102 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 3-3 蒸氣壓 一 液體的蒸氣壓 ( 配合翰版課本 P.100 ~ P.102) 1 c c c. 1 吸熱 c. 2 c 放熱. 2 1 c c c c. c. 課 P.100 2 備 P.185 1 c 一定 c 無關. 2 溫度升高時 c 液體分子的平均動能增加 c 造成液體的飽和蒸氣壓也漸增. 3 沸點較高的液體 c 分子間的引力較大 c 在同 溫下的飽和蒸氣壓較小. 3 1 c c c c c. 2 A =760 mmhg B P H2 On = 760-736.2 =23.8 mmhg C P C2 H 5 OHn= 760-701.1 =58.9 mmhg D P CHCl3 n = 760-560 =200 mmhg H 2 O 100 nc >C 2 H 5 OH 78.5 nc >CHCl 3 61 nc c P H2 On<P C2 H 5 OHn<P CHCl3 n
3-3 蒸氣壓 103 飽和蒸氣壓之計算 1 1 27 nc 時 ca B 兩種液體之蒸氣壓分別為 48.0 及 80.0 mmhgc 今於一內容積為 10 升之密閉容器中 c 充入 0.02 莫耳 A 氣體及 0.05 莫耳 B 氣體 c 溫度仍維持 27 ncc 當物系達平衡時 c 容器內氣體之總壓約為何? A 85 mmhg B 117 mmhg C 128 mmhg D 141 mmhg E 162 mmhg. B c c. P A*10=0.02*0.082*300 P A=0.0492 atm =37.4 mmhg <48.0 mmhg! P A=37.4 mmhg P B*10=0.05*0.082*300 P B=0.123 atm =93.5 mmhg >80.0 mmhg! P Bn=80.0 mmhg P t=p A+P Bn=37.4+80.0=117.4 mmhg 0117 mmhg 1-1 c 760 mmhgc c 1500 mmhgc mmhg A 76 B 60 C 20 D 10 E 5. C P air+p H2 On=760 2P air+p H2 On=1500! P H2 On=20 mmhg 飽和蒸氣壓之計算 1 2 2 80 nc 時 c1 莫耳水在一密閉汽缸中 c 開始時活塞與水面接觸 c 然後逐漸將活塞往上提升 c 其蒸氣壓與溫度的關係 c 如右圖所示. 回答下列問題 : 1 溫度維持在 80 ncc 將活塞提升至內容積為 10 升時 c 倘若液體水的體積不考慮 c 則內部的水蒸氣壓為若干? A 100 mmhg B 350 mmhg C 1.0 atm D 2.9 atm. 2 溫度保持 80 ncc 將活塞提升使內部壓力為 100 mmhgc 此時容器的體積接近若干升? A 10 B 110 C 220 D 330 E 440. 135 1B 2C 1 P V=n R T! P*10=1*0.082* 273+80! P=2.89 atm =2196.4 mmhg >350 mmhg c 350 mmhgc. 2 P V=n R T! 100 760 *V=1*0.082* 273+80 V=220 2-1 8.2 c 18 c 100 ncc A 0.373 atm B 0.80 atm C 1.00 atm D 3.73 atm. C n H2 O= 18 18 =1.0 100 nc c 1.00 atmc 8.2! P*8.2=1.0*0.082* 273+100 P=3.73 atm >P H2 On=1.00 atm c = =1.00 atm
104 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 二 相對溼度 ( 配合翰版課本 P.103) 1 c. 2 = *100 3 40 60 c. 1 c. 2 c. 相對溼度 3 3 已知 27 nc 時 c 水的飽和蒸氣壓為 25 mmhgc37 nc 時 c 水的飽和蒸氣壓為 45 mmhg. 在 37 nc 的環境下 c 測得 2.0 升密閉容器內的相對溼度為 30%c 體積維持不變 c 將溫度下降到 27 nc 時 c 密閉容器內的相對溼度變為多少? 52.4 37 nc cp H2 O=45*30 =13.5 mmhg 27 nc cp H2 O'=13.5* 300 310 =13.1 mmhg =13.1 25 *100 =52.4 3-1 25 nc c 23.8 mmhgc 100 60 c 1.38 P H2 O=23.8*60 =14.28 mmhg 14.28 760 *100= W *0.082*298! W=1.38 18 三 溶液的蒸氣壓 ( 配合翰版課本 P.104 ~ P.109) 1 1 c c c. b c 30 nc c 31.8 mmhg c c1 m 31.2 mmhg d c2 m 30.7 mmhg. 2 c d c c.
3-3 蒸氣壓 105 2 1 c c. 2 公式 :P=P A n X A P P A n A X A A 3 1 c c ZP. 2 公式 :ZP =P A n-p=p A n-p A nx A =P A n 1-X A =P A n X B ZP X B B 4 ZP C m 1 ZP µ X B µ C m 2 ZP µ C m. c c c. 溶液蒸氣壓的計算 3 4 7 8 1 4 已知水在 50 nc 時之飽和蒸氣壓為 92.5 mmhg. 含非揮發性非電解質溶質的 1.00 m 水 溶液 c 在 50 nc 時之蒸氣壓為若干 mmhg? A 1.6 B 16.7 C 46.3 D 90.9 E 92.5. D 1000 1.00 c P=92.5* 1000 18 1000 18 +1.00 =90.9 mmhg 4-1 20 nc c 17.0 mmhg. 171 900 c 0.17 mmhgc A 147 B 180 C 340 D 370 E 400. 0.17=17.0* C! My340 171 M 171 M + 900 18 3 1 1 c. 2. 3 公式 :P B =P B n X B P B P B n B X B B
106 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 2 1. 2 公式 :P total =P A +P B =P A n X A +P B n X B 3 3 教 P.83 1. 2 公式 :X A '= P A P A n X A = P A +P B P A n X A +P B n X B X A ' A 4 c ZP=P A n X B P total =P A n X A + P B n X B c. 揮發性溶液的蒸氣壓計算 5 5 60 nc 時 c 丙酮之飽和蒸氣壓為 860 mmhgc 苯之飽和蒸氣壓為 388 mmhg. 將 4.00 mol 丙酮和 6.00 mol 苯混合成溶液 c 且將此混合溶液加熱至 60 ncc 則溶液的蒸氣壓為若干 mmhg? 577 P 4.00 6.00 total=p An X A+P Bn X B=860* +388* 10.00 10.00 =344+233=577 mmhg 5-1 50 nc ca B 2 c 1.0 A 0.2 B c 50 ncc A 50 nc atm A 0.5 B 0.6 C 0.8 D 1.1 E 1.4. D P An=x atmcp Bn= x 2 atm 50 nc 1 atm P t=1 atm=p 1 A+P B=x* 1.2 + x 2 * 0.2 1.2! x= 12 11 =1.1 atm
3-3 蒸氣壓 107 揮發性溶液的蒸氣壓計算 6 3 4 6 100 nc 時 c4.0 mol 甲苯和 1.0 mol 環己烷混合成一理想溶液. 達平衡狀態時 c 溶液的蒸氣壓為 700 mmhgc 並測得蒸氣中甲苯與環己烷的莫耳分率皆為 0.5. 則在該條件下 c 下列敘述何者正確? A 此理想溶液中 c 甲苯的莫耳分率為 0.8 B 溶液蒸氣中 c 甲苯的分壓為 350 mmhg C 溶液蒸氣中 c 環己烷的分壓為 350 mmhg D 甲苯在 100 nc 時的蒸氣壓為 438 mmhg E 環己烷在 100 nc 時的蒸氣壓為 1750 mmhg. ABCDE P A cp B A X 4.0 A= 4.0+1.0 =0.8 BC c P A=700*0.5=350 mmhg P B=700*0.5=350 mmhg D P 4.0 A=350=P An* 4.0+1.0 PAn0438 mmhg E P B=350=P Bn* 1.0 4.0+1.0 PBn=1750 mmhg 6-1 c. 50 nc c 400 mmhg 0.25c 0.40. A 100 mmhg B 250 mmhg C 300 mmhg D 500 mmhg E 50 nc c c c c. BDE AB P =400*0.25=P n*0.4! P n=250 mmhg CD P =400*0.75=P n*0.6! P n=500 mmhg E 50 nc c c c. 4 1 1 c. 2 1 溶液混合前 後 c 各溶質與溶劑分子間的作用力不變. 2 理想溶液形成時 c 不吸熱也不放熱 (ZH=0). 3 溶液的體積具有加成性 (V t =V A +V B ). 4 愈稀薄的溶液 c 其性質愈接近理想溶液. 3 c. 2 備 P.195 1 c. 2 c c c c c.
108 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 3. c c ZH>0 ZH<0 理想溶液的換算 7 已知苯及甲苯之飽和蒸氣壓在 20 nc 時 c 分別為 P 1 mmhg P 2 mmhgc 兩液相混合成理想溶液之蒸氣壓與莫耳分率 以 x mol 及 (1-x)mol 相混合 之關係圖 9 2 如右圖所示 ca B C 各點之蒸氣壓分別為 P A P B P C c 下列各項哪些正確?(D 點 =0.4) A P A =0.4P 1 +0.6P 2 B P A =0.4P 2 +0.6P 1 C P B =0.4P 1 D P A -P B =0.6P 1 E P A -P B =0.6P 2. ACE P B=0.4P 1cP C=0.6P 2c P A=P B+P C=0.4P 1+0.6P 2 P A-P B=P C=0.6P 2 7-1 c A B c. A A B B C 10 ml A B c 20 ml D E. CD A P An<P Bnc A<B BCDE P <P c c c
3-3 蒸氣壓 109 5 1 A B C c. A>B>C B>C B=C A=B=C B=C B=C 2 1 A. 2 B c C. c B C. 3 c c c c. 密閉容器內溶液蒸氣壓平衡的計算 4 8 體積各為 5 升的甲 乙兩燒瓶 c 甲瓶內裝有純水 162 克 c 乙瓶內裝有純水 162 克及 150 克非揮發性非電解質 A 之溶液 ; 裝置如右圖. 若 40 nc 時 c 純水之飽和蒸氣壓為 55 mmhgc 假設細管的體積不計 c 經長時間達成平衡後 c 回答下列問題.( 分子量 :A=75) 1 乙瓶內所含溶液總質量為多少克? 2 甲瓶內溶液的蒸氣壓為多少 mmhg? 1 474 2 49.5 1 c C m c W =162+162+150=474 324 18 2 c! P =P =55* 324 18 + 150 =49.5 mmhg 75 8-1 c c A B C D E c. DE c c c c.
110 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 3-3 蒸氣壓 一 單一選擇題 1 B c. B 1 c c A B C D. A 2 a c 1 c h 2 c c. A B 1 m C 2 m D 2 m. A 3 198 C 6 H 12 O 6 H 2 O 90.0 c 100 nc mmhg A 651 B 740 C 745 D 750. D 4 25 nc c 40 3 c A 320 B 160 C 90 D 60. B 5 80 nc 210 mmhg 350 mmhgc 3 4 c mmhg A 135 B 290 C 350 D 540. C 6 ca B 200 mmhg 100 mmhgc A B c B 0.25c mmhg A 300 B 175 C 160 D 150. B 7 t nc cp H2 On=150 mmhgc 180 c 216 c 120 mmhgc A 50 B 60 C 70 D 80. C 8 a c c 8 c c c C. A a B b C c D d. D 9 c A B C c D c. 9 D c. 二 多重選擇題 1 A c. B c. CE 1 D. 5 P =P An X A+P Bn X B=210* 3 7 +350* 4 7 =90+200=290 mmhg A c B C D E.
2 P =P n X +P n X c P n P n cx X. 3-3 蒸氣壓 AB 2 CD A B C D E. BC 3 c D A 30 nc cd 2 B B 22.8 mmhg C C 0.015 D 30 nc c162 1 c c 0.036 atm E. CD 4 1 m 2 m 3 mc E c c c 4 A c. B c =1 2 3. A =1 2 3 B =3 2 1 C = = D =1 2 3 E 2 m. 111 C 1 100 nc c 1 3.20 1.80 c Pc 5 c 100 ncc A 0.20P B 0.25P C 0.30P D 0.35P. D 2 c A B C 10 ml c 20 ml D P<P n X + P n X P. D 3 c 0.6c 18 nc 70 mmhg 20 mmhg. 18 nc c c A 0.51 B 0.65 C 0.72 D 0.84. 4 25 nc ca B cx A X B A B. 4 P '=P An X A'+P Bn X B' =150*0.5+100*0.5 1 =125 mmhg 2 X A =0.4 mmhg 3 2 c A 4 2 c 25 ncc mmhg 1 B 2 120 3 0.5 4 125 4 P An=150 mmhg P Bn=100 mmhg 1 P An>P Bnc B. 2 P =P An X A+P Bn X B=150*0.4+100*0.6=120 mmhg 3 X A'= PA = 60 P 120 =0.5
112 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 3-4 溶液的沸點與凝固點 一 1 液體的沸點與凝固點 ( 配合翰版課本 P.110 ~ P.113) 1 c c. 教 P.79 2. 1 正常沸點 : 壓力等於 1 大氣壓時 c. 34.6 nc 78.5 nc 100 nc. 2 c. c. 3 c c. > > > >. 3 1 c c. 2 c c. 2 1 c. 2 c. 3. 沸點與蒸氣壓 1 1 已知 C 2 H 5 OH 與 H 2 O 之正常沸點分別為 78 nc 及 100 ncc 且 20 nc 時水之飽和蒸氣壓為 17.5 mmhg. 下列敘述何者錯誤? A 同壓下沸騰時 c 兩者之飽和蒸氣壓相等 B 乙醇分子間的引力等於水分子間的引力 C 欲使乙醇在 100 nc 沸騰 c 液面所施壓力要大於 1 atm D 欲使水在 20 nc 沸騰 c 水面上之壓力須降至 17.5 mmhg E 在 20 nc 時 c 乙醇的蒸氣大於水的蒸氣壓. B B.
3-4 溶液的沸點與凝固點 113 二 1-1 A B C c. c A A>B>C B c C>B>A C c A=B=C D A>B>C. C A C>B>A B c A>B>C D C>B>A 溶液的沸點上升與凝固點下降 ( 配合翰版課本 P.110 ~ P.113) 1 c c c. 備 P.203 P.204 2 3 c ZT b ZT f C m. 備 P.207 1 ZT b =K b C m ;ZT f =K f C m K b ck f c nc/m 2 T b =T b n+zt b T f =T f n-zt f T b n ct b ct f n ct f 3 K b K f 隨溶劑種類而異 c 與溶質種類及溶液濃度大小無關. K b =0.52 nc/mc K f =1.86 nc/m. 4 c c K b K f. 4 1 ZT f ZP ZT b c K f K b c. 2 1 3 1 c -22 nc. 2 c c. 3 c.
114 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 沸點上升度數計算 1 2 2 在 1 大氣壓下 c 將 3.0 克尿素溶解於 50.0 克水中 c 該溶液的沸點為若干 nc?( 分子量 : 尿素 =60.0c 水的 K b =0.52 nc/m) A 100.52 B 101.86 C 105.60 D 112 E 99.48. A ZT b=0.52* 3.0 60.0 50.0 1000 =0.52 nc =100+0.52=100.52 nc 2-1 1.0 80.0 c 100.13 ncc 0.52 nc/m A 50 B 60 C 80 D 108 E 113. A ZT b=100.13-100=0.52* M=50 蒸氣壓圖形的判定 2 3 3 下圖為 1 m 2 m 葡萄糖水溶液及純水的相圖 c 回答下列問題 :( 已知水的 K b = 0.52 nc/mck f =1.86 nc/m) 1 e 的溫度為若干 nc? 2 a 的溫度為若干 nc? 3 #BG 為若干 mmhg? 1.0 M 80.0 1000 1 100.52 2-3.72 3 13.44 1 ZT b=k b C m! ZT b=0.52*1=0.52 nc e =100+0.52=100.52 nc 2 ZT f=1.86*2=3.72 nc a =0-3.72=-3.72 nc 3 ZP=P An X B! ZP=760* 1 1+ 1000 18 =13.44 mmhg
3-4 溶液的沸點與凝固點 115 3-1 c. c f.p. b.p. ZT f ZT b g/kg mol/kg c A B C D A 凝固點下降的判定 4 非揮發性非電解質的溶質甲溶於溶劑乙形成之溶液 c 其凝固點與重量莫耳濃度關係之圖形如右圖所示 c 回答下列問題 : 1 溶劑的 K f 值為何? 2 0.6 克甲溶於 50 克乙中 c 此溶液之凝固點為 4 ncc 求甲之分子量為何? 4 5 6 1 3 4 1 2 3 1 20 nc/m 2 60 1 ZT f=k f C m c =8 nc C m=0.2! 8-4=K f*0.2 K f=20 nc/m 0.6 M 2 8-4=20* 0.05 M=60 4-1 500 45 c A 5 c -0.93 nc B P c C m =0.5 m C Q c C m =1.0 m D 180 E 10 c 250. ABDE B 0.93=1.86*C m C m=0.5 m P C 2.79=1.86*C m' C m'=1.5 m Q 45 M D P 0.93=1.86* 0.5! M=180 E 10 c1.86=1.86*c mcc m=1.0 m 45 180 =1.0! x=250 500-x 1000
116 互動式教學講義 選修化學 ( 上 ) 3-4 溶液的沸點與凝固點 一 單一選擇題 1 ZT b=k b C mc105.2-100=0.52*c m! C m=10 m 10 molc 1000 g. W W H2 O=10*92 1000=92 100=23 25 C 1 1 atm c 105.2 ncc A 1 100 B 5 27 C 23 25 D 11 10 E 1 10. C 2 =180 =342 c A a B b C C 3 H 5 (OH) 3 c III D (NH 2 ) 2 CO c II. D 3 C 6 H 12 O 6 C 3 H 6 O 3 (NH 2 ) 2 CO f.p. nc c c A B C D C 4 c c A K f =1.86 B K f =5.12 C K f =39.7 D K f =4.86. B 5 c c c 2.00+1.90 5 =1.95 nc 2 A 2.00 nc B 1.95 nc C 1.85 nc D 1.80 nc. D 6 X 3.65 100 c X 5.5 ncc 5.1 nc/m A 36.5 B 51 C 55 D 74.5 E 102. 4 ZT f=k f C m! K f czt f c c K f. 6 c 3 nc 3.65 M 0.1 ZT f=5.5-3=5.1*! M074.5
3-4 溶液的沸點與凝固點 117 二 多重選擇題 BE 1 c A B c C c D c E 1 B c. E.. AC 2 760 mmhg c E c A c B c C 80 nc D K f =2.5 nc/m E A 51.2 500 c 128. CD 3 1 1.0 m 2 1.0 m 3 1.0 m c < < A 2=3>1 B 1>2=3 C 1> >2>3 D 1=2 E 2>. BD 4 0.20 m c 0.10 mc c A B C D E K f. C 1 c 3.6 200 c 15-0.248 ncc 15 H 2 O K f =1.86 nc/m A 80 B 100 C 50 D 62. A 2 2 c 4 3 1c 60c A 45 180 B 180 45 C 80 20 D 20 80. 3 1.5 g c 2.2 g 0.9 g. 0.24 g 50.0 g c 0.41 ncc K f =5.12 nc/m C 2H 4O 2 1 x c ZT 3 WC=2.2* 12 f=k f C m 3.6 180 0.248=1.86*! x=50 200-x *10-3 2 ZT f=k f C m=k f* n =K W f* W * 1 M W 1 K f W W! ZTf* M 4 3 1= 1 1 M 60 1 M M =45cM =180 44 =0.6 WH=0.9* 2 18 =0.1 W O=1.5-0.6-0.1=0.8 C H O= 0.6 0.1 0.8 16 =1 2 1 12 1 CH 2O! =12+2+16=30 x ZT f=k f C m 0.24 x 0.41=5.12* 0.05! xy60 =60=30*2c = *2 = *2=C 2H 4O 2