化学竞赛第五章-习题.doc

高中化学竞赛辅导 第五章 习题
第五章 气体的物理性质 习题
5.1 某地一个空吸泵在接连数日分别将水提升起10.2m、10.1m与10.0m。试解释上述现象。
5.2 试问在1大气压和25℃时需将多少体积的Ne气加进体积为250cm3的氖信号灯管，才能使氖在灯管中的压力达到1.00×10－3 atm?
5.3 用图5.3的装置测量Ar气试样的压力，当大气压为746mmHg时，发现与Ar接触的汞面比空气接触的汞面低了48.0cm。试问Ar的压力是多少？用mmHg和千帕（kPa）表示。
5.4 某贮罐中的天然气，在20℃和大气压力下它的体积为200×106 m3。次日气温下降至－20℃，而压力不变。试问气体的体积变为多少？
5.5 某日汽车轮胎的表压在23℃时为165kPa。表压是总压与大气压力之差；大气压约为101kPa。若在高速公路行驶1小时后，如果轮胎体积不变，轮胎表压变为207kPa。问轮胎中空气温度是多少？
5.6 0℃时，一个20.0dm3的容器中装有15.0g的CO2，问它的压力应是多少？
5.7 标准温度与标准压力（STP）定为0℃与1.00atm。求在STP下，1摩尔理想气体所占有的体积，以及气体在25℃与1大气压下的摩尔体积。
5.8 最轻的气体是H2，最重的气体之一是UF6。问在100℃与98.6kPa下这两种气体的密度各是多少？
5.9 某有机液体含碳92.3%，含氢7.7%。它的最简式是什么？应用图5.7的装置，测定在100℃与100.6kPa下，226cm3该有机物的蒸气重0.573g。求它的分子量是多少？分子式是什么？
5.10 用锌与盐酸反应制备氢气：
Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)
如果在25℃时用排水法收集氢气，总压力为98.6kPa。已知25℃水的蒸气压约为3.2kPa。问产生2.50dm3这种湿的H2需要多少克Zn？
5.11 电解水的产物是H2与O2，若在24℃ 与100kPa下收集之，求它们的体积比。Avogadro是怎样由这些数据提出他的定律的？
5.12 某发动机中，最大汽缸体积约为0.500dm3，如果在50℃与1大气压下使空气进入汽缸。当压缩冲程结束、火花塞点火时，为使燃料在该空气中燃烧完全，问应向该汽缸送入辛烷（C8H18）多少克？假定空气含O221%（mol）。
5.13 0.326g XH2试样与水按下列方程式起反应：
XH2(s)+ 2H2O(l)X(OH)2(s) + 2H2(g)
在21℃与1大气压下测得干燥后的氢气的体积为0.375dm3。试求X的原子量。
5.14 将25℃、100kPa的N2 0.200dm3 和 125℃、160kPa的He 0.300dm3，装入25℃、1.00dm3的容器。计算：
A、N2与He的摩尔数； B、N2与He的分压； C、容器中的总压。
5.15 用van der waals方程求H2O(g) 在100℃ 与1.00atm 下的摩尔体积（求体积V时必须经过反复试验，第一次试验时可以用V理）。假定 VDW 方程在这一点上是准确的，计算在这些条件下与 H2O(g) 理想性质偏离的百分数。
5.16 假设25℃时某一空气试样中氮气和氧气的摩尔分数分别为0.79和0.21。求：
A、O2与N2分子的速度之比； B、O2与N2的摩尔动能之比； C、O2与N2的分压。
5.17 试问在什么温度下H2 分子具有10.0km/s的平均速度？估计在该温度下氢气中的声速。
5.18 如果某O2气试样通过毛细管渗流出来需要100秒，若有相同摩尔数的SO2从该管中渗流出来需要多少时间？
5.19 试绘制理想气体的下列图形：
A、P、n恒定时，V对T作图； B、V、T恒定时，P对n作图；
C、P、n恒定时，E平移 对T作图； D、P、V恒定时，n对T作图。
*5.20 为了使气球上升，气球所排除的空气的质量必须大于等于气球自身、球内气体与气球乘客质量的总和。如果气球和乘客共重170kg，在25℃与1大气压下使气球上升，问充氦气球的体积应是多少？如果气球内充入250℃的热空气，求气球的体积变为多大？（设气球上升过程中所遇空气的平均分子量为28.8。）
*5.21 在飞向月球途中，人造卫星背阴面上的温度计记录的温度是－270℃。而根据温度计附近的气体分子速度，按方程5.13计算相应温度却超过1000℃。试解释这些现象。
*5.22 当气体在恒容下加热，使1摩尔任何单原子气体温度升高1℃需要12J。能否说明，如何利用这个观测结果来验证方程5.14的正确性？
*5.23 气体从月球表面的逃逸速度Ve 约为2.4×103m/s，除非u≤0.20Ve ，所有气体都将在不到十亿年内全部跑完。如果月球表面温度在阳光照耀下是25℃，能否在月球大气中找到H2和O2？假定月球上大气压实际等于零，关于月球地质年代史，你能提出什么见解？
*5.24 在一经典实验中，在0℃和低压下精确测定二氧化碳的密度，其结果如下：
压力（atm）
密度(g/dm3)
1.00000
0.66667
0.33333
1.97676
1.31485
0.65596
用理想气体定律计算在各压力下的表观分子量。R=8.3141kPa·dm3/(mol·K)，0℃=273.15K。所求得的各MM值之差是由于气体与理想气体性质的偏离。以表观MM对压力作图，并将（直）线外推至压力为零（此时气体接近于理想气体）。表观MM在零压力处的极限值是CO2分子量的最佳值。假如给出二氧化碳的分子式和氧的原子量，由所求得的CO2的分子量求碳的原子量。
本题所用的方法称为分子量测定的极限密度法。这种方法在二十世纪早期被广泛用于求分子量和原子量。

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冯涌：化学教师手记之二 Email: fygzhxjsfd@