138、空气中氮的质量分率为0.767,在总压为101.3kN/m2时,它的摩尔分率是0.767。

这道题考察的是**质量分率**与**摩尔分率**之间的换算关系，以及空气组成的基本常识。 ### 解析过程： 1. **概念区分**： * **质量分率（Mass Fraction, $w$）**：指某组分的质量与混合物总质量之比。 * **摩尔分率（Mole Fraction, $y$ 或 $x$）**：指某组分的物质的量（摩尔数）与混合物总物质的量之比。 * 除非各组分的摩尔质量完全相同，否则同一组分的质量分率和摩尔分率通常是不相等的。 2. **空气的组成数据**： * 空气中主要成分是氮气（$N_2$）和氧气（$O_2$）。 * 氮气的摩尔质量 $M_{N_2} \approx 28 \text{ g/mol}$。 * 氧气的摩尔质量 $M_{O_2} \approx 32 \text{ g/mol}$。 * 在标准空气中，氮气的**体积分率**（近似等于摩尔分率）约为 **0.78** (或 78%)。 * 氮气的**质量分率**约为 **0.755 - 0.767** (取决于具体空气模型，通常取 0.755 或 0.767 均为常见近似值，但关键在于它与摩尔分率不同)。 3. **计算验证**： 假设空气中只有 $N_2$ 和 $O_2$，且已知氮气的质量分率 $w_{N_2} = 0.767$。 设混合物总质量为 $1 \text{ kg}$，则： * $m_{N_2} = 0.767 \text{ kg}$ * $m_{O_2} = 1 - 0.767 = 0.233 \text{ kg}$ 计算物质的量（摩尔数）： * $n_{N_2} = \frac{0.767}{28} \approx 0.02739 \text{ kmol}$ * $n_{O_2} = \frac{0.233}{32} \approx 0.00728 \text{ kmol}$ 总物质的量： * $n_{total} = 0.02739 + 0.00728 = 0.03467 \text{ kmol}$ 计算氮气的摩尔分率 $y_{N_2}$： * $y_{N_2} = \frac{n_{N_2}}{n_{total}} = \frac{0.02739}{0.03467} \approx 0.790$ **结论**：当氮气的质量分率为 0.767 时，其摩尔分率约为 **0.79**，而不是 0.767。 4. **题目中的逻辑错误**： 题目直接断言“质量分率为 0.767 时，摩尔分率也是 0.767”，这混淆了两个不同的物理量。由于氮气（28 g/mol）比空气平均摩尔质量（约 29 g/mol）轻，也比氧气（32 g/mol）轻，所以在空气中，氮气的**摩尔分率一定大于其质量分率**。 5. **关于压力**： 题目中提到的“总压为 101.3 kN/m²”是标准大气压，这个条件对于理想气体的分率换算没有直接影响（分率是强度性质，与总压无关，除非涉及非理想性，但在常规工程计算中视为无关干扰项）。 ### 最终结论： 氮气的质量分率和摩尔分率数值不相等。因此，题目陈述错误。 **答案：错误**