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首届化工总控工竞赛题库2021.06
950
单选题

28、25℃,总压为100kPa,充有36gH2,28gN2的容器中,H2的分压为()

A
94.7kPa
B
94.7Pa
C
5.26kPa
D
5.26Pa

答案解析

正确答案:A

解析:


当然可以,让我们一起来解析这道题目。

首先,我们需要理解题目中的关键概念:分压、总压和理想气体定律。题目给出了一个容器,里面充有氢气(H2)和氮气(N2),并且给出了它们的总压和各自的摩尔质量。

根据理想气体定律,我们知道在相同温度和体积下,不同气体的分压与其摩尔数成正比。这个关系可以用道尔顿分压定律来描述,它指出混合气体中每种气体的分压等于该气体单独存在时的压强,如果混合气体具有相同的总压。

现在,我们来具体计算H2的分压。

1. **计算摩尔数**:
- 氢气(H2)的摩尔质量是2g/mol。
- 氮气(N2)的摩尔质量是28g/mol。

对于H2:
\[ n_{H2} = \frac{36g}{2g/mol} = 18mol \]

对于N2:
\[ n_{N2} = \frac{28g}{28g/mol} = 1mol \]

2. **计算总摩尔数**:
\[ n_{total} = n_{H2} + n_{N2} = 18mol + 1mol = 19mol \]

3. **计算H2的分压**:
根据道尔顿分压定律,H2的分压是其摩尔数占总摩尔数的比例乘以总压。
\[ P_{H2} = \frac{n_{H2}}{n_{total}} \times P_{total} \]
\[ P_{H2} = \frac{18mol}{19mol} \times 100kPa \]
\[ P_{H2} \approx 94.7kPa \]

所以,H2的分压是94.7kPa,答案是A。

为了更好地理解这个概念,我们可以想象一个教室,里面有很多学生(代表气体分子)。如果教室的门是关闭的,那么所有学生的声音(代表气体分子的运动)加在一起就是教室内的总声音(代表总压)。如果教室里有不同年级的学生,那么每个年级学生的声音(代表不同气体的分压)加起来就是总声音。在这个例子中,氢气分子比氮气分子多,所以氢气的“声音”更大,即分压更高。

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首届化工总控工竞赛题库2021.06

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