第一章-稀溶液依数性和气体分压定律习题要点课件.ppt

1、东北大学无机化学习题课（一）徐 燕第一章第一章 稀溶液的依数性和气体分压定律稀溶液的依数性和气体分压定律l 知识点复习知识点复习l 自测习题自测习题1.难挥发非难挥发非电解电解质稀溶液质稀溶液n蒸气压下降蒸气压下降(拉乌尔定律拉乌尔定律) 即溶液的蒸气压比纯溶剂低，而且溶液浓度越大，蒸即溶液的蒸气压比纯溶剂低，而且溶液浓度越大，蒸气压下降越多：气压下降越多：P= PA* （B溶溶质质）(摩尔分数）摩尔分数）n沸点升高沸点升高 溶液的溶液的沸点沸点总是总是高于高于纯溶剂的沸点：纯溶剂的沸点：boil Tb=Kbm （m：mol/kg）n凝固点下降凝固点下降溶溶液液凝固点凝固点总是总是低于低于纯溶

2、剂凝固点：纯溶剂凝固点： freeze Tf=Kfm （m：mol/kg ）n渗透压渗透压 =cRT (c：mol/L）一、知识点复习一、知识点复习nnB 2.电解质溶液的依数性电解质溶液的依数性n “依数性依数性” 见下表：见下表：表表4.1 4.1 几种溶液的凝固点（几种溶液的凝固点（K K）盐种类C/molL-1Tf/K(计算值*)Tf/K(实验值)Tf(实验值/计算值)KCl0.200.3720.6731.81KNO30.200.3720.6641.78MgCl20.100.1860.5192.79Ca(NO3)20.100.1860.4612.48计算值偏离原因计算值偏离原因由于电离

3、，质点数升高。由于电离，质点数升高。n3. 道尔顿分压定律道尔顿分压定律概念：概念：（1）组分气体：）组分气体：理想气体混合物理想气体混合物（同一容器中，相互间（同一容器中，相互间不发生化学反应的几种不同气体形成的混合物）不发生化学反应的几种不同气体形成的混合物）中每一中每一种气体叫做种气体叫做组分气体组分气体。（2）分压：）分压：组分气体组分气体B在相同温度下在相同温度下占有与混合气体占有与混合气体相相同体积同体积时所产生的压力，叫做时所产生的压力，叫做组分气体组分气体B的分压。的分压。（3）分压定律：）分压定律：混合气体的总压混合气体的总压等于混合气体中等于混合气体中各组分各组分气体分压之

4、和。气体分压之和。 P=P1+P2+ 或或P=PBVRTnPBB（4 4）分压的求解：）分压的求解：混合气体中混合气体中某组分气体的分压某组分气体的分压等于等于该组分的摩尔分数与该组分的摩尔分数与总压的乘积。总压的乘积。（5 5）分体积的求解：）分体积的求解：混合气体中某一组分混合气体中某一组分B B的分体积的分体积V VB B是该组分单独存在是该组分单独存在并具并具有与混合气体相同温度和压力有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。时所占有的体积。 nnPPBB nnVVBB二、自测习题二、自测习题一、判断题（对的打一、判断题（对的打，错的打，错的打）1.由于乙醇比水易挥发，故在相同温度下乙

5、醇的蒸气压大于水由于乙醇比水易挥发，故在相同温度下乙醇的蒸气压大于水的蒸气压。的蒸气压。() 2.在液体的蒸气压与温度的关系图上，曲线上的任一点均表示在液体的蒸气压与温度的关系图上，曲线上的任一点均表示气、液两相共存时的相应温度及压力。气、液两相共存时的相应温度及压力。( ) 3.将相同质量的葡萄糖和尿素分别溶解在将相同质量的葡萄糖和尿素分别溶解在100g水中，则形成的水中，则形成的两份溶液在温度相同时的两份溶液在温度相同时的p、Tb、Tf、均相同。均相同。() 4.若两种溶液的渗透压力相等，其物质的量浓度也相等。若两种溶液的渗透压力相等，其物质的量浓度也相等。() 5.某物质的液相自发转变为

6、固相，说明在此温度下液相的蒸气某物质的液相自发转变为固相，说明在此温度下液相的蒸气压大于固相的蒸气压。压大于固相的蒸气压。 () 6. 0.2 molL-1的的NaCl溶液的渗透压力等于溶液的渗透压力等于0.2 molL-1的葡萄的葡萄糖溶液的渗透压力。糖溶液的渗透压力。( ) 7. 将浓度不同的两种非电解质溶液用半透膜隔开时，水分子将浓度不同的两种非电解质溶液用半透膜隔开时，水分子从渗透压力小的一方向渗透压力大的一方渗透。从渗透压力小的一方向渗透压力大的一方渗透。( ) 8 .一块冰放入一块冰放入0的水中，另一块冰放入的水中，另一块冰放入0的盐水中，两种的盐水中，两种情况下发生的现象一样。情

7、况下发生的现象一样。( ) 实验现象及实验现象的理论解释实验现象及实验现象的理论解释 密闭容器中放置的纯水和糖水放置一段时间后，密闭容器中放置的纯水和糖水放置一段时间后，纯水的液面下降了，糖水的液面升高了。纯水的液面下降了，糖水的液面升高了。二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）1.与难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点与难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低有关的因素为降低有关的因素为( ) A. 溶液的体积溶液的体积B. 溶液的温度溶液的温度C. 溶质的本性溶质的本性D. 单位体积溶液中溶质质点数单位体积溶液中

8、溶质质点数2. 欲使相同温度的两种稀溶液间不发生渗透，应使两溶液欲使相同温度的两种稀溶液间不发生渗透，应使两溶液 ( ) A. 质量摩尔浓度相同质量摩尔浓度相同B. 物质的量浓度相同物质的量浓度相同C. 质量浓度相同质量浓度相同D. 质量分数相同质量分数相同E. 渗透浓度相渗透浓度相同同答案：答案：D E3.有下列水溶液：有下列水溶液：0.100 molkg-1的的C6H12O6、0.100 molkg-1的的NaCl、0.100 molkg-1Na2SO4。在相同温度下，。在相同温度下，蒸气压由大到小的顺序是蒸气压由大到小的顺序是( ) A. B. C. D. E. 4.下列几组用半透膜隔开

9、的溶液，在相同温度下水从右向左渗下列几组用半透膜隔开的溶液，在相同温度下水从右向左渗透的是透的是( ) A.5%的的C6H12O6|半透膜半透膜|2%的的NaCl B. 0.050 molkg-1的的NaCl|半透膜半透膜|0.080 molkg-1的的C6H12O6C. 0.050 molkg-1的尿素的尿素|半透膜半透膜|0.050 molkg-1的蔗糖的蔗糖D. 0.050 molkg-1的的MgSO4|半透膜半透膜|0.050 molkg-1的的CaCl2 E. 0.90% 的的NaCl|半透膜半透膜|2%的的NaCl答案：答案：B B质点浓度小到大单位换算成mol/L再比较5.将下列

10、水溶液按其凝固点的高低顺序排列。将下列水溶液按其凝固点的高低顺序排列。（1） 0.1 mol/kg C6H12O6（2） 1 mol/kg C6H12O6（3） 1 mol/kg H2SO4（4） 0.1 mol/kg CH3COOH（5） 0.1 mol/kg CaCl2（6） 1 mol/kg NaCl（7） 0.1 mol/kg NaCl答案答案：（：（1）（）（4）（）（7）（）（5）（）（2）（）（6）（）（3）6 6. 下列各物质下列各物质的溶液浓度均为的溶液浓度均为0.01mol/kg，按它们的渗透，按它们的渗透压递减的顺序排列压递减的顺序排列 c_。（a）HAc C6H12O6

11、 NaCl CaCl2 （b）C6H12O6 NaCl CaCl2 HAc （c）CaCl2 NaCl HAc C6H12O6 （d）CaCl2 HAc C6H12O6 NaCl质点浓度低到高质点浓度低到高7. 50g水中溶解水中溶解0.5g非电解质，非电解质，101.3kPa时，测得该溶液的凝固时，测得该溶液的凝固点为点为-0.31，水的，水的Kf= 1.86Kkgmol-1，则此非电解质的相对，则此非电解质的相对分子质量为分子质量为( ) A. 60 B. 30 C. 56 D. 28 E. 2808. 将将0.542g的的HgCl2(Mr= 271.5)溶解在溶解在50.0g水中，测出其

12、凝固水中，测出其凝固点为点为-0.0744，Kf= 1.86Kkgmol-1，1摩尔的摩尔的HgCl2能解离成能解离成的粒子数为的粒子数为 ( ) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5答案：答案：A A 9. 0.58%NaCl溶液产生的渗透压与下列溶液渗透压较接近的是溶液产生的渗透压与下列溶液渗透压较接近的是_b_ 。 （a）0.1mol/L 蔗糖溶液蔗糖溶液 （b） 0.2mol/L 葡萄糖溶液葡萄糖溶液 （c）0.1mol/L 葡萄糖溶液葡萄糖溶液 （d） 0.1mol/L BaCl2 溶液溶液 10. 在一定温度下，某容器中含有相同质量的在一定温度下，某容器中含有相同质量的

13、H2 (g)、O2 (g)、N2 (g)及及He (g)的混合气体，混合气体中分压最小的是的混合气体，混合气体中分压最小的是_b_ 。（a） H2 (g) （b） O2 (g) （c） N2 (g) （d） He (g)三、填空题三、填空题1. 本章讨论的依数性适用于（本章讨论的依数性适用于（ ）、（）的（）溶液。）、（）的（）溶液。2. 稀溶液的依数性包括（）、（）、（）和（）。稀溶液的依数性包括（）、（）、（）和（）。3. 产生渗透现象的必备条件是（）和（）；水的渗透方向为（）产生渗透现象的必备条件是（）和（）；水的渗透方向为（）或（）。或（）。4. 将相同质量的将相同质量的A、B两物质（

14、均为难挥发的非电解质）分别溶于两物质（均为难挥发的非电解质）分别溶于水配成水配成1L溶液，在同一温度下，测得溶液，在同一温度下，测得A溶液的渗透压力大于溶液的渗透压力大于B溶溶液，则液，则A物质的相对分子质量（小于）物质的相对分子质量（小于）B物质的相对分子质量。物质的相对分子质量。5.若将临床上使用的两种或两种以上的等渗溶液以任意体积混合，若将临床上使用的两种或两种以上的等渗溶液以任意体积混合，所得混合溶液是（等渗）溶液。所得混合溶液是（等渗）溶液。6. 依数性的主要用处在于（计算相对分子质量），对于小分子溶依数性的主要用处在于（计算相对分子质量），对于小分子溶质多用（凝固点下降）法，对于高

15、分子溶质多用（渗透压）法。质多用（凝固点下降）法，对于高分子溶质多用（渗透压）法。沸点升高有时具有破坏性。沸点升高有时具有破坏性。)KmolmPa8.314(RmolnKT mV PaP nTPVRnRTPV33则的单位为物质的量的单位为温度的单位为体积的单位为若压强得由)KmolLPa(108.314RmolnKT L/dmV PaP nTPVRnRTPV33则的单位为物质的量的单位为温度的单位为体积的单位为若压强得由单位问题！单位问题！三、计算题三、计算题例例 1 一种体液的凝固点是一种体液的凝固点是-0.50，求其沸点及此溶液在，求其沸点及此溶液在0时的渗透时的渗透压力（已知水的压力（已

16、知水的Kf=1.86 Kkgmol-1，Kb=0.512Kkgmol-1）。）。解：稀溶液的四个依数性是通过溶液的质量摩尔浓度相互关连解：稀溶液的四个依数性是通过溶液的质量摩尔浓度相互关连的，即的，即因此，只要知道依数性中的任一个，即可通过因此，只要知道依数性中的任一个，即可通过 c 计算其他的三计算其他的三个依数性。个依数性。RTkTkTcffbb11kgmol269.0molkg1.86K0.500KffffkTcckTTb=kbc=0.512Kkgmol-10.269molkg-1=0.138K故其沸点为故其沸点为 : 100+0.138 = 100.1380时的渗透压力时的渗透压力:

17、=cRTcRT (0.269molkg-1 0.269molL-1) = 0.269molL-18.314103PaLK-1mol-1273K = 610 kPa作业题作业题8.已知已知20度时水的蒸气压为度时水的蒸气压为2333Pa,将将17.1g某易溶难挥发某易溶难挥发非电解质溶于非电解质溶于100g水中，溶液的蒸气压为水中，溶液的蒸气压为2312Pa，试计算该物，试计算该物质摩尔质量。质摩尔质量。解：解：g/mol 339 M233318100M17.1M17.121 纯溶剂）(（溶液）n溶质）(根据：PnPPa 2123122333P习题习题9.取取2.5g葡萄糖（相对分子量葡萄糖（相

18、对分子量180）溶解在）溶解在100 g 乙醇中，乙醇中，乙醇的沸点升高了乙醇的沸点升高了0.143 C ，而某有机物，而某有机物2.00 g 溶于溶于100 g 乙乙醇中，沸点升高了醇中，沸点升高了0.125 C ，已知乙醇的，已知乙醇的Kf=1.86 K kg/mol，求：求：（1）该有机物的乙醇溶液）该有机物的乙醇溶液Tf是多少？是多少？（2）在）在20 C，该有机物乙醇溶液的渗透压是多少？，该有机物乙醇溶液的渗透压是多少？解：解：molgMMmKTmolkgKKKmKTbbbbbb/?10.0/00.2055.1125.0?10.0180/5.2143.013731.3kPa)30.7

19、89g/cm( 2938.314100 /165.492.00cRT (2)乙醇乙醇KMmKTff?1.0/286.1)1(答案自己算下习题习题10：海水中盐的总浓度约为：海水中盐的总浓度约为0.6mol/L(质量分数约为质量分数约为3.5%）。）。若以若以NaCl计算，试估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度，以计算，试估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度，以及在及在25度时用反渗透法提取纯水所需要的最低压力（设海水中度时用反渗透法提取纯水所需要的最低压力（设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也可近似为表示时也可近似为0.6mol/kg)。解：解：2973.09KP

20、a298K)molKmPa8.314(/mol100.62cRT377.37362. 015.373K62. 0 2kgmol6 . 0mol515. 0mk)2(93.27022. 215.2732.22K 2kgmol6 . 0mol853. 1mk) 1 (333b1 -1 -bbb1 -1 -f）（）根据（）（）（根据）（）（根据mKKKTkgKTTKKKTkgKTTfff习题习题12: 在实验室中用排水取气法收集氢气，在在实验室中用排水取气法收集氢气，在23度，度，100.5KPa下，收集了下，收集了370mL的气体。试求：的气体。试求：（1）该温度时气体中氢气的分压及氢气的物质的量

21、；）该温度时气体中氢气的分压及氢气的物质的量；（2）若在收集氢气之前，集气瓶中已有氮气）若在收集氢气之前，集气瓶中已有氮气20mL，收集气体的，收集气体的总体积为总体积为390mL,问此时收集的氢气的分压是多少问此时收集的氢气的分压是多少?氢气的物质的氢气的物质的量又是多少？（量又是多少？（23度时水的饱和蒸气压为度时水的饱和蒸气压为2338Pa).解：解：molKmolKmPamPaRTPVnnRTPV0148. 0296314. 81037. 010162.98KPa 162.98P-PP ) 1 (3333H2根据水总molKmolKmPamPaRTPVnnRTPVPaPaPnnPPKm

22、olKmPamPaRTPVnnRTPVHHHH0147. 0296314. 810390. 0931289312810)338. 25 .100(390370390370mol 1560 . 0296314. 810390. 010)338. 25 .100()2(333232223333根据根据气体分压定律根据总习题习题14: 在体积为在体积为50L的容器中，含有的容器中，含有140gCO和和20gH2,温度为温度为300K,试求：试求：（1）CO和和H2的分压；的分压；（2）混合气体的总压。）混合气体的总压。解：解：KPa26.748PP)2(KPa84.49805. 0300314. 8

23、/220VnRTPKPa42.24905. 0300314. 8/28140VnRTPnRTPV (1)H2CO33H233CO总根据PmKmolKmPamolggmKmolKmPamolgg解：解：始态：始态： p0 0 0 p0 0 0 末态末态 p,0 ,0 p,100,100 以容器内的空气为系统，则两玻璃泡的体积不变，以容器内的空气为系统，则两玻璃泡的体积不变，n n总总不变。不变。211010RTpVRTpVRTVpRTVp21102TpTpTp21012TTppKKkPa15.37315.2731325.1012例例3. 两个容积均为两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密

24、封着标准的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。若将其中一个球加热到状况下的空气。若将其中一个球加热到100，另一个球则维持，另一个球则维持0，忽略连接细管中气体的体积，试求该容器内空气的压力。，忽略连接细管中气体的体积，试求该容器内空气的压力。 即即 = = 117.0kPa例例4. 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为分数分别为0.89、0.09及及0.02。于。于恒定压力恒定压力101.325kPa下，用水下，用水吸收其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为吸收其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中氯乙烯氯乙烯及及乙烯乙烯的分压力。的分压力。解：解： 用水吸收用水吸收HCl以后的混合气体中：以后的混合气体中：0264.0325.101670.222ppnnOHOH9736.0)42()32(nnnHCClHC02.089.0)42()32(HCClHCnn 且 9523.09736.002.089.089.0)32(nnClHCpnnpClHCClHC)32()32(kPakPa487.96325.1019523. 0kPaHCp)670. 2487.96325.101()(42kPa168.2