第一章气体Word下载.docx
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7.体积为8.2dm3的长颈瓶中,含有4.0g氢气,0.50mol氧气和分压为2atm的氩气。
这时的温度为127℃。
(1)此长颈瓶中混合气体的混合密度为多少?
(2)此长颈瓶内的总压多大?
(3)氢的摩尔分数为多少?
(4)假设在长颈瓶中点火花,使之发生如下反应,直到反应完全:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
当温度仍然保持在127℃时,此长颈瓶中的总压又为多大?
8.在通常的条件下,二氧化氮实际上是二氧化氮和四氧化二氮的两种混合气体。
在45℃,总压为1atm时,混合气体的密度为2.56gdm-3。
计算:
(1)这两种气体的分压。
(2)这两种气体的重量百分比。
9.在1.00atm和100℃时,混合300cm3H2和100cm3O2,并使之反应。
反应后温度和压力回到原来的状态。
问此时混合气体的体积为多少毫升?
若反应完成后把温度降低到27℃,压力仍为1.00atm,则混合气体的体积为多少毫升?
(已知27℃时水的饱和蒸汽压为26.7mmHg)
10.当0.75mol的“A4”固体与2mol的气态O2在一密闭的容器中加热,若反应物完全消耗仅能生成一种化合物,已知当温度降回到初温时,容器内所施的压力等于原来的一半,从这些数据,你对反应生成物如何下结论?
11.有两个容器A和B,各装有氧气和氮气。
在25℃时:
容器A:
O2体积500cm3,压力1atm。
容器B:
N2体积500cm3,压力0.5atm。
现将A和B容器相连,让气体互相混合,计算:
(1)混合后的总压。
(2)每一种气体的分压。
(3)在此混合物中氧气所占的摩尔分数。
12.在1dm3的玻璃瓶中,装有100cm3含HCl10%的盐酸溶液(1.19gcm-3),在温度为27℃时,加入0.327g锌(原子量为65.4)并立即用塞子塞紧。
反应完全后,如瓶内温度和反应前相同,问:
瓶中的压力是多少?
(假设反应前瓶中的压力为1atm,包括空气、水蒸气和氯化氢三种气体的分压,并假设反应前后此三种分压相同。
)
13.将未知量的氩气和氦气相混合,其混合物的重量为5.00g,并且知道此混合气体在25℃,1atm时占有10dm3体积,求此混合气体各组分的重量百分组成?
14.现有5.00gFeCl3(固体),放入事先抽空的1dm3容器中气化成在427℃时,该气体的压力为0.89atm。
试证明气体的分子组成是Fe2Cl6,而不是FeCl3。
15.一气态化合物的分子式为CxHyClz,它与足量的氧气完全燃烧,燃烧8体积该化合物,产生16体积的CO2,16体积的H2O蒸汽和8体积的Cl2(反应前后都在相同的温度和压力下)。
此化合物的分子式如何?
16.100cm3的O2加入50cm3的CO和C2H6的混合气体中,点燃后,CO和C2H6完全变成CO2和H2O,然后再回到原来的温度和压力(此时水已不算体积了)。
剩下的气体体积为85cm3,求原来混合物中,CO和C2H6的体积百分数。
17.在臭氧的分析中,把2.0104dm3的空气(在STP下)通入NaI的溶液中,发生如下反应:
O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-
生成的I2用0.0106moldm-3的硫代硫酸钠溶液滴定,反应如下:
I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
为了使所有的I2和Na2S2O3完全反应,必须用此硫代硫酸钠溶液4.2dm3,试计算:
(1)与Na2S2O3完全反应的I2的摩尔数?
(2)在20000dm3空气中,含有多少摩尔O3?
(3)在STP下,这些O3占多大体积?
(4)空气中O3占的体积为空气的百分之几?
18.某两种气态混合烃,在常温下体积为20cm3,与足量的氧气反应,产生的气体被浓硫酸吸收后,体积减少了30cm3;
被石灰水吸收后,体积减少了40cm3(这些体积都已换算成与初始状态在相同的温度和压力下)。
问此混合物有几种?
每种可能情况下,各烃的体积百分数为多少?
19.有一种未知气体,测得它的扩散速度是NH3扩散速度的2.92倍,求这种未知气体的近似分子量?
20.在第二次世界大战期间,发明了分离铀同位素的方法。
把六氟化铀(UF6,分子量为352)通过几千层多孔的障碍,利用扩散速度的不同来分离。
试比较氟甲烷(氘碳-14甲基)(CD3F,分子量为39)和UF6的扩散速率比。
21.在50atm和50℃时,10.0gCO2的体积为85cm3。
此实际气体与理想气体定律的体积百分偏差为多少?
22.在18℃和760mmHg气压下,将含饱和水蒸汽的空气2.70dm3通过CaCl2干燥管。
吸去水汽后,称重得3.21g,求:
18℃时饱和水蒸汽压。
(已知空气的平均分子量为29.0)。
23.在16℃和747mmHg气压力下,在水面上收集1dm3CO2气体,经干燥后,还有多少立方分米CO2?
重多少克?
24.液体A和B形成理想溶液。
纯A和纯B的蒸汽压(在100℃时)分别为300mmHg和100mmHg。
假设100℃时此溶液是由1molA和1molB组成。
收集此液体上方的蒸汽,然后冷凝,再把此冷凝液体加热到100℃,然后再使此冷凝液体上方的蒸汽冷凝,形成液体X,问在液体X中,A的摩尔分数为多少?
25.在80℃时苯的蒸汽压为753mmHg,甲苯的蒸汽压为290mmHg。
若有1/3mol的苯和2/3mol的甲苯混合溶液,问:
(假设此溶液中的两个成分都服从拉乌尔定律)
(1)此溶液的蒸汽压为多少?
(2)溶液上面蒸汽的组成如何?
26.在25℃时,某液体上方的氧气体积为4dm3,压强为750mmHg。
用适当的方法除去氧气中的某液体蒸汽。
再测量氧气的体积(在STP下)为3dm3,计算此液体的蒸汽压。
(假设开始时氧气的液态蒸汽是饱和的)。
27.4g某物质溶于156g的苯中,苯的蒸汽压从200mmHg减到196.4mmHg。
(1)此物质的摩尔分数。
(2)此物质的分子量。
28.在25℃时3%的阿拉伯胶水溶液(最简单的化学式为C6H10O5)的渗透压为0.0272atm。
求此阿拉伯胶的分子量和聚合度?
29.在30℃时,在水面上收集N2,此温度下水的蒸汽压为32mmHg。
水上方气体的总压力为656mmHg,体积为606cm3。
此混合气体中,氮气的摩尔数为多少?
30.某酚的正常沸点为455.1K,蒸发热为48.139kJmol-1。
欲使沸点为400K,问真空度应为多少kPa?
31.三氯甲烷在40℃时蒸汽压为370mmHg,在此温度和740mmHg气压下,有4.00dm3干燥空气缓缓通过三氯甲烷(即每个气泡都为三氯甲烷所饱和),求:
(1)空气和三氯甲烷混合气体的体积是多少?
(2)被空气带走的三氯甲烷质量是多少克?
32.在青藏高原某山地,测得水的沸点为93℃,估计该地大气压是多少?
(Hevap=43kJmol-1)
33.向某液态有机物(分子量为148.4)缓慢通人5dm3,1atmN2。
当温度为110℃时,失重32g,140℃时失重1215g。
试求此有机物在110℃及140℃的饱和蒸汽压、摩尔汽化热和正常沸点。
34.10g非挥发性未知样品溶解在100g苯中,然后将空气在此溶液内鼓泡,流出的空气被苯的蒸汽所饱和,这时溶液重量损失了1.205g(溶液的浓度在此过程中假定为不变);
在同样的温度下,空气通过纯苯鼓泡,流出的气体体积与前者相同时,苯的蒸汽也达到了饱和,引起的重量损失为1.273g,求未知样品的分子量。
35.在25℃时,固体碘的蒸汽压为0.31mmHg,氯仿(液态)的蒸汽压为199.1mmHg,碘的氯仿饱和溶液中碘的摩尔分数为0.0147,计算:
(1)在这样的饱和溶液中,平衡时碘的分压,
(2)此溶液的蒸汽压(假定服从拉乌尔定律)。
36.在0℃时,1大气压下,水溶解纯N2为23.54cm3dm-3,溶解O2为48.89cm3dm-3,空气中含N279%和O221%(体积百分数),问溶解空气时,水中空气的N2和O2的体积百分数为多少?
37.当20℃、氮气的压力为730mmHg时,1000g水中可溶解9.3cm3氮气,试求氮气的亨利常数?
38.氧在1atm下,20℃时的溶解度是3.1cm3/100cm3水,问100dm3雨水中最多含多少溶解了的氧气?
39.由0.550g樟脑和0.045g有机溶质所组成的溶液的凝固点为157.0℃。
若溶质中含93.46%的碳及6.54%的氢(重量百分比),试求溶质的分子式。
(已知樟脑的熔点为178.4℃)
40.现有25mg的未知有机物溶在1.00g的樟脑中,樟脑的熔点下降2.0K,问此未知有机物的分子量为多少?
(樟脑C10H16O的Kf=40)
41.今有两种溶液:
一种为1.5g尿素溶在200g水内,另一种为42.72g未知物溶在1000g水内。
这两种溶液在同一温度时结冰。
问这个未知物的分子量为多少?
42.某6g溶质,溶解于100g水中,冰点降低了1.02K,计算此溶质的分子量。
43.用0.244g的苯甲酸溶在20g苯中,冰点为5.232℃,纯苯的冰点为5.478℃,计算在此溶液中苯甲酸的分子量。
写出在此溶液中苯甲酸的分子式。
44.在0℃时,1大气压的氮气在水中的溶解度为23.54cm3dm-3,1大气压的氧气在水中的溶解度为48.89cm3dm-3,空气中的水和无空气水的冰点差为多少?
45.在100cm3含有2.30g甘油,这时冰点为-0.465℃。
溶解在水中的甘油的近似分子量。
46.当CO2的压力为760mmHg,每100g水中能溶解335mg的CO2(0℃),试计算:
当CO2的压力为5atm,温度为0℃时,1kg水能溶解多少毫克CO2?
此溶质的冰点是多少?
47.水溶液中含5%尿素(M=60.05)和10%的葡萄糖(M=180.02)。
试求此溶液的凝固点。
48.乙二醇(CH2OHCH2OH)通常与水混合,在汽车水箱中作为抗冻液体。
(1)如果要求溶液在-20℃才能结冻,问此水溶液的质量摩尔浓度为多少?
(2)需多大体积的乙二醇(密度为1.11gcm-3)加到30dm3水中,才能配成
(1)中所要求的浓度?
(3)在1atm下,此溶液的沸点为多少?
49.把5g未知有机物溶解在100g的苯中,苯的沸点升高了0.65K。
求此未知有机物的分子量?
(Kb=2.64)
50.把5.12g萘(C10H8)溶在100g的CCl4中,CCl4的沸点升高了2.00K。
求CCl4的摩尔沸点升高常数是多少?
51.一水溶液,凝固点为-1.50℃,试求:
(1)该溶液的沸点,
(2)25℃时的蒸汽压,(3)25℃时的渗透压。
52.在40℃下人类的血液的渗透压为7.7atm,试求:
(1)人类血液的浓度,
(2)若c=m,求血液的凝固点。
53.马的血红素是血液中红细胞的一种蛋白质。
分析此血红素的无水化合物,发现有0.328%的铁。
问此马的血红素的最小分子量为多少?
有人在一个实验中发现每升含80g血红素的溶液,在4℃,渗透压为0.026atm。
(1)此血红素的正确分子量为多少?
(2)比较两个结果,可以得到一个血红素分子中有几个铁原子?
54.在100ml水中含有1.35g的蛋白质溶液,在25℃时它的渗透压为9.910-3atm。
此蛋白质的分子量为多少?
55.在25℃时,5.0g聚苯乙烯溶于1dm3苯中,其渗透压为7.6mmHg,求:
聚苯乙烯的分子量。
56.试求17℃、含17.5g蔗糖的150cm3蔗糖水溶液的渗透压。
57.计算冰点为-0.035℃的水溶液,在25℃时它的渗透压是多少?
58.葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)和氯化钠三种溶液,它们的浓度都是1%(gcm-3),试比较三者渗透压的大小。
59.在0℃时每升溶液含有45.0g蔗糖的水溶液的渗透压为2.97atm,试求气体常数。
60.近年来,在超临界CO2(临界温度Tc=304.3K;
临界压力pc=72.8·
105Pa)中的反应引起广泛关注。
该流体的密度在临界点附近很容易调制,可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂。
该溶剂早已用于萃取咖啡因。
然而,利用超临界CO2的缺点之一是二氧化碳必须压缩。
(1)计算将二氧化碳从1bar压缩到50bar所需的能量,其最终体积为50ml,温度为298K,设为理想气体。
实际气体用范德瓦尔斯方程描述(尽管仍是近似的):
对于CO2:
a=3.59·
105Pa·
dm6·
mol2b=0.0427dm3·
mol1
(2)分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220g·
dm3,330g·
dm3,and440g·
dm3所需的压力。
超临界流体的性质,如二氧化碳的溶解能力和反应物的扩散性与液体的密度关系密切。
上问的计算表明,通过改变压力可调制密度。
(3)在哪一区域——近临界点还是在较高压力/温度下更容易调制流体的密度(利用临界常数和5.2问的计算结果)?
在超临界二氧化碳中氧化醇类,如将苄醇氧化为苯甲醛,是一种超临界工艺。
反应在催化选择性效率为95%的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。
(4)(a)写出主要反应过程的配平的反应式。
(b)除完全氧化外,进一步氧化时还发生哪些反应?
在另一超流体工艺——合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中,二氧化碳既是溶剂,又可作为反应物替代光气或一氧化碳。
(5)(a)写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的方程式。
如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯?
(b)用适当的催化剂可用吗啉和二氧化碳合成甲酰基吗啉。
该反应还需添加什么反应物?
写出反应式。
若用一氧化碳替代,反应式将如何改变?
(6)用绿色化学的观念给出用CO2代替一氧化碳和光气的2个理由。
与以CO或COCl2为反应物对比,再给出用CO2为反应物的1个主要障碍(除必须对二氧化碳进行压缩外)。
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- 第一章 气体
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