例子问题
例子问题1:积液
在容器(容器A)中存在氖气和氩气的混合物。容器中这两种气体的含量相等。在容器中形成一个小针孔,允许气体泄漏到空容器(容器B)中。泄漏时间非常短,针孔最终被堵塞,导致两个容器中两种气体的混合。
以下哪一种说法是正确的在针孔被堵上之后?
容器B中氖原子的数量是氩原子的两倍
两种气体在容器A中的分压相等
容器A中氩气的分压大于氖的分压
容器B中氩原子的数量是氖原子的两倍
容器A中氩气的分压大于氖的分压
两种气体的渗出速率可以用下式来比较:
在这里,渗出率与气体分子质量的平方根成反比。因为这种关系是分子质量的平方根,所以我们不会观察到氖和氩的渗出比为2:1。
然而,我们会看到,与氩气相比,更多的氖气从容器A中流出,因为氖气是较轻的气体,因此有更快的流出速率。因此,当针孔被堵塞后,a容器中氩的含量会比氖的含量多。这导致在容器a中氩的分压比氖大。
例子问题1:积液
一个玻璃盒子里装着等量的氢、氮、氧和溴。气体被允许通过一个小洞离开容器。哪种气体从洞里出来最快?
溴
氢
它们都以相同的速率排出因为温度是恒定的
氧气
氮
氢
在特定的温度下,所有气体分子的平均动能是相等的。由于氢气在这些气体中质量最低,所以它的平均速度最高。这意味着它会以比其他气体更快的速度从小孔中流出。相反,与其他气体相比,溴的质量最大,出洞最慢。
这种关系在数学上用格雷厄姆定律表示:
随着质量的增加,积液率降低。
例子问题1:积液
下列哪种气体的渗出率最高?
氧气
氦
二氧化硫
氮
二氧化碳
氦
气体的渗出速率与其分子质量的平方根成反比(格雷厄姆定律)。
分子量最低的气体泄漏最快。
氧气:
氮:
二氧化碳:
二氧化硫:
氦:
最轻,也是最快的气体是氦气。
例子问题1:积液
分子A的质量是分子b的两倍。每个分子的样本被释放到单独的、相同的容器中。哪种化合物的扩散速率更高?
一个分子
它们会有相同的扩散速率
分子A的初始速率会更快;两个分子会达到相同的最终速率
没有足够的信息来确定相对扩散速度
分子B
分子B
根据格雷厄姆定律,气体分子的扩散速率与该分子质量的平方根成反比。因为B分子的质量比a分子小,所以它的扩散速率要高。
注意:这也适用于查找积液率。
例子问题1:积液
在容器(容器A)中存在氖气和氩气的混合物。容器中这两种气体的含量相等。在容器中形成一个小针孔,允许气体泄漏到空容器(容器B)中。泄漏时间非常短,针孔最终被堵塞,导致两个容器中两种气体的混合。
假设在针孔被堵住后,容器B中有100个氩原子,你预计容器B中大约有多少氖原子?
我们可以用下面的等式来比较这些气体的渗出率。
把氖气称为“气体1”,把氩气称为“气体2”,我们可以把这两种气体的分子质量代入方程,比较它们的渗出率。
这个比例等于氖气的渗出速率除以氩气的渗出速率,给出容器B中氖气原子与氩气原子的比值。
结果是,每100个氩气原子就会有141个氖气原子从针孔中流出。请记住,较重的气体将以较慢的速度涌出较轻的气体;因此,我们可以预期容器B中的氖比氩多。
例子问题1:物质的解和状态
一个20厘米的管子里装着两个棉球,两端各一个。左边的棉球被未稀释的盐酸浸透。合适的棉球浸泡在一种未稀释的神秘化合物中。两个棉球的蒸汽可以在管子里混合。
让我们假设这两种化合物在离右棉球左边6厘米的管子中形成沉淀。这个神秘化合物的摩尔质量是多少?
这个问题是非常困难的,因为可能无法立即看出测试的是什么概念。当化合物的蒸气混合和反应时,我们能够确定在给定的时间内,每个蒸气从棉球进入管子的距离。试管长20厘米,反应发生在距离神秘化合物棉球6厘米的地方。由此,我们可以确定,在相等的时间内,HCl蒸汽传播了14厘米,而神秘化合物传播了6厘米。
为了解决这个问题,我们用格雷厄姆定律来比较两种气体的摩尔质量和扩散速率。
由于HCl在与神秘化合物相互作用前向右移动了14cm,我们知道神秘化合物只向左移动了6cm。因此,扩散比为2.33。
现在,我们需要找到反摩尔质量的平方根,它等于这个扩散比。
所以,这个神秘化合物的摩尔质量是198克每摩尔。这是有道理的,因为较大的气体比较小的气体移动得更慢。
例子问题1:积液
下列哪种气体的渗出率最高?
气体的渗出速率与气体分子量的平方根成反比。
气体越轻,它就会越快地涌出;气体的质量越重,它喷出的速度就越慢。
在所有的选择中,氦(He)具有最低的分子量(在这种情况下是原子量),因此它将有最高的渗出率。
示例问题8:积液
气体A的摩尔质量是这些气体中哪一种会通过小孔喷射得更快?由多少?
B气体流出比气体A快一倍
天然气流出比气体B快一倍
B气体流出比气体A快一倍
天然气流出比气体B快一倍
B气体流出比气体A快一倍
为了回答这个问题,让我们先考虑什么是积液以及什么因素会影响积液。积液是气体通过分隔两个不同空间的小孔的运动。因为气体粒子在随机方向上移动,其平均速度取决于样品的温度,较轻的气体粒子将比较重的气体粒子移动得更快。这是因为在给定的温度下,样品中的所有气体粒子都具有相同的平均动能。因此,我们可以预期摩尔质量较高的气体粒子比摩尔质量较低的气体扩散得更慢。这意味着气体B应该比气体A更快地渗出。
下一步是实际计算气体B的积液比气体a的多多少,为此,我们需要使用下面的等式:
因为我们知道气体A是乘以气体B的质量,我们可以把它代入方程来解出气体B的渗出率与气体A的渗出率之比。
因此,气体B会泄漏比气体A快一倍。
例子问题1:积液
氧气的渗出速度比氢气快/慢多少?
慢16倍
快2倍
快4倍
慢4倍
慢2倍
慢4倍
积液:
而且必须使用,因为它们以双分子的形式存在。正确答案是氧气的泄漏速度比氢气慢4倍。
例子问题1:气体
COCl2(g)⇌CO (g) + Cl2(g)
最初,一个反应室只包含2mol的col2反应达到上述平衡后,测得压力为2.60 atm。压力增加最有可能的原因是什么?
热在反应过程中释放出来
热在反应过程中被消耗掉
容器内的分子越多,原子与容器壁发生碰撞的可能性就越大,从而导致压力增加。
CO大于col2
CL2是双原子气体吗
容器内的分子越多,原子与容器壁发生碰撞的可能性就越大,从而导致压力增加。
平衡表达式表示一摩尔的col2(g)会分解成CO (g)和Cl21摩尔气体在方程的左边,2摩尔气体在方程的右边。压力的增加是由于反应室内气体分子数量的增加。