第一章 气体和溶液
1有多个用氦气填充的气象探测气球，在使用过程中，气球中氦的物质的量保持不变，它们的初始状态和最终状态的实验数据如下表所示。试通过计算确定表中空位所对应的物理量，以及由（2）的始态求得M（He）和（3）的始态条件下ρ（He）。
表1-2-1 初始态及最终态实验数据
解：（1）根据题意可知，p1＝p2＝110.0kPa，V1＝5.00×103L，T1＝273.15＋47＝320.15K，T2＝17＋273.15＝290.15K。
由于n，p恒定，V1/V2＝T1/T2，因此
（2）已知p1＝1.02atm×101.325kPa/（1atm）＝103.4kPa，V1＝3.5×103L，V2＝5.10×103L，T1＝T2＝273.15K。
由于n，T恒定，p1V1＝p2V2，因此
因为M＝mRT/（ρV），所以
（3）已知p1＝101.325kPa×0.98＝99.30kPa，V1＝104L，T1＝303K，p2＝60.80kPa，V2＝1.36×104L。
由于n一定，p1V1/T1＝p2V2/T2，因此
因为pV＝nRT，m＝ρV，n＝m/M，所以
2某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮的质量分数以ω（N）＝30.5%；某一容器中充有该氮氧化物的质量是4.107g，其体积为0.500L，压力为202.65kPa，温度为0℃。试求：
（1）在标准状况下，该气体的密度。
（2）该氧化物的相对分子质量Mr和化学式。
解：（1）根据Boyle定律可知，标准状况下的气体体积为
V＝202.65kPa×0.500L/（101.32kPa）＝1.00L
由密度的定义，可得ρ＝m/V＝4.107g/（1L）＝4.107g·L－1。
（2）该气体的物质的量为n＝pV/（RT）＝202.65kPa×0.5L/（8.314J·mol－1·K－1×273.15K）＝0.0446mol。
该气体的摩尔质量为Mr＝m/n＝4.107g/（0.0446）mol＝92.1g·mol－1。
则氮的原子数为（N）＝92.1×30.5%/14＝2。
氧的原子数为（O）＝92.1×（1－30.5%）/16＝4。
所以该气体的化学式为N2O4。
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3、在0.237g某碳氢化合物中，其ω（C）＝80.0%，ω（H）＝20.0%。22℃，756.8mmHg下，体积为191.7mL。确定该化合物的化学式。
解：该化合物的物质的量为
碳的物质的量为n（C）＝mω（C）/[M（C）]＝0.237g×0.8/（12g·mol－1）＝0.0158mol。
氢的物质的量为n（H）＝mω（H）/[M（H）]＝0.237g×0.2/（1g·mol－1）＝0.0474mol。
则碳的数目为（C）＝n（C）/n＝0.0158/（7.88×10－3）＝2。
氢的数目为（H）＝n（H）/n＝0.0474/（7.88×10－3）＝6。
所以此化合物的化学式为C2H6。
4、在容积为50.0L的容器中，充有140.0g的CO和20.0g的H2，温度为300K。试计算：
（1）CO与H2的分压。
（2）混合气体的总压。
解：（1）两气体的分压与其物质的量成正比，所以只要计算其物质的量即可计算出分压。
n（CO）＝m（CO）/[M（CO）]＝140.0g/（28.0g·mol－1）＝5.0mol
n（H2）＝m（H2）/[M（H2）]＝20.0g/（2.0g·mol－1）＝10.0mol
p（CO）＝n（CO）RT/V＝5.0mol×8.314J·mol－1·K－1×300K/（50.0L）＝249kPa
p（H2）＝n（H2）RT/V＝10mol×8.314J·mol－1·K－1×300K/（50.0L）＝499kPa
（2）由气体的分压定律
，可得
p＝p（CO）＋P（H2）＝249kPa＋499kPa＝748kPa
5在激光放电池中的气体是由2.0mol CO2，1.0mol N2和16.0mol He组成的混合物，总压为0.30MPa。计算各组分分压。
解：气体总的物质的量为n＝2.0mol＋1.0mol＋16.0mol＝19.0mol。
根据分压定律，气体的分压与其物质的量成正比，所以pB＝p×nB/n，则
p（CO2）＝0.0316MPa；p（N2）＝0.0158MPa；p（He）＝0.2526MPa。
……
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