题目
A,B两种气体在容器中混合,容器体积为V,在温度T下测得压力为 P,VA ,VB 分别为两气体的分体积,PA ,PB 为两气体的分压,下列算式中不正确的是 ( )A. PVA = nARTB. PA V A =nA RTC. PA V= nA RTD. PA (VA+VB )= nA RT
A,B两种气体在容器中混合,容器体积为V,在温度T下测得压力为 P,VA ,VB 分别为两气体的分体积,PA ,PB 为两气体的分压,下列算式中不正确的是 ( )
A. PVA = nART
B. PA V A =nA RT
C. PA V= nA RT
D. PA (VA+VB )= nA RT
题目解答
答案
B. PA V A =nA RT
解析
本题考查理想气体状态方程和道尔顿分压定律的应用。关键点在于理解分压与分体积的定义,以及如何正确建立各物理量之间的关系式。
核心思路:
- 分压定律:混合气体的总压强等于各组分气体分压之和,且每种气体的分压等于其单独占据整个容器时的压强。
- 分体积:若某组分气体单独存在时占据的体积,需结合分压与总压的关系进行推导。
- 错误选项识别:需逐一验证各选项是否符合理想气体方程的变形形式。
选项分析
选项A:$P V_A = n_A R T$
- $P$是总压强,$V_A$是分体积(A单独存在时的体积)。
- 根据理想气体方程,若A单独存在,应有$P_A V_A = n_A R T$,但选项中用总压强$P$代替分压$P_A$,等式不成立。错误。
选项B:$P_A V_A = n_A R T$
- $P_A$是A的分压,$V_A$是分体积。
- 分压$P_A = \frac{n_A R T}{V}$(总容器体积为$V$),分体积$V_A = \frac{n_A R T}{P}$(A单独存在时的体积)。
- 代入得$P_A V_A = \frac{n_A R T}{V} \cdot \frac{n_A R T}{P}$,与$n_A R T$无关,等式不成立。错误。
选项C:$P_A V = n_A R T$
- $P_A$是分压,$V$是总容器体积。
- 根据分压定律,$P_A = \frac{n_A R T}{V}$,直接代入得$P_A V = n_A R T$。正确。
选项D:$P_A (V_A + V_B) = n_A R T$
- $V_A + V_B = V$(总容器体积),等式变为$P_A V = n_A R T$,与选项C一致。正确。