天津大学_第五版_物理化学上册习题答案..doc

目录 第一章 气体的pVT关系 1 第二章 热力学第一定律 8 第三章 热力学第二定律 27 第四章 多组分系统热力学 54 第五章 化学平衡 63 第六章 相平衡 79 气体的pVT关系 1-1物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下： 试导出理想气体的、与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa、27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 每小时90kg的流量折合p摩尔数为 n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解： 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4℃水之后，总质量为125.0000g。若改用充以25℃、13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积 n=m/M=pV/RT 1-5 两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 终态（f）时 1-6 0℃时氯甲烷（CH3Cl）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p—p图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。 P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 ρ/（g·dm-3） 2.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660 解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/（g·dm-3·kPa） 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p图 当p→0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解：设A为乙烷，B为丁烷。 （1） （2） 联立方程（1）与（2）求解得 1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。 H2 3dm3 p T N2 1dm3 p T （1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。 （2）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。 （1） 得： 而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为 （2） 比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。 （2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积 抽去隔板后 所以有 ， 可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。 （3） 所以有 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 （1） （2） 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