氣體,液體和溶液的性質(zhì)應(yīng)用的思考
三水錳礦 / 2021-10-01
氣體,液體和溶液的性質(zhì)應(yīng)用的思考？
1. 敞口燒瓶在 7℃所盛的氣體，必須加熱到什么溫度，才能使 1/3 氣體逸出燒瓶？
2. 已知一氣筒在 27℃，30.0atm 時，含 480g 的氧氣。若此筒被加熱到 100℃，然后啟開閥門（溫度保持在 100℃），一直到氣體壓力降到 1.00atm 時，共放出多少克氧氣？
3. 在 30℃時，把 8.0gCO2、6.0gO2和未知量的N2放入 10dm3的容器中，總壓力達 800 mmHg。試求：
(1) 容器中氣體的總摩爾數(shù)為多少？
(2) 每種氣體的摩爾分數(shù)為多少？
(3) 每種氣體的分壓為多少？ (4) 容器中氮氣為多少克？
4. CO 和 CO2 的混合密度為 1.82g?dm－3(在 STP 下）。問 CO 的重量百分數(shù)為多少？
5. 已知某混合氣體組成為：20 份氦氣，20 份氮氣，50 份一氧化氮，50 份二氧化氮。問：在 0℃，760mmHg 下 200dm3 此混合氣體中，氮氣為多少克？
6. S2F10 的沸點為 29℃，問：在此溫度和 1atm 下，該氣體的密度為多少？
7. 體積為 8.2dm3 的長頸瓶中，含有 4.0g 氫氣，0.50mol 氧氣和分壓為 2atm 的氬氣。這時的溫度為 127℃。問：
(1) 此長頸瓶中混合氣體的混合密度為多少？
(2) 此長頸瓶內(nèi)的總壓多大？
(3) 氫的摩爾分數(shù)為多少？
(4) 假設(shè)在長頸瓶中點火花，使之發(fā)生如下反應(yīng)，直到反應(yīng)完全：
2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)
當溫度仍然保持在 127℃時，此長頸瓶中的總壓又為多大？
8. 在通常的條件下，二氧化氮實際上是二氧化氮和四氧化二氮的兩種混合氣體。在 45℃，總壓為 1atm 時，混合氣體的密度為 2.56g?dm－3。計算：
(1) 這兩種氣體的分壓。
(2) 這兩種氣體的重量百分比。
9. 在 1.00atm 和 100℃時，混合 300cm3H2 和 100 cm3O2，并使之反應(yīng)。反應(yīng)后溫度和壓力回到原來的狀態(tài)。問此時混合氣體的體積為多少毫升？若反應(yīng)完成后把溫度降低到 27℃，壓力仍為 1.00atm，則混合氣體的體積為多少毫升？
(已知 27℃時水的飽和蒸汽壓為 26.7mmHg)
10. 當 0.75mol 的“A4”固體與 2mol 的氣態(tài) O2在一密閉的容器中加熱，若反應(yīng)物完全消耗僅能生成一種化合物，已知當溫度降回到初溫時，容器內(nèi)所施的壓力等于原來的一半，從這些數(shù)據(jù)，你對反應(yīng)生成物如何下結(jié)論？
11. 有兩個容器 A 和 B，各裝有氧氣和氮氣。在 25℃時：
容器 A： O2 體積 500 cm3，壓力 1atm。
容器 B： N2 體積 500 cm3，壓力 0.5atm。
現(xiàn)將 A 和 B 容器相連，讓氣體互相混合，計算：
(1) 混合后的總壓。 (2) 每一種氣體的分壓。
(3) 在此混合物中氧氣所占的摩爾分數(shù)。
12. 在 1dm3 的玻璃瓶中，裝有 100 cm3 含 HCl 10%的鹽酸溶液(1.19g cm－3)，在溫度為 27℃時，加入 0.327g 鋅(原子量為 65.4)并立即用塞子塞緊。反應(yīng)完全后，如瓶內(nèi)溫度和反應(yīng)前相同，問：瓶中的壓力是多少？(假設(shè)反應(yīng)前瓶中的壓力為 1atm，包括空氣、水蒸氣和氯化氫三種氣體的分壓，并假設(shè)反應(yīng)前后此三種分壓相同。)
13. 將未知量的氬氣和氦氣相混合，其混合物的重量為 5.00g，并且知道此混合氣體在 25℃，1atm 時占有 10dm3 體積，求此混合氣體各組分的重量百分組成？
14. 現(xiàn)有 5.00gFeCl3(固體)，放入事先抽空的 1dm3 容器中氣化成在 427℃時，該氣體的壓力為 0.89atm。試證明氣體的分子組成是 Fe2Cl6，而不是 FeCl3。
15. 一氣態(tài)化合物的分子式為 CxHyClz，它與足量的氧氣完全燃燒，燃燒 8 體積該化合物，產(chǎn)生 16 體積的 CO2，16 體積的 H2O 蒸汽和 8 體積的 Cl2(反應(yīng)前后都在相同的溫度和壓力下)。
問：此化合物的分子式如何？
16. 100cm3 的 O2 加入 50cm3 的 CO 和 C2H6 的混合氣體中，點燃后，CO 和 C2H6 完全變成CO2 和 H2O，然后再回到原來的溫度和壓力(此時水已不算體積了)。剩下的氣體體積為 85cm3，
求原來混合物中，CO 和 C2H6 的體積百分數(shù)。
17. 在臭氧的分析中，把 2.0×10 4dm³ 的空氣(在 STP 下)通入 NaI 的溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：
O3 + 2I－ + H2O ＝ O2 + I2 + 2OH－
生成的 I2 用 0.0106mol?dm－3 的硫代硫酸鈉溶液滴定，反應(yīng)如下：
I2 + 2Na2S2O3 ＝ 2NaI + Na2S4O6
為了使所有的 I2 和 Na2S2O3 完全反應(yīng)，必須用此硫代硫酸鈉溶液 4.2dm3，試計算：
(1) 與 Na2S2O3 完全反應(yīng)的 I2 的摩爾數(shù)？
(2) 在 20000dm3 空氣中，含有多少摩爾 O3？
(3) 在 STP 下，這些 O3占多大體積？
(4) 空氣中 O3 占的體積為空氣的百分之幾？
18. 某兩種氣態(tài)混合烴，在常溫下體積為 20cm3，與足量的氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體被濃硫酸吸收后，體積減少了 30 cm3；被石灰水吸收后，體積減少了 40 cm3(這些體積都已換算成與初始狀態(tài)在相同的溫度和壓力下)。問此混合物有幾種？每種可能情況下，各烴的體積百分數(shù)為多少？
19. 有一種未知氣體，測得它的擴散速度是 NH3 擴散速度的 2.92 倍，求這種未知氣體的近似分子量？
20. 在第二次世界大戰(zhàn)期間，發(fā)明了分離鈾同位素的方法。把六氟化鈾(UF6，分子量為352)通過幾千層多孔的障礙，利用擴散速度的不同來分離。試比較氟甲烷(氘碳－14 甲基) (CD3F，分子量為 39)和 UF6 的擴散速率比。
21. 在 50atm 和 50℃時，10.0gCO2的體積為 85cm3。試求：此實際氣體與理想氣體定律的體積百分偏差為多少？
22. 在 18℃和 760mmHg 氣壓下，將含飽和水蒸汽的空氣 2.70dm3 通過 CaCl2干燥管。吸去水汽后，稱重得 3.21g，求：18℃時飽和水蒸汽壓。(已知空氣的平均分子量為 29.0)。
23. 在 16℃和 747mmHg 氣壓力下，在水面上收集 1dm3CO2 氣體，經(jīng)干燥后，還有多少立方分米 CO2？重多少克？
24. 液體 A 和 B 形成理想溶液。純 A 和純 B 的蒸汽壓(在 100℃時)分別為 300mmHg和100mmHg。假設(shè) 100℃時此溶液是由 1molA 和 1molB 組成。收集此液體上方的蒸汽，然后冷凝，再把此冷凝液體加熱到 100℃，然后再使此冷凝液體上方的蒸汽冷凝，形成液體 X，問在液體 X 中，A 的摩爾分數(shù)為多少？
25. 在 80℃時苯的蒸汽壓為 753mmHg，甲苯的蒸汽壓為 290mmHg。若有 1/3 mol 的苯和2/3mol 的甲苯混合溶液，問：
(1) 此溶液的蒸汽壓為多少？ (2) 溶液上面蒸汽的組成如何？
(假設(shè)此溶液中的兩個成分都服從拉烏爾定律)
26. 在 25℃時，某液體上方的氧氣體積為 4dm3，壓強為 750mmHg。用適當?shù)姆椒ǔパ?/span>
氣中的某液體蒸汽。再測量氧氣的體積(在 STP 下)為 3dm3，計算此液體的蒸汽壓。(假設(shè)開
始時氧氣的液態(tài)蒸汽是飽和的)。
27. 4g 某物質(zhì)溶于 156g 的苯中，苯的蒸汽壓從 200mmHg 減到 196.4mmHg。計算：
(1) 此物質(zhì)的摩爾分數(shù)。 (2) 此物質(zhì)的分子量。
28. 在 25℃時 3%的阿拉伯膠水溶液(最簡單的化學式為 C6H10O5)的滲透壓為 0.0272atm。求此阿拉伯膠的分子量和聚合度？
29. 在 30℃時，在水面上收集 N2，此溫度下水的蒸汽壓為 32mmHg。水上方氣體的總壓力為 656mmHg，體積為 606cm3。問：此混合氣體中，氮氣的摩爾數(shù)為多少？
30. 某酚的正常沸點為 455.1K，蒸發(fā)熱為 48.139kJ?mol－1 。欲使沸點為 400K，問真空度應(yīng)為多少 kPa？
31. 三氯甲烷在 40℃時蒸汽壓為 370mmHg，在此溫度和 740mmHg 氣壓下，有 4.00dm3 干燥空氣緩緩?fù)ㄟ^三氯甲烷（即每個氣泡都為三氯甲烷所飽和)，求：
(1) 空氣和三氯甲烷混合氣體的體積是多少？
(2) 被空氣帶走的三氯甲烷質(zhì)量是多少克？
32. 在青藏高原某山地,測得水的沸點為 93℃，估計該地大氣壓是多少？
(Hevap=43kJ?mol－1)
33. 向某液態(tài)有機物(分子量為 148.4)緩慢通人 5dm3，1atmN2。當溫度為 110℃時，失重 32g，140℃時失重 1215g。試求此有機物在 110℃及 140℃的飽和蒸汽壓、摩爾汽化熱和正常沸點。
34. 10g 非揮發(fā)性未知樣品溶解在 100g 苯中，然后將空氣在此溶液內(nèi)鼓泡，流出的空氣被苯的蒸汽所飽和，這時溶液重量損失了 1.205g(溶液的濃度在此過程中假定為不變)；在同樣的溫度下，空氣通過純苯鼓泡，流出的氣體體積與前者相同時，苯的蒸汽也達到了飽和，引起的重量損失為 1.273g，求未知樣品的分子量。
35. 在 25℃時，固體碘的蒸汽壓為 0.31mmHg，氯仿(液態(tài))的蒸汽壓為 199.1mmHg，碘的氯仿飽和溶液中碘的摩爾分數(shù)為 0.0147，計算：
(1) 在這樣的飽和溶液中，平衡時碘的分壓，
(2) 此溶液的蒸汽壓(假定服從拉烏爾定律)。
36. 在 0℃時, 1 大氣壓下，水溶解純 N2為 23.54cm3?dm－3，溶解 O2 為 48.89cm3?dm－3，空
氣中含 N279%和 O2 21%(體積百分數(shù))，問溶解空氣時，水中空氣的 N2 和 O2的體積百分數(shù)為多少？
37. 當 20℃、氮氣的壓力為 730mmHg 時，1000g 水中可溶解 9.3cm3 氮氣，試求氮氣的亨利常數(shù)？
38. 氧在 1atm 下，20℃時的溶解度是 3.1cm3/100cm3 水，問 100dm3 雨水中最多含多少溶解了的氧氣？
39. 由0.550g樟腦和0.045g有機溶質(zhì)所組成的溶液的凝固點為157.0℃。若溶質(zhì)中含93.46%的碳及 6.54%的氫(重量百分比)，試求溶質(zhì)的分子式。(已知樟腦的熔點為 178.4℃)
40. 現(xiàn)有 25mg 的未知有機物溶在 1.00g 的樟腦中，樟腦的熔點下降 2.0K，問此未知有機物的分子量為多少？(樟腦 C10H16O 的 Kf =40)
41. 今有兩種溶液：一種為 1.5g 尿素溶在 200g 水內(nèi)，另一種為 42.72g 未知物溶在 1000g水內(nèi)。這兩種溶液在同一溫度時結(jié)冰。問這個未知物的分子量為多少？
42. 某 6g 溶質(zhì)，溶解于 100g 水中，冰點降低了 1.02K，計算此溶質(zhì)的分子量。
43. 用 0.244g 的苯甲酸溶在 20g 苯中，冰點為 5.232℃，純苯的冰點為 5.478℃，計算在此溶液中苯甲酸的分子量。寫出在此溶液中苯甲酸的分子式。
44. 在 0℃時，1 大氣壓的氮氣在水中的溶解度為 23.54cm3?dm－3，1 大氣壓的氧氣在水中的溶解度為 48.89cm3?dm－3，空氣中的水和無空氣水的冰點差為多少？
45. 在 100cm3 含有 2.30g 甘油，這時冰點為－0.465℃。計算：溶解在水中的甘油的近似分子量。
46. 當 CO2 的壓力為 760mmHg，每 100g 水中能溶解 335mg 的 CO2(0℃)，試計算：當CO2的壓力為 5atm，溫度為 0℃時，1kg 水能溶解多少毫克 CO2？此溶質(zhì)的冰點是多少？
47. 水溶液中含 5%尿素(M=60.05)和 10%的葡萄糖(M=180.02)。試求此溶液的凝固點。
48. 乙二醇(CH2OHCH2OH)通常與水混合，在汽車水箱中作為抗凍液體。
(1) 如果要求溶液在－20℃才能結(jié)凍，問此水溶液的質(zhì)量摩爾濃度為多少？
(2) 需多大體積的乙二醇(密度為 1.11g?cm－3 )加到 30dm3 水中，才能配成(1)中所要求的濃度？
(3) 在 1atm 下，此溶液的沸點為多少？
49. 把 5g 未知有機物溶解在 100g 的苯中，苯的沸點升高了 0.65K。求此未知有機物的分子量？ (Kb=2.64)
50. 把 5.12g 萘(C10H8)溶在 100g 的 CCl4 中，CCl4的沸點升高了 2.00K。求 CCl4 的摩爾沸點升高常數(shù)是多少？
51. 一水溶液，凝固點為－1.50℃，試求：
(1) 該溶液的沸點， (2) 25℃時的蒸汽壓， (3) 25℃時的滲透壓。
52. 在 40℃下人類的血液的滲透壓為 7.7atm，試求：
(1) 人類血液的濃度， (2) 若 c = m，求血液的凝固點。
53. 馬的血紅素是血液中紅細胞的一種蛋白質(zhì)。分析此血紅素的無水化合物，發(fā)現(xiàn)有0.328%的鐵。問此馬的血紅素的最小分子量為多少？有人在一個實驗中發(fā)現(xiàn)每升含 80g 血紅素的溶液，在 4℃，滲透壓為 0.026atm。問：
(1) 此血紅素的正確分子量為多少？
(2) 比較兩個結(jié)果，可以得到一個血紅素分子中有幾個鐵原子？
54. 在 100ml 水中含有 1.35g 的蛋白質(zhì)溶液，在 25℃時它的滲透壓為 9.9?10－3atm。問：此蛋白質(zhì)的分子量為多少？
55. 在 25℃時，5.0g 聚苯乙烯溶于 1dm3 苯中，其滲透壓為 7.6mmHg，求：聚苯乙烯的分子量。
56. 試求 17℃、含 17.5g 蔗糖的 150cm3 蔗糖水溶液的滲透壓。
57. 計算冰點為－0.035℃的水溶液，在 25℃時它的滲透壓是多少？
58. 葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)和氯化鈉三種溶液,它們的濃度都是 1%(g?cm－3)，試比較三者滲透壓的大小。
59. 在 0℃時每升溶液含有 45.0g 蔗糖的水溶液的滲透壓為 2.97atm，試求氣體常數(shù)。
60. 近年來，在超臨界CO2（臨界溫度Tc = 304.3K；臨界壓力pc = 72.8·105Pa）中的反應(yīng)引起廣泛關(guān)注。該流體的密度在臨界點附近很容易調(diào)制，可認為是一種替代有機溶劑的綠色溶劑。該溶劑早已用于萃取咖啡因。然而，利用超臨界CO2的缺點之一是二氧化碳必須壓縮。
(1) 計算將二氧化碳從1bar壓縮到50bar所需的能量，其最終體積為50ml，溫度為298K，設(shè)為理想氣體。實際氣體用范德瓦爾斯方程描述（盡管仍是近似的）：
n²
（p﹢a-----）（V-nb）= nRT
V²
對于CO2： a = 3.59·10×5Pa·dm6·mol-2 b = 0.0427 dm³·mol-1
(2) 分別計算在溫度為305K和350K下為達到密度220g·dm-3，330g·dm-3，and 440 g·dm-3
所需的壓力。超臨界流體的性質(zhì)，如二氧化碳的溶解能力和反應(yīng)物的擴散性與液體的密度關(guān)系密切。上問的計算表明，通過改變壓力可調(diào)制密度。
(3) 在哪一區(qū)域——近臨界點還是在較高壓力/溫度下更容易調(diào)制流體的密度（利用臨界常數(shù)和5.2問的計算結(jié)果）? 在超臨界二氧化碳中氧化醇類，如將芐醇氧化為苯甲醛，是一種超臨界工藝。反應(yīng)在催化選擇性效率為95％的Pd/Al2O3催化劑作用下進行。
（4） (a) 寫出主要反應(yīng)過程的配平的反應(yīng)式。 (b) 除完全氧化外，進一步氧化時還發(fā)生哪些反應(yīng)？ 在另一超流體工藝——合成有機碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶劑，又可作為反應(yīng)物替代光氣或一氧化碳。
(5) ( a) 寫出甲醇和二氧化碳反應(yīng)得到碳酸二甲酯的配平的方程式。如以光氣為反應(yīng)物如何得到碳酸二甲酯？ (b) 用適當?shù)拇呋瘎┛捎脝徇投趸己铣杉柞；鶈徇?。該反?yīng)還需添加什么反應(yīng)物？寫出反應(yīng)式。若用一氧化碳替代，反應(yīng)式將如何改變？
(6) 用綠色化學的觀念給出用CO2代替一氧化碳和光氣的2個理由。與以CO或COCl2為反應(yīng)物對比，再給出用CO2為反應(yīng)物的1個主要障礙（除必須對二氧化碳進行壓縮外）。
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