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物理化学习题答案(胡彩玲)
物理化学参考答案
第一章 气体状态方程
一、选择题
1-7 B C A A A B C
二、计算题
1、解:据理想气体状态方程pV=nRT,可知
p
2、解:该气体在低压下,故可利用气体状态方程进行计算。
将V=mρ和n=
对同一气体CO2而言,M和R均相同,所以ρ
代入数据,求得?2=1.54kg/m3。
3、解:低压气体可看作理想气体。
据理想气体状态方程pV=nRT,可知n
n
=
4、解:
方法1:此混合气体可看作理想气体混合物,理想气体混合物可使用理想气体状态方程进行计算。
对混合气体,由pV=nRT,可知
n
n
p
方法2:也可先求氨气的分压力
p
再利用道尔顿分压定律pNH3
5、解:pN
p
或p
6、解:n
Vm
另查表可知
氯气的范德华常数a=657.9×10
将Vm、a、b代入到范德华方程,
解得
p
7、解:解:n
Vm
另查表可知
氧气的范德华常数a=137.8×
将Vm、a、b代入到范德华方程,
解得
T
=
8、解:(1)用理想气体状态方程计算
V=
(2)用压缩因子图计算
查附录2可知,甲醇气体的pc=8.10×106Pa Tc=239.43K
则pr=
查图1-2,知Z=0.485
故V
因实验值为0.342m3,所以第一种方法的误差为:
0.705-
第二种方法的误差为:
0.338
9、解:(1)yH
y
解得,n
(2)对混合气体应用理想气体状态方程pV=nRT,
V=
三、简答题
1、实际气体在高温、低压下可近似看做理想气体。
2、分压定律的适用于理想气体混合物,对低压下的真实气体近似适用
3、高压下的真实气体使用理想气体状态方程会产生较大偏差,例如氨和甲醇的合成等。真实气体与理想气体产生偏差的原因从理想气体微观模型进行分析。对理想气体分子来讲,分子本身不占有体积,分子之间没有相互作用力,但在高压下,真实气体分子之间的距离减小,本身的体积则不能忽略,而且,分子之间的相互作用力将逐渐增加,分子之间的作用力同样不能忽略。
4、气体液化的途径有降温和加压两种方式。
当对某一气体逐步增大压力时,气体分子间的距离不断减小,分子间力不断增大,最后当分子间力超过由于分子热运动使分子相互离开的趋势时,气体就转化成液体,这个过程叫做凝聚(或液化)。对于一定的物质而言,分子间力是有一定大小的,所以分子间力能否克服分子热运动的逃逸能力,不仅取决于施加压力的大小以使分子间距离缩短的程度,而且还取决于温度的高低。只有当气体冷却到某一温度Tc或更低时,才能用加压的办法使气体液化,每一种气体都有一特征的Tc,称为临界温度。
低于临界温度是气体液化的必要条件。
5、对,随着温度逐渐升高,p-Vm图上的水平线段逐渐缩短,当温度达到Tc时,水平线段缩成一个点C,这就表明饱和气体的摩尔体积和饱和液体的摩尔体积相等,在这点上,气体和液体的差别消失,该点称为临界点。
6、不能,因为Tr=T/Tc, Tr>1,说明温度高于临界温度,而低于临界温度是使气体液化的必要条件,所以不能液化。
7、对,根据压缩因子定义式可知,对任何气体因Zc为一近似常数,所以对不同物质而言只要是处在相同对应状态下的气体,都具有相同的压缩因子。
8、t=30℃,低于氨的临界温度132.3℃,满足了液化的必要条件,但压力p=1.00Mpa却低于30℃的饱和蒸汽压1.17MPa,所以该条件下氨不能液化。
四、拓展题
1、略
2、略
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