得这种气体的组成是C %和H %。求此化合物的分子式。

解

=(g·mol -1)

每分子含碳原子：×=≈2

每分子含氢原子：×=≈6

·

即分子式为：C2H6

1-4在293 K和×104 Pa条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶容积为×10-4 m3，烧瓶和空气的总质量为g，烧瓶与该物质蒸气质量为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

×104××10—4=—××293/(M i-29)

解得M i=(g·mol-1)

1-5在300 K、×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×105 Pa时，问共放出多少克的氧气解：设筒内剩余O2 x g，则：

x=101325×480×300/(×373)=（g）

'

放出气体为：480—=（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×107 Pa，求氮、氢的分压。

解：p(H2)=×107×(1-4%)×3/4=×107（Pa）

P(N2)=×107×(1-4%)/4=×106（Pa）

1-7将一定量的氯酸钾加热后，其质量失去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×104 Pa时，测得其体积为L。试计算氧气的相对分子质量。294K时水的饱和蒸汽压为×103 Pa。

解：设氧气的相对分子质量为M，则

（×104—×103）××10-3=××294/M

M =

\

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×103Pa，×103Pa。

（1）×103××10-3=x1××303/

解得x 1=（g ）

（2）×104×80%××10-3= x 2××323/

解得x 2=（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×105 Pa 和体积为10 L ，压力为×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：

×105（Pa ） 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 (HCl)/M (NH 3)]1/2=u (NH 3)/u (HCl)= x /(120—x )

将M (HCl)= M (NH 3)=代入

代入得x = （cm ）

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3

1的气体逸出烧瓶 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 =32

/1，T =420K 。

1-13 实验室需要 mol ·L -1的 H 2SO 4溶液 L ， 若已有 L 密度为 g ·cm -3的 10% 的 H 2SO 4 溶液，应加入多少(体积) 密度为 g ·cm -3的90% 的 H 2SO 4， 然后稀释至 L

解： 98

%9082.198%1007.13000.10.4??+??=?V V = ×102 mL

`

1-14计算

(1)60℃时， 180 g 水中溶有 180 g 葡萄糖， 已知60℃时水的蒸气压为 kPa ， C 6H 12O 6的相对分子质量为 180， 求此水溶液的蒸气压。

(2)某难挥发非电解质稀溶液的沸点为 ℃ ， 求其凝固点(已知水的 K b = K ·kg ·mol -1， K f = K ·kg ·mol -1)

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

解：

(kPa) (2) ΔT b = K b ·m B

= ×m B (1)

、

ΔT f = K f ·m B

ΔT f = ×m B (2)

)2()1( f T ?40

.0=86.1512

.0

ΔT f = ℃

T f = - ℃

(3) Π= cRT = ×8314×298 = ×105(Pa)

1-15 g 某非挥发性溶质溶解于 g 水中， 该溶液的沸点为 ℃，

已知H 2O 的K b = K ·kg ·mol -1， 求该溶质的摩尔质量

解：ΔT b = K b ·m B

|

= ×m B m B = mol ·kg -1

53.11000

5.626

.2=M M = (g ·mol -1

)

1-16 将 g 非电解质溶于30 g 水中， 使水的凝固点降低℃，

已知H 2O 的K f =

K ·kg ·mol -1， 则该非电解质的相对分子质量。

解：ΔT f = K f ·m B

= ×m B m B = mol ·kg -1

081.01000

3045

.0=M M = 185 (g ·mol -1

)

1-17 g 萘(C 10H 8)(摩尔质量为128 g ·mol -1)， 溶于一定量的CCl 4中， 溶液的沸点升高了℃ ， 现在将一未知摩尔质量的物质 g 溶于同量CCl 4 中，沸点升高了℃， 求该未知物质的摩尔质量。

解：D T b = K b m 设 CCl 4用量为 W ， 未知物质摩尔质量为 M ，

^

W

K ???=1281000400.0458.0b (1) W

M K ???=1000538.0430.0b (2) )2()1( 128

538.0400.0430.0458.0M ?= M = 183 g ·mol -1 1-18 樟脑的熔点是 ℃， 取某有机物晶体 g ， 与 g 樟脑熔融混合(已知樟脑的K f = ·kg ·mol -1)， 测定其熔点为 ℃， 求这种有机物的摩尔质量。

解：

0.160.1620.1780.401000

201

.00140

.0=-=?M M = 174 (g ·mol -1) 1-19 30℃时蔗糖水溶液的蒸气压为 Pa ，试计算其渗透压。已知： 30℃水的饱和蒸气压是 Pa ，水的密度为 g ·cm -3。

解：

B *A A x p p ?=? B 85.424285.420885.4242x ?=- 0080.0B =x

kPa 1012.1Pa 1012.130********.036?=?=??==cRT π