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第五章习题解答
1. 32.2g芒硝(Na2SO4·10H2O)溶于150g水中,求溶液的质量摩尔浓度。
解:Na2SO4·10H2O的摩尔质量为322g/mol,Na2SO4的摩尔质量为142g/mol。 溶质的质量
32.2?142?14.2g 322溶质的物质的量
nB?14.2?0.100mol142
溶剂的质量
mA?150?(32.2?14.2)?168g
质量摩尔浓度
bB?nB0.100??0.595mol/kg ?3mA168?102.将10g NaOH溶解在90g水中配成溶液,求该溶液中NaOH和水的摩尔分数各为多少? 解:
nNaOH?nH2O10?0.25mol40 90??5.0mol18
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xNaOH?xH2O0.25?0.0480.25?5.0 5.0??0.9520.25?5.0
3.在298K和100kPa下,已知含甲醇的摩尔分数xB为0.458的水溶液密度为0.8946kg/L,甲醇的偏摩尔体积
VCH3OH?39.80ml/mol,试求该水溶液中水的偏摩尔体积VH2O。
解:1mol xB为0.458的甲醇水溶液的体积为
Vm?m??0.458?32?(1?0.458)?18?0.02729ml/mol
0.8946Vm?xCH3OHVCH3OH?xH2OVH2O
VH2O?Vm?xCH3OHVCH3OHxH2O
V?nCH3OHVCH3OH?nH2OVH2O
VH2O?V?nCH3OHVCH3OHnH2O?0.02729?0.458?39.80?16.72ml/mol
1?0.4584.在298K和100kPa下,摩尔分数xB为0.3的甲醇水溶液中,水(A)和甲醇(B)的偏摩尔体积分别为VHO?17.765ml/mol,
2VCH3OH?38.632ml/mol。已知在该条件下,甲醇和水的摩尔体积分
别为Vm,CHOH?40.722ml/mol,Vm,HO?18.068ml/mol。现在需要配制上
32述溶液1000ml,试求(1)需要纯水和纯甲醇的体积;(2)混合前后体积的变化值。
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解:(1)V1?nBVB?nAVA
以1mol甲醇水溶液为基准,则
xB:xA?nB:nA?0.3:0.7?nB?V1?3nA 73nA?38.632?nA?17.765?1000ml 7解得 nA?29.14mol,nB?12.49mol (2)混合前甲醇的体积为
V(CH3OH)?Vm,CH3OH?12.49?40.722?12.49=508.6ml
混合前水的体积为V(H2O)?Vm,HO,?29.14?18.068?29.14=526.5ml
2混合前总体积为V0?526.5?508.6?1035.1ml
?V?V后?V前?V1?V0?1000?1035.1??35.1ml
5.在293K时,乙醚的蒸汽压为58.95KPa,今在0.1kg乙醚中,溶入某不挥发性有机物质0.01kg乙醚的蒸汽压降到56.79kPa,试求该有机物质的摩尔质量。 解:由Roault 定律
*pA?pA?xA
xA?pA56.79??0.96 *pA58.95m乙/M乙nA0.1/74?10?3xA????0.96 ?33nA?nBm乙/M乙?m未/M未0.1/74?10?0.01?10/M未解得 M未?177.6g/mol
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6.取0.749g谷氨酸溶于50.0g水,其凝固点降低0.188K,求谷氨酸的摩尔质量。
解:设所求物质的摩尔质量为MB,水的凝固点降低常数Kf=1.86K×kg /mol 由
?Tf?KfbB?KfmB
mAMBMB?KfmB
?TfmAMB?1.86?0.749?148g/mol
0.188?507.把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在101325Pa下沸点升高0.155K,求水的沸点升高常数。 解:已知葡萄糖的摩尔质量为180g/mol。 根据?Tb?KbbB
1.090.155?Kb?180
201000Kb=0.512 K·kg/mol
8.今有两种溶液,一种是1.50g尿素CO(NH2)2溶在200g水中,另一种是42.8g未知物溶于1000g水中,这两种溶液在同一温度结冰,求这个未知物的摩尔质量。
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解:尿素的摩尔质量为60g/mol,设未知物的摩尔质量为M。 根据公式 ?Tf=KfbB
?Tf(尿素)?Kf??Tf(未知数)1.5060?200?10?342.8?Kf?M?1000?10?3
由:ΔTf (尿素)=ΔTf(未知物)
1.5042.8 ??3?360?200?10M?1000?10得 M=342g/mol
9.设某一新合成的有机化合物X,其中含碳、氢和氧的质量分数分别为ωc=0.632,ωH=0.088和ωO=0.28。今将0.0702g该有机物溶于0.0804g樟脑中,凝固点比纯樟脑下降了15.3K。求X的摩尔质量及其化学式。已知樟脑的凝固点降低常数为Kf?40.0K?kg/mol(由于樟脑的凝固点降低常数较大,
虽然溶质的用量较少,但凝固点降低值仍较大,相对于沸点升高的实验,其准确度较高)。
解:由C、H、O质量百分数,得该化合物中,C、H、O原子个数比为
C:H:O=0.06230.0880.28::?3:5:1 12116设分子式为(C3H5O1)n,则分子量为:
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