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 、27℃的***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***乙烯为理想气体,气柜内***乙烯的物质的量为
每小时90kg的流量折合p摩尔数为
n/v=(÷)=
1-3 0℃、。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,。充以4℃水之后,。若改用充以25℃、,。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***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***甲烷的相对分子质量。
P/kPa





ρ/(g·dm-3)





解:将数据处理如下:
P/kPa





(ρ/p)/(g·dm-3·kPa)





作(ρ/p)对p图
当p→0时,(ρ/p)=,则***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,,。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 ***乙烯、***化氢及乙烯构成的混合气体中,、。,用水吸收掉其中的***化氢, kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C
2H3Cl及C2H4的分压力。
解:,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),于恒定总压下泠却