例子问题
例子问题1:理想气体定律
如果现在体积是25l,那么初始压强是10atm的气体的最终压强是多少?
25个自动取款机
50个自动取款机
5自动取款机
20个自动取款机
10自动取款机
20个自动取款机
使用P1V1 = P2V2
P1 = 10 atm;V1 = 50 l
P2 = X;V2 = 25 l
(10 atm) (50 l) = (x) (25 l)
x 500 = 25
x = 20
例子问题1:理想气体定律
理想气体样品在2L的容器中以320开尔文的温度加热。容器内压力2.5atm。如果体积减半,温度降低到250开尔文,容器内新的压强是多少?
由于气体是理想气体,我们可以用理想气体定律的一种变化来求出未知的最终压强。
因为我们知道两个容器之间的摩尔数是恒定的(R也是恒定的),我们可以简单地比较两个容器之间被操纵的三个因素:压力、体积和温度。利用波义耳定律和查尔斯定律的组合,我们可以用下面的等式来比较这两个容器。
用给定的值求解最终压强。
示例问题3:理想气体定律
理想气体在2atm时消耗60L。如果气体被压缩到30L,新的压力是多少?
理想气体定律(修正)
P1V1= P2V2
P1 = 2 atm;V1 = 60 l;P2 = ?;V2 = 30 l
(2) (60) = (X) (30)
P2 = 4atm
例子问题1:理想气体定律
氨是根据下面配平的等式生成的。
该反应允许在刚性容器中进行。8摩尔氢气和2摩尔氮气混合。施加在容器上的初始压力为5atm。
假设反应完成,反应发生后施加在容器上的压力是多少?
由于总压强依赖于容器中的摩尔数,我们可以用反应前后的摩尔数之比来确定容器中的最终压强。最初容器中有10mol气体,8mol氢气和2mol氮气。
下一步是确定在反应中产生了多少摩尔的氨,以及反应后是否还有多余的反应物。因为氢气和氮气的比例是1:3,所以只有6摩尔的氢气会被用来与2摩尔的氮气发生反应。
这就剩下了2mol的氢气。利用化学计量学和摩尔比,我们确定在消耗了两摩尔氮的反应中产生了四摩尔氨。
四摩尔的氨气,加上剩下的两摩尔氢气,在反应完成后,得到六摩尔的气体。
6摩尔是容器中初始摩尔数的60%所以最终压强是初始压强的60%我们可以用理想气体定律求解。
示例问题5:理想气体定律
在1atm和25 atm下,体积为10l的氧气中有多少摩尔oC ?(MW氧气= 32 g/mol)
0.41摩尔
4摩尔
14摩尔
2.5摩尔
0.041摩尔
0.41摩尔
使用PV = nRT
n = PV/ RT
P = 1 atm;V = 10 l;R = 0.0821 Latm/molK;T = 298 K(必须将温度切换到K)
N =气体的摩尔数
n = 1 (atm) (10 l) / (0.0821 latm / molK) (298 k)
n = 0.41摩尔
例子问题912:Ap化学
理想状态下的气体是多少摩尔如果它在37点的时候在4点的时候占据2L的空间oC ?
0.314摩尔
3.18摩尔
0.379摩尔
2.63摩尔
0.6摩尔
0.314摩尔
使用PV = nRT
n = PV / RT
= (2L)(4atm) / (0.0821 Latm/molK)(310k) <——必须将T改为K
= 8/25.451
= 0.314摩尔
示例问题7:利用吕萨克定律
如果1mol理想气体的样品在体积恒定的情况下,从2atm增加到3atm,初始温度为20˚C,样品的最终温度是多少?
303 k
30 k
195.3 k
439.5 k
439.5 k
因为理想气体样品的质量和体积是恒定的,所以压力的变化只引起温度的直接变化。这可以由下面的理想气体方程得到:.
示例问题7:理想气体定律
在760torr的压强和250K的温度下,有多少摩尔的二氧化碳占据16升的空间?
我们可以用理想气体定律计算摩尔数:
单位必须是国际单位:atm,升,开尔文等。对于这个问题,除了压强我们都用国际单位,压强用torr给出,而不是atm。
现在我们有了合适的单位,我们可以用已知的压强、温度和体积的值来求出气体的摩尔数。
例子问题1:理想气体定律
体积为3L、温度为298K的理想气体的2mol样品的压强下降了4atm。如果质量和温度保持不变,最终体积是多少?
首先,把初始条件代入理想气体方程,求出初始压强。
减少4atm,最终压强是12.31atm,我们可以把它代入理想气体方程,求出最终体积。
因为只有压强和体积变化,在求出初始和最终压强值后,也可以用波义耳定律。
例子问题1:利用吕萨克定律
氯气样品在温度为.容器体积为3L,压力为3atm。容器中氯气的质量是多少?
这个问题要求我们将理想气体定律中气体的摩尔数替换为质量除以摩尔质量。
然后我们就可以分离出容器中氯气的质量。
氯是双原子,所以它的分子量是相对原子质量的两倍。
温度必须用开尔文表示。
利用这些数值,我们可以求出容器中氯气的质量。