物理化学课后答案完整版

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1、第一章气体的pVT关系1.1   物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下            试推出理想气体的,与压力、温度的关系。   解:根据理想气体方程1.2气柜内贮有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:假设气柜内所贮存的气体可全部送往使用车间。1.30℃,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:将甲烷(Mw=16g/mol)看成理想气体:PV=nRT,PV=mRT/Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V=PMw/RT

2、                       =101.325´16/8.314´273.15(kg/m3)                       =0.714kg/m3  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。水的密度1g·cm3计算。解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1g.cm-3=100cm3将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT,PV=mRT/MwMw=mRT/PV=(25.0

3、163-25.0000)´8.314´300.15/(13330´100´10-6)Mw=30.51(g/mol) 101.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。   解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。      标准状态:因此,1.60℃时氯甲烷(CH3Cl)气体的密度ρ随压力的变化如下。试作图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。101.7今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200cm

4、3容器中,直至压力达101.325kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解:将乙烷(Mw=30g/mol,y1),丁烷(Mw=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147´10-3mol(y1´30+(1-y1)´58)´8.3147´10-3=0.3897y1=0.401    P1=40.63kPay2=0.599    P2=60.69kPa 101.8试证明理想混合气体中任一组分B的分压力pB与该组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下的压力相等。解:根据道尔顿

5、定律分压力  对于理想气体混合物  ,         所以             1.9如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。(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)隔板抽取前后,H2及N2的摩尔体积是否相同?(3)隔板抽取后,混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干?解:(1)等温混合后            即在上述条件下混合,系统的压力认为。   (2)相同   (3)根据分体积的定义              对于分压       1

6、01.11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:向釜内通氮气直到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。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。解:分析:每次通氮气后至排气恢复至常压p,混合气体的摩尔分数不变。设第一次充氮气前,系统中氧的摩尔分数为,充氮气后,系统中氧的摩尔分数为,则,。重复上面的过程,第n次充氮气后,系统的摩尔分数为      ,   因此        。1.12CO2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

7、,并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。101.13今有0℃,40.530kPa的N2气体,分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。实验值为。10101.16 25℃时饱和了水蒸气的湿乙炔气体(即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为138.7kPa,于恒定总压下冷却到10℃,使部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷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及1.23kPa。解:该过程图示如下                设系统为理想气体混合物,则               

8、                   

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