《物理化学》第一章气体复习题

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第一章练习题

一、单选题

1. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系,与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律,这三个气体定律是( C)

A、波义尔定律、盖-吕萨克定律和分压定律

B、波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律

C、阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律

D、分压定律、分体积定律和波义尔定律

2、在温度、容积恒定的容器中,含有A和B两种理想气体,这时A的分压是P A,分体积是V A。若在容器中再加入一定量的理想气体C,问P A和V A的变化为:(C)

A 、P A和V A都变大

B 、P A和V A都变小

C P A不变,V A变小

D 、P A变小,V A不变

3、在温度T、容积V都恒定的容器中,含有A和B两种理想气体,它们的物质的量、分压和分体积分别为n A P A V A和n B P B V B ,容器中的总压为P 。试判断下列公式中哪个是正确的(A )

A、P A V= n A RT B 、P A V= (n A+ n B )RT C、P A V A= n A RT D、P B V B= n B RT

4、真实气体在如下哪个条件下,可以近似作为理想气体处理(C )

A、高温、高压

B、低温、低压

C、高温、低压

D、低温、高压

5、真实气体液化的必要条件是( B )

A、压力大于P C

B、温度低于T C

C 、 体积等于V C

D 、同时升高温度和压力

6.在273 K ,101.325 kPa 时,4CCl (l)的蒸气可以近似看作为理想气体。已知4CCl (l)的摩尔质量为1541g mol -⋅的,则在该条件下,4CCl (l)气体的密度为 ( A )

A 、36.87 g dm -⋅

B 、34.52 g dm -⋅

C 、36.42 g dm -⋅

D 、33.44 g dm -⋅

7、 理想气体模型的基本特征是( D )

A 、分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中

B 、 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等

C 、 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量

D 、 分子间无作用力, 分子本身无体积

8、 理想气体的液化行为是:( A )。

A 、不能液化;

B 、 低温高压下才能液化;

C 、低温下能液化;

D 、高压下能液化。

9、在一个恒温、容积为2 3dm 的真空容器中,依次充入温度相同、始态为100 kPa ,2 3dm 的2N (g )和200 kPa ,13dm 的r A (g),设两者形成理想气体混合物,则容器中的总压力为 ( )

(A )100 kPa (B )150 kPa

(C )200 kPa (D )300 kPa

答:(C )。等温条件下,200 kPa ,13dm 气体等于100 kPa ,23dm 气体,总压为A B p p p =+=100 kPa+100 kPa=200 kPa 。

10. 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==⨯。有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ⨯,这时氢气的状态为 ( )

A 、 液态

B 、 气态

C 、 气-液两相平衡

D 、 无法确定

答:(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。在这样高的温度下,无论加多大压力,都不能使氢气液化。

二、判断题:

1、气体常数R 的数值与气体的种类无关,但与P 、V 、T 所取的单位有关。( √ )

2、混合气体中的组分B 的分压P B 与分体积V B 的关系可表示为:P B V B = n B RT ( × )

3、真实气体当温度较高、压强较低的情况下,与理想气体的行为相似。(√)

4、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。( ×)

5、分压定律和分体积定律都是理想气体定律。(√ )

6、在临界温度以上,物质的存在形式一定是气态。( √ )

三、填空题

1、分压的计算公式为V RT

n p B B =,式中V 是指 ;式B B y p p ⋅=中B y 是

指 ,p 是指 。

2、一定量的低压气体在恒温条件下,P 与V 的变化关系为 。在理想气体状态方程式中,当气体常数R 取8.314J •K 1-•mol 1

-时,进行计算时P 、V 、T 的单位应分别取P 、V 、T 。

3、理想气体是气体分子间没有 、分子本身没有 的假想气体。

4、物质的气、液、固三种聚集状态决定于物质 的大小。

5、真实气体变成液体的过程称为 。

四、计算题

1.在两个容积均为V 的烧瓶中装有氮气,烧瓶之间有细管相通,细管的体积可以忽略不计。若将两烧瓶均浸入373 K 的开水中,测得气体压力为60 kPa 。若

一只烧瓶浸在273 K 的冰水中,另外一只仍然浸在373 K 的开水中,达到平衡后,求这时气体的压力。设气体可以视为理想气体。

解:因为两个容器是相通的,所以压力相同。设在开始时的温度和压力分别为11,T p ,后来的压力为2p ,273 K 为2T 。系统中氮气的物质的量保持不变,

12n n n =+。根据理想气体的状态方程,有

122112

2p V p V p V RT RT RT =+ 化简得: 12112211p p T T T ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 221212T p p T T =⨯

+ 273260 kPa 50.7 kPa 273373

=⨯⨯=+ 2.有氮气和甲烷(均为气体)的气体混合物100 g ,已知含氮气的质量分数为0.31。在420 K 和一定压力下,混合气体的体积为9.95 3dm 。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128 g mol -⋅和116 g mol -⋅。

解: 混合气体中,含氮气和甲烷气的物质的量分别为

2N 10.31100 g 1.11 mol 28 g mol

m n M -⨯===⋅ 4CH 1(10.31)100 g 4.31 mol 16 g mol n --⨯=

=⋅ 混合气体的总压力为

nRT p V

= 1133(1.11 4.31) mol 8.314 J mol K 420 K 9.9510 m

---+⨯⋅⋅⨯=⨯