1.4 气体的扩散-格拉罕姆扩散定律 一种气体可以自发地同另一种气体混合.并且可以互相渗透.这种现象叫做扩散. 不同气体的扩散速度不同.在相同的温度和压力下.较重的气体扩散速度较慢.较轻的气体扩散速度较快. 1831年.英国物理学家格拉罕姆根据实验得出如下结论:在同温同压下.气体的扩散速度与气体密度的平方根成反比.这就是格拉罕姆定律. = 因此.格拉罕姆定律也可以叙述为:在同温同压下.气体的扩散速度与其相对分子质量的平方根成反比. [例6-5] 已知氯气的相对分子质量为71.且臭氧与氯气的扩散速度的比值为1.193.试求臭氧的分子式. 解:已知.== 1.193 所以 .M臭氧=== 49.9 因为.≈3.则臭氧的分子式为O3. 答:臭氧的分子式为O3. [例6-6]50 mL 氧气通过多孔性隔膜扩散需20 s.20 mL另一种气体通过该膜扩散需9.2 s.求这种气体的相对分子质量. 解:单位时间内气体扩散的体积和扩散的速度成正比.故 === MX= 42 答:这种气体的相对分子质量为42. 查看更多

 

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碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:
W(s)+I2(g)  WI2(g)
为模拟上述反应,在实验室中准确称取0.508g碘、0.736g金属钨放置于50.0mL密闭容器中,并加热使其反应.下图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃.

请回答下列问题:
(1)该反应是
放热
放热
(填写“放热”、“吸热”)反应.
(2)反应从开始到t1(t1=3min)时间内的平均速率v(I2)=
1.20×10-2mol?L-1?min-1
1.20×10-2mol?L-1?min-1

(3)在450℃时,该反应的平衡常数K=
9
9

(4)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
B、C
B、C

A.I2与WI2的浓度相等               B.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等
C.容器内混合气体的密度不再增加    D.容器内气体压强不变化
(5)假设灯丝温度为660℃,灯泡壁温度为350℃.请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因
扩散到灯泡内壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),
扩散到灯泡内壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),
WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.
WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.

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碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点.一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应:W(s)+I2(g)?WI2(g)△H<0为模拟上述反应,在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨,2min后反应达到平衡,测得碘蒸气浓度为0.005mol?L-1.请回答下列问题:

(1)前两分钟内碘蒸气的反应速率为
0.0225mol?L-1?min-1
0.0225mol?L-1?min-1

(2)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
CE
CE

A.I2与WI2的浓度相等    B.容器内气体压强不再变化
C.W的质量不再变化     D.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
E.容器内混合气体的密度保持不变
(3)如图为该反应在450℃时的时间-速率图,则t2时刻改变的外界条件可能是
增大碘蒸气的浓度(或者充入碘蒸气)
增大碘蒸气的浓度(或者充入碘蒸气)
,若t4时刻将容器压缩至一半(各物质状态不变),保持该条件至t6,请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图,并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)
(4)假设灯丝温度为660℃,灯泡壁温度为350℃.请根据化学反应原理分析在灯泡内充入碘能够延长钨丝寿命的原因
扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.
扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命.

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(2012?河北模拟)当硝酸与金属或非金属反应时,反应物或反应条件不同,硝酸被还原的产物也不同.请回答下列问题:
(1)金属Zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生,那么硝酸的还原产物为
NH3
NH3
(填化学式).
(2)某混酸由200mL 3mol?L-1I的稀硝酸和200mL 2.5mol?L-1的稀硫酸均匀混合而成(忽略溶液的体积变化).将其分成两等份,分别与铜和铁反应,还原产物只有NO,则最多能溶解
0.3
0.3
 mol Cu和
16.8
16.8
g Fe.
(3)200mL 16mol?L-1的浓硝酸与3.2g Cu反应,反应过程中还原产物只有NO2,则反应结束后,产生气体的体积为
2.24L
2.24L
(标准状况下),溶液中c(H+):c(NO-3)=
30:31
30:31
(忽略HNO3的挥发).
(4)用试管将(3)反应产生的NO2收集满并倒立在足量的水中,待试管中液面不再上升时,试管中剩余气体的体积约为原气体体积的
1
3
1
3
.试管中的液体的物质的量浓度为
0.04mol/L
0.04mol/L
.(假设试管中的液体不对外扩散,此反应条件下1mol气体的体积为25.0L.如果NO2中混有N2O4气体,试管中的液体的物质的量浓度将
增大
增大
(填“增大”、“减小”或“不变”).

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(2011?上饶二模)如图,将一锌片放入1mol?L-1蓝色Cu(NO32溶液中,观察到下列实验现象:①反应初期锌片上有大量气泡冒出,同时液面的上一层Cu(NO32溶液开始呈现绿色,并且逐渐向液面下的深处扩散,试管底部有红色固体出现.②与锌片接触的溶液温度明显升高,反应越来越剧烈,并在红色固体上方开始出现一层蓝色沉淀,并逐渐增多.③反应后期溶液逐渐变为无色,试管底部又有部分白色沉淀物.
回答下列问题:
(1)反应结束时,试管底部存在的一些蓝色沉淀是什么物质
氢氧化铜
氢氧化铜
,白色沉淀可能是什么物质
氢氧化锌
氢氧化锌
,用离子方程式表示实验中观察到的红色固体产生的原因
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+

(2)有学生甲认为,反应中产生的大量气泡可能是氢气,支持这种说法的理由是
Cu2+水解溶液显酸性,锌在酸性溶液中反应置换出氢气
Cu2+水解溶液显酸性,锌在酸性溶液中反应置换出氢气

(3)学生乙将反应过程中产生的气体用排水法收集起来,这是一种无色气体,用爆鸣法测试不能产生爆呜声,则学生甲的假设被推翻.学生乙又对这种无色气体进行推测,并设计了一个简便的实验方法证实了他的推测,写出学生乙推测出的这种气体的分子式
NO
NO
;验证该气体的实验方法是
在收集到的无色气体中通入空气可变红棕色
在收集到的无色气体中通入空气可变红棕色

(4)学生丙解释反应速率逐渐加快的原因时,认为除温度升高外还有一个重要因素,请问是什么因素?
锌片表面附着铜,形成铜锌原电池,可加快反应速率
锌片表面附着铜,形成铜锌原电池,可加快反应速率

(5)起初实验小组同学认为,溶液显绿色可能是Zn(NO32溶液的颜色,但学生丁将Zn(NO32固体溶于水后却得到无色溶液,他马上回想起该溶液的颜色与浓硝酸和铜片反应后的溶液颜色极为相似,于是他又提出了关于溶液呈绿色的一种新的假设:可能是硝酸铜溶液中溶入了一种气体,这种气体可能是
NO2
NO2
,请设计一个简单的实验验证这种假设正确与否
将绿色的混合溶液加热若能放出红棕色气体、且溶液变蓝色,说明这个假设正确或将NO2气体通入蓝色硝酸铜溶液中观察溶液颜色是否变绿色
将绿色的混合溶液加热若能放出红棕色气体、且溶液变蓝色,说明这个假设正确或将NO2气体通入蓝色硝酸铜溶液中观察溶液颜色是否变绿色

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已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去.现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质.
(1)该反应中,化合价升高的反应物是
KCl
KCl

(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:
2KMnO4+10KCl+8H2SO4═2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O
2KMnO4+10KCl+8H2SO4═2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O

(3)上述反应中,1mol氧化剂在反应中得到
5
5
mol电子.
(4)如图:将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中,制取适量黄绿色气体的简易装置,请回答下列有关问题:装置C、D的作用分别是:C
安全作用防止D中液体倒吸入集气管B装置中
安全作用防止D中液体倒吸入集气管B装置中
;D
尾气吸收,防止有毒气体氯气扩散到空气中污染空气
尾气吸收,防止有毒气体氯气扩散到空气中污染空气

(5)某浓盐酸的密度l.198g?cm-3,该盐酸的物质的量浓度C1=13.13mol?L-1,溶质HCl的质量分数为W1=40%.则质量分数W2=20%的盐酸其物质的量浓度C2
小于
小于
(填大于、等于或小于)6.565mol?L-1

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