题目
(1)乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894,其质量分数为多少?-|||-(2)苯-甲苯混合液中,苯的质量分数为0.21,其摩尔分数为多少?-|||-(3)大气中O2含量为0.21,N2含量为0.79(均为体积分数),试求在标准大气压下,O2和N2的分-|||-压各为多少?O2和N2的质量分数各为多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算乙醇-水恒沸物中乙醇的质量分数
乙醇的摩尔分数为0.894，水的摩尔分数为1-0.894=0.106。乙醇的摩尔质量为46.07 g/mol，水的摩尔质量为18.02 g/mol。乙醇的质量分数为：
$$
\frac{0.894 \times 46.07}{0.894 \times 46.07 + 0.106 \times 18.02} = 0.956
$$
步骤 2：计算苯-甲苯混合液中苯的摩尔分数
苯的质量分数为0.21，甲苯的质量分数为1-0.21=0.79。苯的摩尔质量为78.11 g/mol，甲苯的摩尔质量为92.14 g/mol。苯的摩尔分数为：
$$
\frac{0.21 \times 78.11}{0.21 \times 78.11 + 0.79 \times 92.14} = 0.239
$$
步骤 3：计算大气中O2和N2的分压和质量分数
大气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79。在标准大气压下，O2和N2的分压分别为：
$$
p({O}_{2}) = 0.21 \times 101325 \text{ Pa} = 21278.25 \text{ Pa}
$$
$$
p({N}_{2}) = 0.79 \times 101325 \text{ Pa} = 80047.75 \text{ Pa}
$$
O2和N2的质量分数分别为：
$$
\omega ({O}_{2}) = \frac{0.21 \times 32.00}{0.21 \times 32.00 + 0.79 \times 28.02} = 0.233
$$
$$
\omega ({N}_{2}) = \frac{0.79 \times 28.02}{0.21 \times 32.00 + 0.79 \times 28.02} = 0.767
$$
乙醇的摩尔分数为0.894，水的摩尔分数为1-0.894=0.106。乙醇的摩尔质量为46.07 g/mol，水的摩尔质量为18.02 g/mol。乙醇的质量分数为：
$$
\frac{0.894 \times 46.07}{0.894 \times 46.07 + 0.106 \times 18.02} = 0.956
$$
步骤 2：计算苯-甲苯混合液中苯的摩尔分数
苯的质量分数为0.21，甲苯的质量分数为1-0.21=0.79。苯的摩尔质量为78.11 g/mol，甲苯的摩尔质量为92.14 g/mol。苯的摩尔分数为：
$$
\frac{0.21 \times 78.11}{0.21 \times 78.11 + 0.79 \times 92.14} = 0.239
$$
步骤 3：计算大气中O2和N2的分压和质量分数
大气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79。在标准大气压下，O2和N2的分压分别为：
$$
p({O}_{2}) = 0.21 \times 101325 \text{ Pa} = 21278.25 \text{ Pa}
$$
$$
p({N}_{2}) = 0.79 \times 101325 \text{ Pa} = 80047.75 \text{ Pa}
$$
O2和N2的质量分数分别为：
$$
\omega ({O}_{2}) = \frac{0.21 \times 32.00}{0.21 \times 32.00 + 0.79 \times 28.02} = 0.233
$$
$$
\omega ({N}_{2}) = \frac{0.79 \times 28.02}{0.21 \times 32.00 + 0.79 \times 28.02} = 0.767
$$