第二章后习题答案
习题
1. 水在20℃时的饱和蒸气压为2.34 kPa 。若于100g水中溶有10.0 g蔗糖(Mr= 342),求此溶液的蒸气压。
解 根据 xA?nA,
nA?nB n(H2O)?100g10.0g?5.56moln(蔗糖)??0.0292mol
18.0g?mol-1342g?mol?1 x(H2O)?n(H2O)5.56mol??0.995
n(H2O)?n(蔗糖)5.56mol?0.0292molp?p0x(H2O)?2.34kPa?0.995?2.33kPa
2. 甲溶液由1.68 g蔗糖(Mr=342)和20.00 g水组成,乙溶液由2.45 g (Mr= 690)的某非电解质和20.00 g水组成。
⑴ 在相同温度下,哪份溶液的蒸气压高?
⑵ 将两份溶液放入同一个恒温密闭的钟罩里,时间足够长,两份溶液浓度会不会发生
变化,为什么?
⑶ 当达到系统蒸气压平衡时,转移的水的质量是多少?
解 (1) n(甲)?1.68g?0.004912mol ?1342g?mol2.45g?0.003551mol
690g?mol?1n(乙)?b(甲)?b(乙)?0.004912mol?0.2456mol?kg?10.0200kg
0.003551mol?0.1775mol?kg?1
0.0200kg溶液乙的蒸气压下降小,故蒸气压高。
(2)乙溶液浓度变浓, 甲溶液浓度变稀。因为浓度不同的溶液置于同一密闭容器中,
由于bB不同,P不同, 蒸发与凝聚速度不同。乙溶液蒸气压高,溶剂蒸发速度大于甲溶液蒸发速度,所以溶液乙中溶剂可以转移到甲溶液。
(3)设由乙溶液转移到甲溶液的水为x(g), 当两者蒸气压相等时,则
b(甲)?b(乙)0.004912mol0.003551mol?(20.00?x)g(20.00?x)gx = 3.22g
3. 将2.80 g难挥发性物质溶于100 g水中,该溶液在101.3 kPa下,沸点为100.51℃ 。求该溶质的相对分子质量及此溶液的凝固点。(Kb = 0.512 K·kg·mol-1,Kf = 1.86K·kg·mol-1)
解 ?Tb?Tb?Tb0?(100.51?273.15)K?(100.00?273.15)K?0.51K
bB?ΔTb0.51K??0.996mol?kg?1 ?1Kb0.512K?kg?molm2.80g?1 ??28.1g?mol?1bBV0.996mol?kg?0.100kgMr??Tf?KfbB?1.86K?kg?mol?1?0.996mol?kg?1?1.85K
该溶液的凝固点Tf为-1.85℃
4. 烟草有害成分尼古丁的实验式是C5H7N,今将538 mg尼古丁溶于10.0 g水,所得溶液在101.3 kPa下的沸点是100.17 ℃。求尼古丁的分子式。
0解 ?Tb?Tb?Tb?0.17K
bB?ΔTb0.17K?1 ??0.332mol?kgKb0.512K?kg?mol?1Mr?m0.538g??162g?mol?1 ?1bB0.0100kg?0.332mol?kg尼古丁的分子式为: C10H14N2
5. 溶解3.24 g硫于40.0 g苯中,苯的凝固点降低1.62℃。求此溶液中硫分子是由几个
硫原子组成的?(Kf = 5.10 K·kg·mol-1 )
解 bB?ΔTf1.62K??0.318mol?kg?1 ?1Kf5.10K?kg?molm3.24g??255g?mol?1
?1bB0.0400kg?0.318mol?kgMr?此溶液中硫原子是由8个硫原子组成。
6. 试比较下列溶液的凝固点的高低:(苯的凝固点为5.5 ℃,Kf = 5.12 K·kg·mol-1,水的Kf = 1.86 K·kg·mol-1)
⑴ 0.1 mol·L-1蔗糖的水溶液; ⑵ 0.1 mol·L-1乙二醇的水溶液; ⑶ 0.1 mol·L-1乙二醇的苯溶液; ⑷ 0.1 mol·L-1氯化钠水溶液。
解 对于非电解质溶液?Tf?KfbB,电解质溶液ΔTf?iKfbB,故相同浓度溶液的凝固点的大小顺序是: ⑶>⑴=⑵>⑷
7. 试排出在相同温度下,下列溶液渗透压由大到小的顺序: ⑴ c(C6H12O6)= 0.2 mol·L-1; ⑵ c(1Na2CO3)?0.2mol?L?1;
2⑶ c(Na3PO4)?0.2mol?L ; ⑷ c(NaCl)= 0.2 mol·L-1。
解 根据非电解质溶液??cRT, 电解质溶液??icRT,渗透压大小顺序是:
⑷ > ⑵ > ⑶ > ⑴
8. 今有一氯化钠溶液,测得凝固点为 -0.26 ℃,下列说法哪个正确,为什么? ⑴ 此溶液的渗透浓度为140 mmol·L-1; ⑵ 此溶液的渗透浓度为280 mmol·L-1; ⑶ 此溶液的渗透浓度为70 mmol·L-1; ⑷ 此溶液的渗透浓度为7 153 mmol·L-1 。 解 由于 NaCl 在水溶液中可以电离出2倍质点数目,该溶液的渗透浓度可认为
13?1{c0s}mol?L-1?{2bB}mol?kg?1:
2bB?0.26K?0.140mol?kg?1 ?11.86K?kg?mol所以(1)正确,氯化钠溶液的渗透浓度应为140 mmol·L-1
9. 100 mL水溶液中含有2.00 g 白蛋白,25 ℃ 时此溶液的渗透压力为0.717 kPa 求白蛋白的相对分子质量。
0.717kPa解 c(白蛋白)?Π??2.89?10?4mol?L?1 ?1-1RT8.314kPa?L?mol?K?(273?25)K