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 1.82gdm－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 2.56gdm－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 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 0.0106moldm－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 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 48.139kJmol－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 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 23.54cm3dm－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℃。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 1.11gcm－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。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 9.910－3atm。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%(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）：
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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