大学无机及分析化学 - -气体练习题及答案

三 填空题

1.对 处 于 高 温 低 压 下 的 真 实 气 体， 因 其 分 子 间 的 距 离 较________， 分 子 间 的 作 用 力 较________， 分 子 本 身 的 体 积 相 对 于 气 体 体 积________ 忽 略 不 计， 因 此， 可 将 真 实 气 体 看 作________。

2.质 量 为 1775 g 的 Cl2（Cl 的 相 对 原 子 质 量 为 35.5〕 的 n ( Cl2 ) = ________mol， 在 标 准 状 况 下 占 有 的 体 积 V = ________m3， 它 含 有________ 个 Cl2 分 子， 其 密 度 为________g·L。

3.温 度 为 300.0 K、 压 力 为 101 kPa， 体 积 为 10.0 L 的 O2 (g)， 其 物 质 的 量 为________mol， 质 量 为________kg； 若 是 F2 (g)， 则 n (F2 ) = ________mol， 质 量 为________kg （F 的 相 对 原 子 质 量 为 19〕。

4.将 一 定 质 量 的 KClO3 (s) 加 热 分 解 为 KCl (s) 和 O2 (g)， 分 解 后 其 质 量 减 少 了 0.48 g， 在 21℃ 时， 得 到 的 O2 (g) 经 干 燥 后 的 压 力 为 97.1 kPa， 则 n (O2 ) = ________mol，V (O2 ) = ________L。

5.体 积 为 40.0 L 的 某 氮 气 钢 瓶， 在 23℃ 时， 使 用 前 压 力 为 15.0 MPa， 使 用 2 h 后， 压 力 降 为 2.00 ×103 kPa， 共 使 用 了 氮 气________kg。 钢 瓶 内 剩 余 的 氮 气 质 量 为________kg。

6.15℃、101 kPa、1.0 L CO 与 0℃、102 kPa、1.0 L O2 完 全 反 应， 剩 余 物 质 是________， 其 物 质的 量 为________mol。 在 28℃、99.7 kPa 下 生 成 的 CO2 的 物 质 的 量 为________mol， 体 积 是________L。

7.辛 烷 (C8H18 ) 是 汽 油 的 主 要 成 分， 其 燃 烧 反 应 方 程 式 为：C8H18 (l)

1+ 122O2 (g) → 8CO2 (g) + 9H2O (l)， 在 298 K、101.325 kPa 下， 使 114 g 辛 烷 完 全 燃

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烧 生 成 CO2 与 H2O。 则 需 要 n ( O2 ) =________mol，n ( 空 气 ) = ________mol，V ( 空 气 ) = ________m， 生 成 的 n ( CO2 ) = ________mol。

8.人 在 呼 吸 时 呼 出 气 体 的 组 成 与 呼 入 空 气 的 组 成 不 同。 在 36.8℃、101 kPa 时， 某 典 型 呼 出 气 体 的 体 积 组 成 是：N2 75.1%、O2 15.2%、CO2 3.8%、H2O 5.9%， 则 p (CO2 ) =________kPa， p (O2 ) = ________kPa。

9.一 定 量 的 混 合 气 体 在 恒 压 下 ， 温 度 变 化 时， 各 组 分 的 体 积 分 数____ 变。 恒 温 下， 压 缩 体 积， 使 压 力 变 化 时， 各 组 分 的 分 压 将____ 变。

10.某 理 想 气 体 混 合 物， 组 分 i 的 分 压 pi 与 总 压 p 的 关 系 是 pi ＝________ p， 若 保 持 T、V 不 变， pi 与 其 它 组 分 是 否 存 在________ 关。 当 系 统 的 总 压 增 大， pi 不 一 定________， 若 T、ni 一 定， 系 统 体 积 增 大， pi ________。

11.当 温 度 为 T (K) 时， 向 容 积 为 V (L) 的 真 空 容 器 中 充 入 N2 (g) 和 Ar (g)， 容 器 内 压 力 为 a (kPa)， 已 知 N2 (g) 的 分 压 为 b (kPa)， 则 Ar (g) 的 分 压 为____________kPa，Ar (g) 的 物 质 的 量 为________mol。

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12.在 恒 温 条 件 下， 将 33.3 kPa、50.0 mL N2 和 46.7 kPa、75.0 mL O2 充 入 250.0 mL 的 真 空 瓶 中， 则

p (N2 ) = ______________ kPa， p (O2 ) = ______________ kPa。

13.氨 生 产 过 程 中， 合 成 气 中 N2 与 H2 的 体 积 比 为 1:3。 经 压 缩 后 压 力 由 3.80 MPa 升 高 至 11.0 MPa， 则 p (N2 ) 由________ kPa 变 为________ kPa， p (H2 ) 由________ kPa 变 为________ kPa。

14.已 知 混 合 气 体 中 C2H3Cl、HCl、C2H4 的 体 积 分 数 分 别 为 88.0%、10.0%、2.00%。 当 温 度 保 持 不 变 时， 在 101 kPa 下， 除 掉 全 部 HCl 后， 剩 余 气 体 中 p (C2H3Cl) = ____________ kPa， p (C2H4 ) = ____________ kPa。

15.合 成 氨 原 料 气 中 含 H2 (g) 和 N2 (g) 的 体 积 比 为 3:1。 除 这 两 种 气 体 外， 原 料 气 中 还 含 有 4.0% （体 积 分 数） 的 其 它 气 体， 原 料 气 总 压 力 为 15 MPa， 则 H2 (g) 的 体 积 分 数 为__________，N2 (g) 的 体 积 分 数 为__________%，p (H2 ) = __________kPa，p (N2 ) = __________ kPa。

16.17℃、100.6 kPa 下， 在 水 面 上 收 集 氮 气 150.0 mL，17℃ 时 水 的 饱 和 蒸 气 压 为 1.9 kPa， 则 p (N2 ) = __________ kPa， 经 干 燥 后 被 除 掉 水 的 质 量 为 __________ g。

17.20℃ 时， 将 质 量 为 0.3897 g 的 C2H6 和 C4H10 的 混 合 气 体 充 入 200 mL 的 真 空 容 器 中， 容 器 内 压 力 为 101.325 kPa， 该 混 合 物 的 n (总) = __________ mol， 平 均 摩 尔 质 量 为__________。

18.恒 温 下， 将 1.00 L、204 kPa 的 N2 (g) 及 2.00 L、303 kPa 的 O2 (g) 充 入 容 积 为 3.00 L 的 真 空 容 器 中， 则 N2 (g) 的 分 压 为 __________ kPa；O2 (g) 的 分 压 为__________ kPa； 容 器 的 总 压 为__________ kPa；O2 (g) 的 摩 尔 分 数 为______________。

19.在 25℃ 和 相 同 的 初 始 压 力 下， 将 5.00 L N2 (g) 和15.0 L O2 (g) 充 入 容 积 为 10.0 L 的 真 空 容 器 中， 混 合 气 体 的 总 压 力 为 152 kPa， 则 p (N2 ) = __________kPa，p (O2 ) = __________kPa， 当 温 度 升 至 250℃ 时， 保 持 体 积 不 变， 混 合 气 体 的 总 压 力 为__________kPa，25℃ 时 N2 (g) 的 起 始 压 力 为__________kPa。

20.在 体 积 为 60.0 L 的 密 闭 容 器 中， 含 有 140.0 g CO 和 20.0 g H2。 若 温 度 为 27℃， 则 p (CO) = __________kPa，p (H2 ) = __________kPa，p(总)= __________kPa。 再 加 入 氮 气， 保 持 温 度 不 变， 则 p(CO) 将__________。

21.在 容 积 为 50.0 L 的 容 器 中， 含 有140 g N2 和 320 g O2。 温 度 为 30℃， 则 p (N2 ) = __________kPa， 混 合 气 体 总 压 为__________kPa。 保 持 温 度 不 变， 再 充 入 氮 气， 则 p (N2 ) 将________，p (O2 ) = __________kPa。

22.20.0℃、202 kPa、2.00 L A 气 体， n (A) = __________mol，20.0℃、303 kPa、3.00 L B 气 体，

n (B) = __________mol， 将 两 者 混 合 充 入 30℃、6.00 L 的 真 空 容 器 中， 则 p

(A) = __________kPa， p (B) = __________kPa。

23.已 知 293 K 时 水 的 饱 和 蒸 气 压 为 2.33 kPa。 在 293 K、101.325 kPa 的 条 件 下， 有 1.00 L 干 燥 空 气（体 积 组 成 为： O2 21％，N2 79％〕 缓 慢 通 过 盛 水 的 气 瓶 后， 饱 和 湿 空 气 的 总 体 积 为________L， 湿 空 气 中 O2 的 分 压 为________kPa，N2 的 分 压 为________kPa，H2O 的 分 压 为________kPa。

24.27℃ 时， 将 电 解 水 所 得 到 的 含 氢、 氧 混 合 气 体 干 燥 后 贮 于 60.0 L 容 器 中， 混 合 气 体 的 质 量 为 36.0 g， 则 p (H2 ) = ________kPa， p (O2 ) = ________kPa， p(总) = ________kPa， 氢 气 的 体 积 分 数 为________％。

25.在 20.0℃、101 kPa 下， 将 H2 和 N2 混 合 气 体 120.0 mL 缓 缓 通 入 装 有 灼 热 氧 化 铜 的 瓷 管 中， 待 反 应 完 全 并 干 燥 后， 恢 复 到 原 来 的 压 力 和 温 度， 测 得 体 积 为 30.7 mL， 则 原 来 混 合 气 体 中 氢 气 的 体 积 分 数 为________％， 反 应 后 生 成 _______g 铜 （Cu 的 相 对 原 子 质 量 为 63.6〕。

26.在 25℃、101 kPa 压 力 下， 某 丁 烷 气 中 含 有 1.00％（质 量 分 数〕 的 H2S（S 的 相 对 原 子 质 量 为 32.1）， 则 p (H2S) = ________kPa， p (C4H10 ) = ________kPa。

27．在 温 度 为 T (K)， 压 力 为 a (kPa) 时， 某 理 想 气 体 的 密 度 为 d (g·L )， 则 它 的 摩 尔 质 量 表 达 式 为________。 若 只 考 虑 空 气 中 氮、 氧 两 种 组 分， 则 其 平 均 摩 尔 质 量 为________ g·mol； 标 准 状 况 下，其 密 度 为________ g·L-1。 在 标 准 压 力 下，100℃ 时， 其 密 度 为________ g·L-1。

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四 计算题

1.某 化 合 物 中 各 元 素 的 质 量 分 数 分 别 为： 碳 64.7％、 氢 10.77 ％、 氧 24.53％。 质 量 为 0.1396 g 的 该 气 态 化 合 物 样 品 在 147℃ 和 90.22 kPa 时 占 有 体 积 41.56 mL， 通 过 计 算 确 定 该 化 合 物 的 化 学 式。

2.硼 和 氯 的 相 对 原 子 质 量 分 别 为 10.81 和 35.5。 现 有 含 硼、 氯 的 质 量 分 数 分 别 为 23％、77％ 的 固 体 硼 氯 化 物 试 样 0.0516 g， 在 69℃ 完 全 蒸 发， 蒸 气 在 2.96 kPa 时 占 有 体 积 268 mL。 通 过 计 算 确 定 该 化 合 物 的 化 学 式。

3.已 知 在 25℃ 时 苯 的 蒸 气 压 为 12.3 kPa。 现 有 0.100 mol 苯， 试 计 算 25℃ 时，

(1) 当 这 些 苯 刚 好 全 部 气 化 时 应 占 有 的 体 积；

(2) 若 苯 蒸 气 体 积 为 10.2 L 时， 苯 气 体 的 压 力 是 多 少？ (3) 若 苯 蒸 气 体 积 为 30.0 L 时， 苯 气 态 的 压 力 又 是 多 少？

4.某 气 体 化 合 物 是 氮 的 氧 化 物， 其 中 氮 的 质 量 分 数 为 30.5％。 某 容 器 中 盛 有 该 氮 氧 化 物 的 质 量 是 4.107 g， 体 积 为 0.500 L， 压 力 为 202.7 kPa， 温 度 为 0℃。

(1) 计 算 在 标 准 状 况 下， 该 气 态 的 密 度 ; (2) 计 算 该 氮 氧 化 物 的 摩 尔 质 量； (3) 确 定 该 氮 氧 化 物 的 化 学 式。

5.某 实 验 采 用 以 空 气 通 过 乙 醇 液 体 带 入 乙 醇 气 体 的 办 法 来 缓 慢 加 入 乙 醇。 试 计 算在 20.0℃、101.325 kPa 下， 引 入 2.3 g 乙 醇 所 需 空 气 的 体 积。（ 已 知 20.0℃ 时， 乙 醇 的 蒸 气 压 为 5.87 kPa）。

6.空 气 中 氮 和 氧 的 体 积 分 数 分 别 为 79％ 和 21％。 让 其 通 过 灼 烧 的 焦 炭， 使 氧 气 完 全 耗 尽。 混 合 气 体 的 压 力、 温 度 恢 复 到 原 始 状 态， 测 得 体 积 增 加 了 6％。 试 计 算 混 合 气 体 中 CO2 和 CO 的 体 积 分 数。

7.将 1.0×10－2 mol PCl5 充 入 200 mL 容 器 内， 加 热 到 473 K， 发 生 下 列 反 应：

PCl5 (g) → PCl3 (g) + Cl2 (g)； 当 PCl5 解 离 40.0％ 时， 容 器 内 总 压 力、 各 组 分 分 压 分 别 为 多 少？

8.已 知 在 25℃、101.325 kPa 下， 含 有 N2 和 H2 的 混 合 气 体 的 密 度 为 0.500 g·L-1。 试 计 算 N2 和 H2 的 分 压 及 体 积 分 数。

9.实 验 室 用 排 水 集 气 法 制 取 氢 气。 在 23℃、100.5 kPa 下， 收 集 了 480.0 mL 气 体， 已 知 23℃ 时 水 的 饱 和 蒸 气 压 为 2.81 kPa， 试 计 算：(1) 23℃ 时 该 气 体 中 氢 气 的 分 压；(2) 氢 气 的 物 质 的 量；(3) 若 在 收 集 氢 气 前， 集 气 瓶 瓶 中 已 充 入 氮 气 20.0 mL， 其 温 度 和 压 力 保 持 不 变， 而 收 集 氢 气 后 气 体 的 总 体 积 为 500.0 mL， 问 氢 气 的 物 质 的 量 是 否 变 化？ 氢 气 的 分 压 是 多 少？