第一章 物质及其变化
一、填空题 1.理想气体; ;
3.温度;压力
4.液态;气态 、N 2、He 、H 2 二、选择题 1. B ;;
三、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”) 1.√;2.√; 3.×;4.√ 四、问答题
1.答:在混合气体中,每一种组分气体总是均匀地充满整个容器,对容器内壁产生压力,并且不受其他组分气体的影响,如同它单独存在于容器中那样。
各组分气体占有与混合气体相同体积时所产生的压力叫做分压力(Pi )。
1801年英国科学家道尔顿(Dalton J )从大量实验中归纳出组分气体的分压与混合气体总压之间的关系为:混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。
这一关系称为道尔顿分压定律。
例如,混合气体由A 、B 、C 三种气体组成,则分压定律可表示为
P =P (A )十P (B )十P (C )
式中 P ——混合气体总压;
P (A )、P (B )、P (C )——A 、B 、C 三种气体的分压。
当组分气体的温度和压力与混合气体相同时,组分气体单独存在时所占有的体积称为分体积,混合气体的总体积等于各组分气体的分体积之和,这一经验规律称为阿玛格分体积定律。
V =V A +V B +V C +····
总总n n V V i i //=
总总V V P P i i //=
总总P V V P i i )/(=
2.答:将分体积概念代入理想气体方程得
RT n V P i i =总
式中 P 总——混合气体总压力;
V i ——组分气体i 的分体积;
n i ——组分气体i 的物质的量。
用RT n V P 总总总=除,则得
总总n n V V i i //=
联系式总总n n P P i i //=得
总总V V P P i i //=
即 总总P V V P i i )/(=
说明混合气体中某一组分的体积分数等于其摩尔分数,组分气体分压等于总压乘以该组分气体的体积分数。
混合气体的压力分数、体积分数与其摩尔分数均相等。
3.答:初始时,由于没有气态分子,凝聚速度为零,随着气态分子逐渐增多,凝聚速度逐渐增大,直到凝聚速度等于蒸发速度,即在单位时间内.脱离液面变成气体的分子数等于返回液面变成液体的分子数,达到蒸发与凝聚的动态平衡。
此时在液体上部的蒸气量不再改变,蒸气便具有恒定的压力。
在恒定温度下,与液体平衡的蒸气称为饱和蒸气,饱和蒸气的压力就是该温度下的饱和蒸气压,简称蒸气压。
液体沸腾的条件是液体的蒸气压等于外界压力,沸腾时的温度叫做该液体的沸点。
换言之,液体的蒸气压等于外界压力时的温度即为液体的沸点。
显然,液体的沸点随外界压力而变化。
若降低液面上的压力,液体的沸点就会降低。
4.答:有一定的几何外形、有固定的熔点、各向异性
5.答:表示化学反应及其热效应的化学方程式。
化学变化过程中伴随着能量的变化。
若能量变化是以热量的形式出现,则此种能量变化称为化学反应的热效应。
(1)需注明反应的温度和压力条件,如果反应是在298K 下进行的,习惯上也可不予注明。
(2)反应的焓变值与反应式中的化学计量数有关。
(3)需在反应式中注明各物质的聚集状态。
(4)逆反应的热效应与正反应的热效应数值相等而符号相反。
五、计算题 1.解:
P V n RT =总总
/93.310/8.314(30273)0.37n P V RT moL ==⨯⨯+=总总总
22
2
2
2
2
2
2
2
2
22
/5/440.11 / 93.30.11/0.3728.6 93.326.728.638 / 0.3726.7/93.30.106 / 100%28.6
CO CO CO CO CO N CO O O O O n m M moL
P P n n KPa
P P P
P kPa n n P P moL O n n ⨯--=====⨯===--===⨯==⨯=总总总总总总的摩尔分数
2.解:
2
2
2
2
22
2
2
22
22
/255.02/8.3140273.150.225 /( )0.2254/(41)0.18 /0.188.314273.15/4102.19 0.2251/40.045/1/8
/N N N O N N N N O O
H O H P V n RT n P V RT moL n n V V V moL
P V n RT
P n RT V kPa
n n V V moL
m m m ===⨯⨯+==+=⨯+====⨯⨯===⨯==总总总总总总总总总()2
2
2
222/ 1/18401/9 4.44 8/18408/935.562.22 / 35.56/3281 1.11O H m g m m g
n moL
nO mO MO moL
⋅+=⨯==⋅+=⨯=====总总()()
3.解:
22Zn+2HCl=ZnCl +H ↑
65 2g g 1.308 g 0.04x =
0.02n moL = PV n RT =
2
/0.028.314(25+273.15)/(103.9+3.17)0.49H V n RT P ==⨯⨯=
4.解: (1)
%501
56385050
)()(22=++++=
=H V H n
%
381
56385038
)()(=++++==CO V CO n %
61
5638506
)()(22=++++==N V N n
%
51
5638505
)()(22=++++==CO V CO n %11
5638501
)()(44=++++==CH V CH n
(2)
a kp H n H p 50100%50100)()(22=⨯=⨯=
a kp CO n CO p 38100%38100)()(=⨯=⨯=
a kp N n N p 6100%6100)()(22=⨯=⨯= a
kp CO n CO p 5100%5100)()(22=⨯=⨯=
a kp CH n CH p 1100%1100)()(4=⨯=⨯=
5.解:
22211 CaC - C H 64 1
/990.471/8.314(273+23)0.0189 1.2126
% /100% 1.2126100%/1.3490.5%
g moL PV nRT n PV RT m nM n m m ===⨯⨯====⋅=⨯= 由 得
6.解:
22222
2
2
2
2
2
2
2H O=2H +O /1/8
/ 1/18401/9 4.44 8/18408/935.562.22 / 35.56/3281 1.113.33 / 3.338.314(27273.15)/60 139.882H O H O H O O O m m m m g m m g
n moL
n m M moL
n moL PV n RT
P nRT V =⋅+=⨯==⋅+=⨯=========⨯⨯+=⨯总总()().22/3.33 92Pa
k =
7.解:
设在原始气体中38C H 的摩尔分数为 x 则4CH 的摩尔分数为(1-)x
对原混合物:1()
1()
1384/ / /(1-)C
H CH
n PV RT n PV RT x n PV RT x =∴=⋅=混
42223822111()
112()
22112 CH +2O =CO +2H O C H +5O =3CO+4H O /(1-) /(1-) / 31/ /(1-)3/ / /(1-)3// CO
CO PV RT x PV RT x PV RT x P V RT x n PV RT x PV RT x
n P V RT
PV RT x PV RT x P V RT ⋅⋅=+⋅=+⋅=反应后有 解之 20%
x =得。