天津大学 第五版 物理化学上册习题答案.doc

天津大学_第五版_物理化学上册习题答案天津大学_第五版_物理化学上册****题答案
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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***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=(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
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℃、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***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
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***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。
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(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的摩尔体积就是否相同？
(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)
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所以有
1-9 ***乙烯、***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与0、02。于恒定压力101、325kPa条件下,用水吸收掉其中的***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