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气体,液体和溶液的性质应用的思考


三水锰矿 / 2021-10-01
气体,液体和溶液的性质应用的思考?
 1. 敞口烧瓶在 7℃所盛的气体,必须加热到什么温度,才能使 1/3 气体逸出烧瓶?
 2. 已知一气筒在 27℃,30.0atm 时,含 480g 的氧气。若此筒被加热到 100℃,然后启开阀门(温度保持在 100℃),一直到气体压力降到 1.00atm 时,共放出多少克氧气?
 3. 在 30℃时,把 8.0gCO2、6.0gO2和未知量的N2放入 10dm3的容器中,总压力达 800 mmHg。试求:
 (1) 容器中气体的总摩尔数为多少? 
 (2) 每种气体的摩尔分数为多少?
 (3) 每种气体的分压为多少? (4) 容器中氮气为多少克?
 4. CO 和 CO2 的混合密度为 1.82gdm-3(在 STP 下)。问 CO 的重量百分数为多少?
 5. 已知某混合气体组成为:20 份氦气,20 份氮气,50 份一氧化氮,50 份二氧化氮。问:在 0℃,760mmHg 下 200dm3 此混合气体中,氮气为多少克?
 6. S2F10 的沸点为 29℃,问:在此温度和 1atm 下,该气体的密度为多少?
 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℃。问:
 (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 2.56gdm-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 100 cm3O2,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 500 cm3,压力 1atm。
 容器 B: N2 体积 500 cm3,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 100 cm3 含 HCl 10%的盐酸溶液(1.19g cm-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)。
问: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 2.0×10 4dm³ 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 0.0106moldm-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 30 cm3;被石灰水吸收后,体积减少了 40 cm3(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。试求: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 1/3 mol 的苯和2/3mol 的甲苯混合溶液,问:
 (1) 此溶液的蒸汽压为多少? (2) 溶液上面蒸汽的组成如何?
 (假设此溶液中的两个成分都服从拉乌尔定律)
 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。计算:
 (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。问: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 48.139kJmol-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=43kJmol-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 23.54cm3dm-3,溶解 O2 为 48.89cm3dm-3,空
气中含 N279%和 O2 21%(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 23.54cm3dm-3,1 大气压的氧气在水中的溶解度为 48.89cm3dm-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℃。计算: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 1.11gcm-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。问:
 (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 9.910-3atm。问: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%(gcm-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):
             n²
(p﹢a-----)(V-nb)= nRT
             V²
对于CO2: a = 3.59·10×5Pa·dm6·mol-2   b = 0.0427 dm³·mol-1
 (2) 分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220g·dm-3,330g·dm-3,and 440 g·dm-3
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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