物理化学:物质的相与性质

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例子问题

例子问题1:气体

在恒定的温度和摩尔下,关于气体的压强和体积,下面哪个选项是正确的?

可能的答案:

压力与体积呈线性正相关关系

压力与体积呈指数关系,呈负相关关系

压力与体积呈指数正相关关系

压强和体积相互独立

正确答案:

压力与体积呈线性正相关关系

解释

首先,我们需要弄清楚哪种气体定律适用于这里。题目说温度和摩尔是常数。这意味着我们正在处理波义耳定律,该定律指出压力与体积成反比。反比意味着压力随着体积的增加而减小,反之亦然。请注意,关系仍然是线性的(一个变量的变化导致另一个变量的比例变化),但两个变量有负相关。正相关是指增加或减少一个变量也会增加或减少另一个变量。

例子问题1:气体

根据__________定律,温度会升高__________恒定压强和恒定摩尔的体积。

可能的答案:

博伊尔的……减少

查尔斯的……减少

查尔斯的……增加

博伊尔的……增加

正确答案:

查尔斯的……增加

解释

回想一下,查尔斯定律定义了恒定压强和恒定摩尔下温度和体积的关系。定律规定这两个变量彼此成正比。这意味着增加或降低温度对体积的影响是一样的。这是有道理的,因为升高温度会增加粒子的动能。这使得粒子更容易远离彼此并膨胀,从而导致体积的增加。

例子问题1:气体定律

实验室正在分析一种未知气体。你把这种气体在容器中.你观察到气体的压强和体积是而且,分别。气体的特性是什么?假设气体是理想状态。

可能的答案:

氧气

正确答案:

氧气

解释

为了解决这个问题,我们需要使用理想气体定律方程:

上图中,压强是多少体积单位是升,摩尔,,是温度,单位是开尔文。题目给出了压强,体积和温度;因此,我们可以解出.首先,我们需要把温度从摄氏度转换成开尔文。

重新整理理想气体定律并求解


题目说你在容器里放了一克气体。既然我们知道了物质的量,我们就能解出气体的分子质量并从分子质量求出它的单位。

氧气的分子量,;因此,未知气体一定是氧气。

例子问题1:气体定律

氩气样品在压力为0.959atm,温度为,体积为563mL。如果气体在恒定的温度下被压缩,直到它的压力是1.40atm,那么气体样品的最终体积是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

如题中所述,氩气温度恒定,体积和压力变化,因此我们需要使用波义耳定律:

已知初始压强,初始体积,和最终压强,需要解出最终体积。因此,我们可以将波义耳定律改写为:

代入已知值并求解。

例子问题1:气体

在压力为0.723atm,温度为,体积为16.0L。如果让气体在恒定温度下膨胀到24.2L的体积,气体样品的压力是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

甲烷气体,如题目所述,温度恒定,体积和压力变化,所以我们需要使用波义耳定律:

已知初始压强,初始体积,和最终体积需要解出最终压强。因此,我们可以将波义耳定律改写为:

代入已知值并求解。

例子问题2:气体

已知理想气体定律:

\ P = \rho \frac{R}{M}T

在哪里是密度,是压力,气体是常数吗,摩尔质量,和是温度。

根据理想气体定律,下列哪个选项是正确的?

一、压力与体积成反比

2压力和密度成反比

3压力和温度成正比

密度与温度成反比

v, R和M成反比

可能的答案:

I, ii, iii, iv, v

第三,我

Ii, iii, v

Iii, iv, v

I, iii, iv

正确答案:

I, iii, iv

解释

条件一为真。压力和体积成反比。理想气体随体积的定律可以重新推导为:

我们引入摩尔的表达式:

n = {\frac{m}{m}}

在哪里摩尔,是质量,并且摩尔质量是

重新排列(1)来求解然后代入下面的式子:

\ P = \rho \frac{R}{M}T

我们得到:

(2)

最后,我们使用下面的密度,其中是体积,插入(2)

质量约掉了,我们得到了用体积和摩尔表示的理想气体定律。

条件二为假。从方程中可以清楚地看出,压力和密度成正比。

条件III是正确的,因为从方程中可以清楚地看出,温度和压力成正比。

条件IV成立,因为分子上密度和温度在方程的同一侧,所以两者成反比。

条件V为假,因为理想气体常数和摩尔质量可以重新排列到方程的两端和分子中。

例子问题1:实气体和理想气体

在什么条件下气体会偏离理想状态?

一、低温

2高温

3低压

四、高压

五、气体的行为总是理想的

可能的答案:

II及IV

I和IV

V只

I和III

II及III

正确答案:

I和IV

解释

气体在低温高压下偏离理想状态。这是因为气体分子运动理论的假设忽略了分子的体积和所有气体分子之间的相互作用。然而,对于真实的气体来说,这两种情况都不成立。随着温度的升高,粒子的动能可以克服分子间的吸引力或排斥力。在高压和随后的小体积下,分子之间的距离变短,因此分子间的作用力变得显著。所以,理想条件是分子之间的距离很大,每个分子的能量相对于分子间作用力要大得多。这种情况发生在压力低而温度高的情况下。

例子问题1:气体

给定范德瓦尔斯方程:

哪个表述准确地识别并解释了范德华斯对理想气体定律的修正,其中第一个修正是项,第二个修正是术语?

可能的答案:

第一个修正是通过减小分子体积作为分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积的增加和分子数量的增加而增加压强来修正分子吸引力。

第一个修正是通过减小分子体积作为分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积减小和分子数量增加而减小压强来修正分子吸引力。

第一个修正是通过增加分子体积作为分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积增加和分子数量增加而降低压强来修正分子吸引力。

第一个修正是通过增加分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积减小和分子数量增加而增加压强来修正分子吸引力。

第一个修正是通过增加分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积的增加和分子数量的增加而增加压强来修正分子吸引力。

正确答案:

第一个修正是通过减小分子体积作为分子数量的函数来修正分子体积,第二个修正是通过随着体积减小和分子数量增加而减小压强来修正分子吸引力。

解释

所有的表述都是类似的,但只有一个表述正确地指出了由此引起的体积和压强的变化。让我们通过修正来分析一下。

修正1:

修正减小了体积,因为它是减法从整体体积来看。随着n(或分子数)的增加,体积会减小。

调整2:

因为我们在做减法从总压强来看,我们通过减小压强来修正分子间的引力。我们用一项来做这个它变大了增大和变大减少。

例子问题1:依数性

加入29g氯化钠后100mL溶液的沸点是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们可以用沸点升高方程来求解的新沸点。

温度的变化等于沸点升高常数乘以溶液的质量摩尔浓度乘以范霍夫因子。范霍夫因子是一个变量,它包含了添加的溶质在溶液中溶解的离子的数量。氯化钠会溶解成两个离子,所以范霍夫因子是2。

这意味着水的沸点提高了5.2度,这意味着溶液的沸点是105.2摄氏度。

例子问题2:依数性

当在一升水中加入20克溶质时,冰点就变成了溶质的摩尔质量是多少?

假设溶质在溶液中不产生离子。

可能的答案:

正确答案:

解释

我们可以用凝固点降低方程来确定未知溶质的摩尔质量。

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