U3.6 · 实际气体对理想气体的偏离练习题 · Deviation from Ideal Gas Law
涉及的课：U3.1 分子间作用力U3.6 实际气体对理想气体的偏离
- 1单选
1.00 mol 装在 0.500 L 的容器中，温度 300 K。按理想气体定律算出压强为 49.2 atm。实际测得的压强最可能？
解析这么小的体积里分子靠得很近， 分子之间的吸引不能忽略：分子快撞到器壁时被身后的分子往回拉，撞击力变小，压强低于理想值。用范德华方程估算（a、b 取 CRC 数据）约为 39.6 atm。分子本身的体积会使压强偏高（只考虑体积时约为 53.8 atm），在这里被吸引的作用盖过了。
- 2单选
1.00 mol He 被压缩到 0.100 L，温度 300 K。理想气体定律给出 246 atm，而实际压强更大。最好的解释是？
解析压强这么高时，原子挤得很近，它们自身的体积不能忽略，实际可供运动的空间小于容器体积，撞击器壁更频繁，压强高于理想值。He 原子之间的吸引极弱（范德华常数 a 只有 0.0346 L²·bar/mol²），几乎不起作用。范德华方程估算约为 3.20 × 102 atm。温度不变，平均动能也不变。
- 3单选
下列哪一个事实说明实际气体的分子之间存在吸引力？
解析如果分子之间完全没有吸引力，无论怎样冷却，分子都不会聚在一起形成液体。气体能液化，说明分子之间有吸引力，温度低到分子动能不足以克服它时，分子就聚集起来。扩散、产生压强、受热膨胀用理想气体模型就能解释。
- 4单选
压强不变时，把一种气体逐渐冷却到接近它的沸点，它偏离理想气体的程度越来越大。最好的解释是？
解析温度越低，分子的平均动能越小。分子之间的吸引强度不变，但慢下来的分子更容易被彼此“拉住”，吸引对运动的影响相对变大；同时压强不变时气体体积变小，分子靠得更近。所以越接近沸点，越偏离理想气体，直到液化。
- 5单选
范德华常数 a 反映分子之间吸引的强弱。下表中 NH₃ 和 CH₄ 的摩尔质量相近，NH₃ 的 a 却大得多。最好的解释是？
气体 摩尔质量（g/mol） a（L²·bar/mol²） 16.04 2.283 17.03 4.225 解析两者的电子数相同（都是 10 个），色散力相近；摩尔质量只差 0.99 g/mol。 是极性分子，H 连在 N 上，分子之间有氢键，吸引强得多，所以 a 更大（4.225 对 2.283），在同样条件下也更偏离理想气体。
- 6单选
下图是 400 K 时三种气体（He、N₂、CO₂）的 PV/nRT 随压强的变化（由范德华方程算出），理想气体为水平虚线 1。曲线 C 是哪种气体？为什么？
解析PV/nRT 低于 1，说明分子间的吸引让实际压强比理想气体小；高于 1，说明分子本身的体积占了地方。C 降得最低（约 0.65），吸引最强，是 CO₂：它的电子最多，色散力最强（CO₂ 是直线形非极性分子，没有偶极）。A 始终在 1 以上，是吸引最弱的 He；N₂（B）介于两者之间。分子内的三键不影响分子间的吸引。