物理化学上册的答案-第五版上册 - 副本.doc

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物理化学上册的答案-第五版上册 - 副本

气体pVT性质 1-9 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中,各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09和0.02。于恒定压力101.325kPa条件下,用水吸收掉其中的氯化氢,所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。 解:洗涤后的总压为101.325kPa,所以有 联立式(1)与式(2)求解得 1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全,采用同样温度的纯氮进行置换,步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气的压力,尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。这种步骤共重复三次。求釜内最后排气至年恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。设空气中氧、氮摩尔分数之比为1∶4。 解: 高压釜内有常压的空气的压力为p常,氧的分压为 每次通氮直到4倍于空气的压力,即总压为 p=4p常, 第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为 第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为 所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数 1-11 25℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体(即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为138.7kPa,于恒定总压下泠却到10℃,使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出水的物质的量。已知25℃及10℃时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa和1.23kPa。 解:,故有 所以,每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为 进口处: 出口处: 每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为 0.02339-0.008974=0.01444(mol) 1-12 有某温度下的2dm3湿空气,其压力为101.325kPa,相对湿度为60%。设空气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79,求水蒸气、O2和N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为20.55kPa(相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比)。 解:水蒸气分压=水的饱和蒸气压×0.60=20.55kPa×0.60=12.33 kPa O2分压=(101.325-12.33 )×0.21=18.69kPa N2分压=(101.325-12.33 )×0.79=70.31kPa 1-13 一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水,当容器于300K条件下达到平衡时,器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中,试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。 解:300K时容器中空气的分压为 373.15K时容器中空气的分压为 373.15K时容器中水的分压为 101.325kPa 所以373.15K时容器内的总压为 p=+121.534+101.325=222.859(kPa) 1-14 CO2气体在40℃时的摩尔体积为0.381dm3·mol-1。设CO2为范德华气体,试求其压力,并与实验值5066.3kPa作比较。 解:查表附录七得CO2气体的范德华常数为 a=0.3640Pa·m6·mol-2;b=0.4267×10-4m3·mol-1 相对误差E=5187.7-5066.3/5066.3=2.4% 第二章 热力学第一定律 2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1℃,试求过程中气体与环境交换的功W。 解: 2-2 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,101.325 kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。 解: ≈ 2-3 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。 解:1mol水(H2O,l)完全电解为1mol H2(g)和0.50 mol O2(g),即气体混合物的总的物质的量为1.50 mol,则有 ≈ 2-4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Qa=2.078kJ,Wa= -4.157kJ;而途径b的Qb= -0.692kJ。求Wb。 解:因两条途径的始末态相同,故有△Ua=△Ub,则 所以有, 2-10 2mol 某理想气体,。由始态100 kPa,50 dm3,先恒容加热使压力升高至200 kPa,再恒压泠却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W,Q,△H 和△U。 解:整个过程示意如下: 2-12 已知CO2(g)的 Cp,m ={26.75+42.258×10-3(T/K)-14.25×10-6(T/K)2} J·m

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