物理化学第一章课后答案完整版[修改版]

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1、第一章气体的pVT关系1.1物质的体膨胀系数丐与等温压缩率®的定义如下试推出理想气体的劣，令与压力、温度的关系。解：根据理想气体方程mRT.(dry=竺=兰(9T=_竺=工=~同广I不丿厂"?""7l(dK1I伽J11.2气柜内贮有121.6kPa,27°C的氯乙烯(C2H3CI)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。C2H3C1的摩尔质量:M=62.499X10~3kg•moF1气柜中c2H3ci气体总的物质的量："(总)=务=121>6X103X3008.314X300.15mol—1

2、4618<6mol使用的时间:£=90kg•h~=10.15h14618.6molX62・499X1(T'kg•mol^90kg•L1.30°C,10L325kPa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=101.325xl6/8.314x273.15(kg/m3)=0.714kg/m31.4一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g充以4°C水之后，总质量为125.0000go若改充以25°C,13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量

3、为25.0163go试估算该气体的摩尔质量。水的密度lg-cm3计算。解：球形容器的体积为V=(125-25)g/1g.cm-3=10()cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/MwMw=mRT/PV=(25.0163-25.0000)x8.314x300.15/(13330xl00xl0'6)Mw=30>51(g/mol)1.3两个容积均为/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°C,另一个球则维持0°C,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

4、相同。标准状态：^=101-3251^T=273.15Kn2Vp1=101.325kPaT]=273.15KniH2VVP2P2T^373.15KTi=273.15K因此,血7IN?亦~R7273.15^RTX12=117.0(kPa)1.60°C时氯甲烷（CH3C1）气体的密度p随压力的变化如下。试作2_p图，用外推法求P氯甲烷的相对分子质量。p/kPa101.32567.55050.66333.77525.331p/(g-dm*5)2.30741.52631.14010.757130.56660373.15丿解：对于理想气体p=mRT/(VM}=pRT/M,所以RTp/p=M

5、fit对于真实气体,在一定温度下，压力愈低其行为愈接近理想气体，只有当压力趋近于零时上述关系才成立，可表示为:RTp/p)=RTlim(”p)=M0t：时不同压力下的p/p列表如下:p/kPa101.32567.55550.66333.77525.331^p1/(10~3g*dm3,kPa~422.77222.59522.50422.41722.368以砂一1/（10一込・如-3・嵌-1）对p/kPa作图，可得一直线，如下图■Ip/kPa图IT由图可得当p为零时，Krnl^^/dO^g-dm-^kPa"1)}=截距=22.237即当Q趋于零时p/p=22.237xi0'3g-dm'

6、3-kPa"1=22・237xi()fkg・m7・Pa—iPffUXA=RTc/b//i■/♦厶.厶lf=8.3145J・mol-i・KT><273・15KX22.237XW~6kg-m^-Pa^1=50・50乂10一3kg・moL故CH3C1的相对分子质量：Mr=103Mkg——mol=50.50说明：Mr的准确值为50.488o此题也可根据式lim(p/p)=RT/M以p/p对p作图来求A4。但不能用Q对p作图，这是因为当p趋近于零时，V趋于无限大“则趋于零。在数学上无法处理。1.7今有20°C的乙烷一丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm3容器中，直至压力达101.325k

7、Pa,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,yi),T烷(M、、=58g/mol，y2)看成是理想气体:PV=nRTn=PV/RT=8.3147xl03mol(yix30+(l-yi)x58)x8.3147xl03=0.3897yi=0.401P1=40.63kPay2=0.599P2=60.69kPa1.8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