天津大学《物理化学》第五版_习题及解答

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1、146天津大学《物理化学》第四五版习题及解答目录第一章气体的pVT性质2第二章热力学第一定律6第三章热力学第二定律24第四章多组分系统热力学52第五章化学平衡67第六章相平衡78第七章电化学87第八章量子力学基础110第九章统计热力学初步113第十一章化学动力学120146第一章气体的pVT性质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      1.5     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

2、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)两球中压力维持相同。      标准状态:                                              因此,      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。146第一章气体的pVT性质1.1   物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下            试推出

3、理想气体的,与压力、温度的关系。   解:根据理想气体方程      1.5     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°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)两球中压力维持相同。      标准状态:                                              因此,      1.9如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的

4、氢气与氮气,二者均可视为理想气体。146         (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)混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义?   (3)根据分体积的定义              对于分压       1

5、.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        。1.13今有0°C,40.530kPa的N2气

6、体,分别用理想气体状态方程及vanderWaals方程计算其摩尔体积。实验值为。146   解:用理想气体状态方程计算            用vanderWaals计算,查表得知,对于N2气(附录七)                    ,用MatLabfzero函数求得该方程的解为                          也可以用直接迭代法,,取初值      ,迭代十次结果1.16 25°C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,

7、于恒定总压下冷却到10°C,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°C及10°C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                                        1.17一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水。但容器于300K条件下大平衡时,容器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中,试求容器中到达新的

8、平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的任何体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。   解:将气相看作理想气体,在300K时空气的分压为146                由于体积不变(忽略水的任何体积变化),373.15K时空气的分压为                由于容器中始终有水存在,在373.15K时,水的饱和蒸气压为101.325

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