7(1-6) 在实验室中用排水集气法收集制取的氢气。在23℃、100.5-|||-kPa压力下,收集了370.0mL的气体(23 ℃时,水的饱和蒸气压2.800-|||-kPa)。试求:(1)23℃时该气体中氢气的分压;(2)氢气的物质的量;(3)若在-|||-收集氢气之前,集气瓶中已充有氮气20.0 mL,其温度也是23℃,压力为-|||-100.5kPa;收集氢气之后,气体的总体积为390.0mL。计算此时收集的氢-|||-气分压,与(2)相比,氢气的物质的量是否发生变化?

考查要点：本题综合考查气体分压、理想气体状态方程的应用，以及混合气体中分压与物质的量的关系。
解题思路：

1. 分压计算：根据道尔顿分压定律，氢气分压等于总压强减去水蒸气的饱和蒸气压。
2. 物质的量计算：利用理想气体状态方程 $n=\dfrac{PV}{RT}$，注意单位换算。
3. 混合气体分压与物质的量关系：总压强不变时，分压与分体积成比例；若温度、压强不变，同种气体的物质的量与体积成正比。

第（1）题

分压计算
根据道尔顿分压定律，氢气分压为总压强减去水蒸气的饱和蒸气压：
$p_{H_2} = p_{\text{总}} - p_{H_2O} = 100.5 \, \text{kPa} - 2.800 \, \text{kPa} = 97.7 \, \text{kPa}$

第（2）题

氢气的物质的量
将氢气的分压代入理想气体状态方程：
$n_{H_2} = \dfrac{p_{H_2} V}{RT} = \dfrac{97.7 \, \text{kPa} \times 0.3700 \, \text{L}}{8.314 \, \text{J/(mol·K)} \times 296 \, \text{K}} \approx 0.0147 \, \text{mol}$

第（3）题

氢气分压的重新计算

方法一（分压比例法）
总压强仍为 $100.5 \, \text{kPa}$，但水蒸气压增加，因此氢气分压为：
$p'_{H_2} = p_{\text{总}} - p'_{H_2O}$
由于温度不变，水蒸气压仍为 $2.800 \, \text{kPa}$，故：
$p'_{H_2} = 100.5 \, \text{kPa} - 2.800 \, \text{kPa} = 97.7 \, \text{kPa}$
方法二（分体积法）
氢气的分体积为 $370.0 \, \text{mL}$，总分压仍为 $97.7 \, \text{kPa}$，因此分压不变。

氢气物质的量是否变化

关键结论：若温度、压强不变，同种气体的物质的量与体积成正比。

• 原氢气体积 $370.0 \, \text{mL}$，混合后分体积仍为 $370.0 \, \text{mL}$，因此氢气的物质的量 不变。