题目
7.在 298 K 时, A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解,遵守 Henry 定律,Henry 常数分别为kA 和 kB ,且知 kA> kB ,则当 A 和 B (平衡时)的压力相同时,在一定量的该溶剂中所溶解的 A 和 B 的量的关系为( )(A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量(C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量与 B 的量无法比较
7.在 298 K 时, A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解,遵守 Henry 定律,Henry 常数分别为kA 和 kB ,且知 kA> kB ,则当 A 和 B (平衡时)的压力相同时,在一定量的该溶剂中所溶解的 A 和 B 的量的关系为( )(A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量(C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量与 B 的量无法比较
题目解答
答案
答: (B)。根据 Henry 定律,当平衡压力相同时, Henry 常数大的气体溶质,其溶解的量反而小。
解析
考查要点:本题主要考查对Henry定律的理解,特别是Henry常数与气体溶解度之间的关系。
解题核心思路:
- 明确Henry定律的数学表达式:若表达式为 $P = kX$(其中$P$为平衡压力,$X$为溶解气体的摩尔分数,$k$为Henry常数),则溶解度$X$与Henry常数$k$成反比。
- 比较两种气体的溶解量:当平衡压力$P$相同时,Henry常数越大的气体,其溶解量越小。
破题关键点:
- Henry常数的物理意义:$k$越大,说明气体越难溶解,即溶解度越低。
- 直接应用公式推导:通过公式 $X = \frac{P}{k}$,结合$k_A > k_B$,即可得出结论。
根据题目条件,Henry定律的表达式为 $P = kX$,其中$X$表示气体在溶剂中的溶解量。
- 推导溶解量公式:
由公式变形可得 $X = \frac{P}{k}$,即溶解量与压力$P$成正比,与Henry常数$k$成反比。 - 比较A和B的溶解量:
- 对于气体A:$X_A = \frac{P}{k_A}$
- 对于气体B:$X_B = \frac{P}{k_B}$
- 已知$k_A > k_B$,因此$\frac{1}{k_A} < \frac{1}{k_B}$,即$X_A < X_B$。
- 结论:在相同平衡压力下,A的溶解量小于B的溶解量。