6.1.2　 理想气体状态方程的应用

[例1]在一定的温度和压力下，560mL的CO₂重1.00g；在相同温度和压力下，另一880mL的气体重1.50g。试求另一气体的相对分子质量。

解：及n=m/M,其中m是气态物质的质量,可得：

　　　　 M=

因为T、P相同，所以　　 =

M_x == 44.0= 42.0

答：这种气体的相对分子质量为42.0。

　 严格来说，理想气体状态方程只适用于分子本身没有体积和分子间无相互作用力的理想气体。真实气体的行为不完全服从理想气体状态方程式，只有在高温、低压下，用pV=nRT计算的结果才能接近实际情况。

6.1.1 理想气体状态方程

理想气体模型：“无体积、无吸引力及完全的弹性碰撞” 的质点模型。低压和高温下的气体基本上能满足上述模型。

理想气体基本假设：①分子本身的体积可以忽略不计。② 分子间的相互作用很小，忽略不计。③ 气体分子处于永恒的运动中。分子间相互碰撞或分子对器壁的碰撞都是弹性碰撞。

联系气体体积，压力和温度之间关系的方程--理想气体状态方程：　

　pV=nRT　 　PV=nRT=(m/M)RT　　 M=mRT/PV　　

R为摩尔气体常数，其数值取决于p和V的单位。

R = 8.314 Pa·m³·mol^-1·K^-1 (J=Pa.m³)

= 8.314 kPa·L•mol^-1·K^-1　

= 8314 Pa·L·mol^-1·K^-1

使用气体常数时，必须注意p、V的单位。

6.1　 理 想 气 体 定 律

气体的基本特征：良好的扩散性和高度的可压缩性。

22. N₂和H₂在恒定温度下于密闭容器中反应，N₂和H₂的起始浓度分别为和，反应达平衡时有10%的N_2­被消耗，回答：

(1)平衡后的压强为原压强的百分之几？

(2)此时氨占气体总体积的百分之几？

(3)此时若使容器中氨的浓度超过，可采取哪些措施？

21. 在浓硝酸中放入铜片：　

(1)开始反应的化学方程式为　　　　　　　　　 ，实验现象为　　　　　 　　　。

(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式是　　　　　　　　　　　 。

(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上有气泡产生，其原因是

　　　　　　　　　　　　 。

(4)若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是　　　　　 ，所得气体的平均相对分子质量为　　　　 。

20. 合成氨工业中，原料气(、及少量CO、NH₃的混合气)，在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：

(1)必须除去原料气中CO的原因是　　　　　　　　　　　　　　

(2)醋酸二氨合铜(I)溶液吸收原料气中的CO的适宜条件是　　　　　　　

(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力，以供循环使用醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件应是　　　　　　　　　　 。

19. 在硫酸工业中，通过下列反应使转化为，已知常压下平衡混合气体中体积分数为91%，试回答：

(1)在生产中常用过量的空气是为了　　　　　　　　　　　 。

(2)加热到400℃-500℃是由于　　　　　　　　　　　　　 。

(3)压强采用　　　　 ，原因是　　　　　　　　　　　　　 。

(4)常用浓来吸收而不用水，因为　　　　　　　　　　 。

18. 侯德榜制碱法是先把HN₃通入饱和食盐水中而成氨盐混合溶液，再通入CO₂发生碳酸化反应，生成NaHCO₃沉淀和含大量NH₄Cl及其他成分的母液，经过滤、洗涤、煅烧NaHCO₃得纯碱，并设法使母液中NH₄Cl结晶出来得化肥。

根据以上叙述回答下列问题：

(1)制碱的主要反应是　　　　　　　　　　 ，此复分解反应温度应控制在30℃左右才能顺利进行，这是因为在此温度下　　　　　　　　　 的缘故。

(2)在母液中除含有大量和一部分外，还含有 　　　　成分。

(3)如饱和食盐水中含为10mol，在通入时为防止较多的生成，通入的的量至少接近　　　　 mol，理论上计算，当氨的物质的量与的物质的量比值在　　　　　 范围内会生成和两种盐类，不利于生成，所以要通入过量。

(4)在分离母液中的时，为防止与同时结晶出来，采取通入少量使转变为的办法，其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

17.(15分)如图所示，向A中充入1molX和1molY，向B中充入2molX和2molY，起始时，。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下述反应：

　　　　　　　 　　　　　　　　　A　　　　　　　　 B

；(X、Y、Z、W均为气体)，达到平衡时，试回答：

(1)A中的X的转化率　　　　　 ；

(2)A、B中X转化率的关系：　　　　 (填“＞”、“＝”、“＜”)

(3)打开K，一段时间又达平衡时，A的体积为　　　　 L(连通管中气体体积不计)

(4)在(3)达平衡后，同时等幅升高A、B的温度，达新平衡后，A的体积　　　 (填“变大”、“不变”、“变小”)，其理由是　　　　　　 　　　　　　。

16.(4分)下列方法中可以证明

已达平衡状态的是　　　　　　 。

① 单位时间内生成nmolH₂的同时生成nmolHI

② 一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

③ 百分组成HI%=I₂%

④ 反应速率

⑤ 时

⑥ 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化

⑦ 温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑧ 条件一定混合气体的平均分子量不再变化

⑨ 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化