发布时间 : 星期二 文章物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后习题答案[1]更新完毕开始阅读6b26f14b767f5acfa1c7cd33
为0.31。在420 K和一定压力下，混合气体的体积为9.95 dm3。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为28 g?mol?1和16 g?mol?1。
解： 混合气体中，含氮气和甲烷气的物质的量分别为
nN2?mM?0.31?100 g28 g?mol?1?1.11 mol
nCH4?(1?0.31)?100 g16 g?mol?1?4.31 mol
混合气体的总压力为
p?nRTV
?1 ?(1.11?4.31) mol?8.314 J?mol9.95?10 m?33?K?1?420 K
?1 902 kPa
混合气体中，氮气和甲烷气的分压分别为
pN2?xN2p总?nN2nN2?nCH4?p总
389 .5 kPa ?1.111.1?1?1 902 kP?a4.31pCH4?(1902?389.5) kPa?1 512.5 kPa
6．在300 K时，某一容器中含有H2(g)和N2(g)两种气体的混合物，压力为152 kPa。将N2(g)分离后，只留下H2(g)，保持温度不变，压力降为50.7 kPa，气体质量减少了14 g。已知N2(g)和H2(g)的摩尔质量分别为28 g?mol?1和
2.0 g?mol?1。试计算：
（1）容器的体积 （2）容器中H2(g)的质量
（3）容器中最初的气体混合物中，H2(g)和N2(g)的摩尔分数
解： （1）这是一个等温、等容的过程，可以使用Dalton分压定律，利用N2(g)
分离后，容器中压力和质量的下降，计算N2(g)的物质的量，借此来计算容器的体积。
pN2?p?pH2
110?0.5 m ol ?(152?50.7) ?kPa nN?2m(N2)MN2?14 g28 ?gmol?1 V?nN2RTpN2
?1?1 ?0.5 mol?8.314 J?mol?K?300 K101.3 kPa?12.3 dm
3 （2） pN?101.3 k P a pH?50.7 k Pa22在T ，V 不变的情况下，根据Dalton分压定律，有
nH2nN22?pH2pN2?50.7 kPa101.3 kPa?0.5
nH?0.5 nN?0.5?0.5 mol?0.25 mol
2 m(H2)?nHMH?0.25 mol?2.0 g?mol?1?0.5 g
22 （3） xN?2nN2nH2?nN2?0.5 mol(0.5?0.25) mol0 .33?0.67
xH?1?0.67?27．设在一个水煤气的样品中，各组分的质量分数分别为：w(H2)?0.064，
w(CO)?0.678，w(N2)?0.107，w(CO2)?0.140，w(CH4)?0.011。试计算：
（1）混合气中各气体的摩尔分数
（2）当混合气在670 K和152 kPa时的密度 （3）各气体在上述条件下的分压
解： 设水煤气的总质量为100g，则各物质的质量分数乘以总质量即为各物质的质量，所以，在水煤气样品中各物的物质的量分别为（各物质的摩尔质量自己查阅）：
（1）n(H2)?m(H2)M(H2)?w(H2)?100gM(H2)?6.4 g2.0 g?mol?1?3.20 mol
同理有：n(CO)?67.8 g28 g?mol10.7 g?1?2.42 mol
n(N2)?28 g?mol?1?0.38 mol
n(CO?)2??144 ?gmol1.1 g14.0 g 0.32 mo l n(CH4)?n总?16 g?mol?1?0.07 mol
?nB
?(3.20?2.42?0.38?0.32?0.07)mol?6.39 mol
x(CO)?n(CO)n总?2.42 mol6.39 mol?0.379
同理有：x(H2)?0.500，x(N2)?0.059，x(CO2)?0.050 ，x(CH4)?0.011 （2）因为 pV?n总RT
V?n总RTp
?1 ?6.39 mol?8.314 J?mol152 kPamV??K?1?670 K?234.2 dm
3 ???0.427 ?g234.2 dm3100 g?3d m （3）根据Dalton分压定律 pB?pxB，所以 p(H2)?x(H2)p?0.5?152 kPa?76.0 kPa 同理 p(CO?)57.6， kp(N2)?8.97 kPa， p(CO2)?7.60 kPa
p(CH4)?1.67 kPa
8．在288 K时，容积为20 dm3的氧气钢瓶上压力表的读数为10.13 MPa，
氧气被使用一段时间以后，压力表的读数降为2.55 MPa，试计算使用掉的氧气的质量。设近似可以使用理想气体的状态方程。已知M(O2)?32 g?mol-1。
解： 在氧气被使用前，钢瓶中含氧气的质量m1为
m1?nM? ?p1VRT?M6
?3310.13?10 Pa?20?10 m8.314 J?mol?1?K?1?288 K?32 g?mol?1?2.71 kg
氧气被使用后，钢瓶中剩余氧气的质量m2为 m2? ?p2VRT?M6
?332.55?10 Pa?20?10 m8.314 J?mol?1?K?1?288 K?32 g?mol?1?0.68 kg
则使用掉的氧气的质量为
m?m1?m2?(2.71?0.68) kg?2.03 kg 使用掉的氧气的质量也可以从压力下降来计算 m? ??pVRT?M
6?33(10.13?2.55)?10 Pa?20?10 m8.314 J?mol?1?K?1?288 K?32 g?mol
?1 ?2.03 kg9．由氯乙烯（C2H3Cl），氯化氢（HCl）和乙烯（C2H4）构成的理想气体混合物，各组分的摩尔分数分别为x(C2H3Cl)?0.89，x(HCl)?0.09和
x(C2H4)?0.02。在恒定温度和压力为101.325 kPa的条件下，用水淋洗混合气以
去除氯化氢，但是留下的水气分压为2.666 kPa。试计算洗涤后的混合气中氯乙烯和乙烯的分压。
解：将氯化氢去除以后，在留下的混合气中，氯乙烯和乙烯所具有的压力为 p?(101.3?252.666?) kPa9 8根据在原来混合物中，氯乙烯和乙烯所占的摩尔分数，分别来计算它们的分压，