无机化学课后习题答案28

无机化学课后习题答案2-8 - 教育文库 第二章物质的状态 习题 2.1 什么是理想气体？实际气体在什么条件下可用理想气体模型处理？ 2.2 为什么家用加湿器都是在冬天使用，而不在夏天使用？ 2.3 常温常压下，以气体形式存在的单质、以液体形式存在的金属和以液体形式存在的 非金属单质各有哪些？ 2.4 平均动能一样而密度不同的两种气体，温度是否一样？压力是否一样？为什么？ 2.5 同温同压下，N2和O2分子的平均速度是否一样？平均动能是否一样？ 2.6 试验测得683K、100kPa时气态单质磷的密度是2.64gdm3。求单质磷的分子量。 2.7 1868年Soret用气体扩散法测定了臭氧的分子式。测定结果显示，臭氧对氯气的扩散速度之比为1.193。试推算臭氧的分子量和分子式。 2.8 常压298K时，一敞口烧瓶盛满某种气体，假设通过加热使其中的气体逸出二分之一，那么所需温度为多少？ 2.9 氟化氙的通式为XeFxx2、4、6?，在353K、1.56104Pa时，实验测得某气态氟化氙的密度为0.899gdm3。试确定该氟化氙的分子式。 温度为300K、压强为3.01.01105Pa时，某容器含，每升空气中水汽的质量。 2323K、空气的相对湿度为80时，每升空气中水汽的质量。 303K时，水的饱和蒸气压为4.23103Pa； 323K时，水的饱和蒸气压为1.23104Pa。 2.10 在303K，1.01105Pa时由排水集气法搜集到氧气1.00dm3。问有多少克氯酸钾按 下式分解？ 2KClO3 = 2KCl3O2 303K时水的饱和蒸气压为4.23103Pa。 2.11 298K，1.23105Pa气压下，在体积为0.50dm3的烧瓶中充满NO和O2气。以下反 应进展一段时间后，瓶内总压变为8.3104Pa，求生成NO2的质量。 2NO O2= 2NO2 2.12 一高压氧气钢瓶，容积为45.0dm3，能承受压强为3107Pa，问在298K时最多可 装入多少千克氧气而不致发生危险？ 2.13 将总压强为.3kPa的氮气和水蒸气的混合物通入盛有足量P2O5枯燥剂的玻璃瓶 中，放置一段时间后，瓶内压强恒定为99.3kPa。 1求原气体混合物中各组分的物质的量分数； 2假设温度为298K，实验后枯燥剂增重1.50g，求瓶的体积。假设枯燥剂的体积 可忽略且不吸附氮气 2.14 水的“三相点”温度和压强各是多少？它与水的正常凝固点有何不同？ 2.15 国际单位制的热力学温标是以水的三相点为标准，而不用水的冰点或沸点，为什么？ 2.16 苯的临界点为289?C，4.86Mpa，沸点为80?C；三相点为5?C，2.84kPa。在三相点时液态苯的密度为0.894gcm3，固态苯的密度为1.005gcm3。根据上述数据试画出0300?C范围内苯的相图参照水的相图，坐标可不按比例制作。 2.17 在以下各组物质中，哪一种最易溶于苯中？ H2，N2，CO2 CH4，C5H12，C31H64 NaCl，C2H5Cl，CCl4 2.18 由C2H4和过量H2组成的混合气体的总压为6930Pa。使混合气体通过铂催化剂进展下列反响： C2H4(g) H2(g) = C2H6(g) 待完全反响后，在一样温度和体积下，压强降为4530Pa。求原混合气体中C2H4的 物质的量分数。 2.19 某反响要求缓慢参加乙醇C2H5OH，现采用将空气通过液体乙醇带入乙醇气体的方法进展。在293K，1.01105Pa时，为引入2.3g乙醇，求所需空气的体积。293K时乙醇的饱和蒸气压为5866.2Pa。 2.20 计算以下几种市售试剂的物质的量浓度 1浓盐酸，HCl的质量分数为37%，密度为1.18gcm3； 2浓硫酸，H2SO4的质量分数为98%，密度为1.84 gcm3； 3浓硝酸，HNO3的质量分数为69%，密度为1.42 gcm3； 4浓氨水，NH3的质量分数为28%，密度为0.90 gcm3。 2.21 303K时，丙酮C3H6O的饱和蒸气压是37330Pa，当6g某非挥发性有机物溶于120g丙酮时，丙酮的饱和蒸气压下降至35570Pa。试求此有机物的相对分子质量。 2.22 尿素CON2H4溶液可用作防冻液，欲使水的冰点下降10K，问应在5kg水中溶解多少千克尿素？水的凝固点下降常数Kf1.86Kmol1kg。 2.23 298K时，含5.0g聚苯乙烯的1dm3苯溶液的浸透压为3Pa。求该聚苯乙烯的相对分子质量。 2.24 人体血液的凝固点为0.56，求36.5时人体血液的浸透压。水的凝固点下降常数Kf1.86Kmol1kg。 2.25 一密闭容器放有一杯纯水和一杯蔗糖水溶液，问经过足够长的时间会有什么现象发生？ 2.26 金(Au)的晶胞属面心立方，晶胞边长为0.409nm，试求： 1金的原子半径； 2晶胞体积； 3一个晶胞中金的原子个数； 4金的密度。 2.27 下面说法是否正确，为什么？ 1凡有规那么外形的固体都是晶体； 2晶体一定具有各向异性； 3晶胞就是晶格； 4每个面心立方晶胞中有14个质点。 2.28 石墨为层状构造，每个碳原子与同一个平面的三个碳原子相连，互相间的键 角均为120?。试画出石墨的一个晶胞构造图，每个石墨晶胞中含有几个碳原子？ 习题解答 2.1 但凡在任何温度和压力下都严格遵守理想气体状态方程的气体即为理想气体 在压力不太大、温度不太低的情况下，实际气体可视为理想气体 2.2 冬天天气枯燥，空气中水蒸气含量低于相应温度下水蒸气的饱和蒸汽压，故可采用加湿器调节室内湿度；而在夏天，空气中水蒸气含量与相应温度下水蒸气的饱和蒸汽压相差不多，采用加湿器会使得空气中水汽过饱和，从而凝结成水，起不到加湿效果。 2.3 常温常压下，以气体形式存在的单质：氢气、氮气、氧气、臭氧、氟、氯气、惰性气体；以液体形式存在的金属：汞；以液体形式存在的非金属：溴 2.4 温度一样，因为13m(u2)2?kT；但压力不一定一样，由P?RT，不22M同，但M未知，故压力是否相等是不可断定的。 2.5 平均速度不同，平均动能一样 2.6由公式M-RT2.64?8.314?683- ?150g?mol得，M?100PM2M12.7 由公式1?2得M?(Cl2212)?MCl2?70.9?49.8g?mol-，分子式为O3 1.1932.8 此题可理解为T温度时体积为298K时体积的2倍，根据PV=nRT得T?V，此时温度即T=2982=596K 2.9由公式M?为XeF2 P1.01?105300m1T2m2-?640?160g，此质量为瓶中氧气RT得：m1?2.10 由公式PV?5MP2T14003.0?1.01?10?RT0.899?8.314?353169?131-?169g?mol,又x-2，所以分子式得，M?15.619P所剩质量，所以放出的氧气质量为：640-160=480g 2.11 1303K时空气中水汽分压为PH2O?4.23103100%=4.23103Pa PV4.23?103?1?10?3m?M-18?0.0302g RT8.314?3032323K时空气中水汽分压为PH2O?1.2310480%=9.84103Pa PV9.84?103?1?10?3m?M-18?0.0660g RT8.314?3232.12 P(O2)=10.1104-0.423104=9.7104(Pa) 由理想气体状态方程得：n(O2)?由反响式：2KClO33O2 分解的KClO3的质量为：0.0385122.63.15g 2.13 反响前后总的物质的量的改变值为 (P2?P)V8.3?104?1.23?1051?n-?0.50?10?3?0.0081mol RT8.314?29823p(O2)?V9.7?104?1.00?10?3-0.0385mol RT8.314?3032NO O2= 2NO2?n 92 所以生成的NO2的质量m=1 ?0.0081?92?0.74g ?12.14 P3107Pa，由理气状态方程得 PVM3?107?45.0?10?3?32.0m-?1.74?104g=17.4kg RT8.314?298因此瓶内装入的氧气只要不超过17.4kg就不会发生危险 2.15 (1)混合气体中的水蒸气最后全部被枯燥剂吸收，那么混合气体中氮气的分压为p(N2)=99.3kPa；混合气体中水蒸气的分压为p(H2O)=.3-99.3=2.0kPa 由公式pi=xip(总)得：x(N2)=p(N2)99.3-0.98，故x(H2O)= 1-0.98=0.02 p.3(2)根据题意，混合气体中水蒸气的质量等于枯燥剂增加的质量，那么水蒸气中水的物质的量为1.50?0.0833mol 18由理想气体状态方程得到瓶的体积为V(瓶)=V(H2O)=n(H2O)RT0.0833?8.314?2933-0.102m 3p(H2O)2.0?102.16 水的“三相点”温度和压强各是多少？它与水的正常凝固点有何不同？ 在水的“三相点”时，温度为273.0098K、压强为0.61kPa 三相点是对纯水而言的，是单组分体系，是指水在它的蒸汽压0.61kPa下的凝固点；水的正常凝固点是指被空气饱和了的水在.3kPa条件下结冰的温度。 2.17 水的三相点是一固定常数，不随任何条件的改变而改变；而水的冰点或沸点随外界条件如压力的改变而改变的。 2.18 P/kPa48610.12.840580289300t/ C。 2.19 组物质最易溶于苯：1、相似相溶原理2、液态较气态、固态更溶于液态 2.20 反响前后温度与体积不变，由理想气体状态方程可得n?P C2H4(g) H2(g) = C2H6(g) ?n 1 -1 p(C2H4) 4530-6930=-2400Pa p(C2H4)=2400Pa可得x(C2H4)=2400?0.346 69302.21理想气体状态方程PV?nRT，2.3g乙醇气体所占的体积为 V?nRT2.38.314?2933-?0.0207(m) p465866.2在0.0207 m3气体中，空气的会压为p(空)=1.013105-5866=9.54104(Pa) 通入1.013105Pa的空气的体积为V(空)=9.54?104?0.02071.013?105?0.020m 3第 12 页 共 12 页