题目
100°C时,100g水中含有35.4g NaCl(M()=58.44)的溶液上方蒸气压为78020.25Pa。则溶液中水的活度和活度系数分别为()A. a(H2O)=0.567,γ(H2O)=0.902B. a(H2O)=0.770,γ(H2O)=0.8540C. a(H2O)=0.835,γ(H2O)=0.652D. 无法计算
100°C时,100g水中含有35.4g NaCl(M()=58.44)的溶液上方蒸气压为78020.25Pa。则溶液中水的活度和活度系数分别为()
A. a(H2O)=0.567,γ(H2O)=0.902
B. a(H2O)=0.770,γ(H2O)=0.8540
C. a(H2O)=0.835,γ(H2O)=0.652
D. 无法计算
题目解答
答案
B. a(H2O)=0.770,γ(H2O)=0.8540
解析
步骤 1:计算溶液中水的质量摩尔浓度
首先,计算溶液中水的质量摩尔浓度。已知100 g水中含有35.4 g NaCl,NaCl的摩尔质量为58.44 g/mol。因此,NaCl的摩尔数为:
\[ n_{NaCl} = \frac{35.4}{58.44} \approx 0.6057 \text{ mol} \]
水的摩尔数为:
\[ n_{H2O} = \frac{100}{18.015} \approx 5.551 \text{ mol} \]
水的质量摩尔浓度为:
\[ b_{H2O} = \frac{n_{H2O}}{m_{H2O}} = \frac{5.551}{0.1} = 55.51 \text{ mol/kg} \]
步骤 2:计算水的活度
根据拉乌尔定律,溶液上方的蒸气压与纯水的蒸气压之比等于水的活度。已知100°C时纯水的蒸气压为101325 Pa,溶液上方的蒸气压为78020.25 Pa。因此,水的活度为:
\[ a_{H2O} = \frac{78020.25}{101325} \approx 0.770 \]
步骤 3:计算水的活度系数
水的活度系数可以通过水的活度和水的质量摩尔浓度计算得到。根据拉乌尔定律,水的活度系数为:
\[ \gamma_{H2O} = \frac{a_{H2O}}{x_{H2O}} \]
其中,\( x_{H2O} \)为水的摩尔分数,计算如下:
\[ x_{H2O} = \frac{n_{H2O}}{n_{H2O} + n_{NaCl}} = \frac{5.551}{5.551 + 0.6057} \approx 0.899 \]
因此,水的活度系数为:
\[ \gamma_{H2O} = \frac{0.770}{0.899} \approx 0.8540 \]
首先,计算溶液中水的质量摩尔浓度。已知100 g水中含有35.4 g NaCl,NaCl的摩尔质量为58.44 g/mol。因此,NaCl的摩尔数为:
\[ n_{NaCl} = \frac{35.4}{58.44} \approx 0.6057 \text{ mol} \]
水的摩尔数为:
\[ n_{H2O} = \frac{100}{18.015} \approx 5.551 \text{ mol} \]
水的质量摩尔浓度为:
\[ b_{H2O} = \frac{n_{H2O}}{m_{H2O}} = \frac{5.551}{0.1} = 55.51 \text{ mol/kg} \]
步骤 2:计算水的活度
根据拉乌尔定律,溶液上方的蒸气压与纯水的蒸气压之比等于水的活度。已知100°C时纯水的蒸气压为101325 Pa,溶液上方的蒸气压为78020.25 Pa。因此,水的活度为:
\[ a_{H2O} = \frac{78020.25}{101325} \approx 0.770 \]
步骤 3:计算水的活度系数
水的活度系数可以通过水的活度和水的质量摩尔浓度计算得到。根据拉乌尔定律,水的活度系数为:
\[ \gamma_{H2O} = \frac{a_{H2O}}{x_{H2O}} \]
其中,\( x_{H2O} \)为水的摩尔分数,计算如下:
\[ x_{H2O} = \frac{n_{H2O}}{n_{H2O} + n_{NaCl}} = \frac{5.551}{5.551 + 0.6057} \approx 0.899 \]
因此,水的活度系数为:
\[ \gamma_{H2O} = \frac{0.770}{0.899} \approx 0.8540 \]