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物理化学核心教程课后习题答案.doc
物理化学核心教程
课后习题答案
第一章 气体
一.基本要求
1.了解低压下气体的几个经验定律;
2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程;
3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton分压定律和Amagat分体积定律的使用前提;
4.了解真实气体图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的应用;
5.了解van der Waals方程中两个修正项的意义。和物质的量几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。
掌握Dalton分压定律和Amagat分体积定律的使用前提,以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。
在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真听讲,注意在Power Point动画中真实气体的图,掌握实际气体在什么条件下才能液化,临界点是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。
三.思考题参考答案
1.如何使一个6.Dalton分压定律的适用条件是什么?Amagat分体积定律的使用前提是什么?
Dalton分压定律Amagat分体积定律 (b为大于零的常数),试分析这种气体与理想气体有何不同?将这种气体进行真空膨胀,气体的温度会不会下降?
答:将气体的状态方程改写为 ,与理想气体的状态方程相比,这个状态方程只校正了体积项,未校正压力项。说明这种气体分子自身的体积不能忽略,而分子之间的相互作用力仍可以忽略不计。所以,将这种气体进行真空膨胀时,气体的温度不会下降,这一点与理想气体相同。
8.如何定义气体的临界温度和临界压力?
答:在真实气体的图上,当气-液两相共存的线段缩成一个点时,称这点为临界点。这时的温度为临界温度,这时的压力为临界压力。在临界温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化。
9.van der Waals气体的内压力与体积成反比,这样说是否正确?
答:不正确。根据van der Waals气体的方程式,,其中被称为是内压力,而是常数,所以内压力应该与气体体积的平方成反比。
10.当各种物质都处于临界点时,它们有哪些共同特性?
答:在临界点时,物质的气-液界面消失,液体和气体的摩尔体积相等,成为一种既不同于液相、又不同于气相的特殊流体,称为超流体。高于临界点温度时,无论用多大压力都无法使气体液化,这时的气体就是超临界流体。
四.概念题参考答案和。若在容器中再加入一定量的理想气体C,问和的变化为 ( )
(A) 和都变大 (B) 和都变小
(C) 不变,变小 (D) 变小,不变
答:(C)。这种情况符合Dalton分压定律,而不符合Amagat分体积定律。
2.在温度、容积都恒定的容器中,含有A和B两种理想气体,它们的物质的量、分压和分体积分别为和,容器中的总压为。试判断下列公式中哪个是正确的? ( )
(A) (B)
(C) (D)
答:(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton分压定律的适用条件,所以只有(A)的计算式是正确的。其余的之间的关系不匹配。
3. 已知氢气的临界温度和临界压力分别为。有一氢气钢瓶,在298 K时瓶内压力为,这时氢气的状态为 ( )
(A) 液态 (B) 气态
(C)气-液两相平衡 (D) 无法确定
答:(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。在这样高的温度下,无论加多大压力,都不能使氢气液化。
4.在一个绝热的真空容器中,灌满373 K和压力为101.325 kPa的纯水,不留一点空隙,这时水的饱和蒸汽压 ( )
(A)等于零 (B)大于101.325 kPa
(C)小于101.325 kPa (D)等于101.325 kPa
答:(D)。饱和蒸气压是物质的本性,与是否留有空间无关,只要温度定了,其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到,与水所处的环境没有关系。
5.真实气体在如下哪个条件下,可以近似作为理想气体处理?( )
(A)高温、高压 (B)低温、低压
(C)高温、低压 (D)低温、高压
答:(C)。这时分子之间的距离很大,体积很大,分子间的作用
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