物理化学 习题解.doc

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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氯乙烯、氯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和0.02。于恒定压力101.325kPa条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。解：洗涤后的总压为101.325kPa，所以

2、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1-1125℃时饱和了水蒸汽的乙炔

3、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）总压力为138.7kPa，于恒定总压下泠却到10℃，使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠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和1.23kPa。解：，故有所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处：出口处：每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为0.02339-0.=0.01444（mol）1-12有某温度下的2dm3湿空气，其压力为101.325kPa，相对湿度为60％。设空气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79

4、，求水蒸气、O2和N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为20.55kPa（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比）。解：水蒸气分压＝水的饱和蒸气压×0.60＝20.55kPa×0.60＝12.33kPaO2分压＝（101.325-12.33）×0.21＝18.69kPaN2分压＝（101.325-12.33）×0.79＝70.31kPa1-13一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于300K条件下达到平衡时，器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有

5、水存在，且可忽略水的体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。解：300K时容器中空气的分压为373.15K时容器中空气的分压为373.15K时容器中水的分压为101.325kPa所以373.15K时容器内的总压为p=+121.534+101.325=222.859（kPa）1-14CO2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，并与实验值5066.3kPa作比较。解：查表附录七得CO2气体的范德华常数为a=0.3640Pa·m6·mol-2；b=0.4267×10-4m3·mol-1相对误

6、差E=5187.7-5066.3/5066.3=2.4%1-15今有0℃、40530kPa的氮气体，分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。其实验值为70.3cm3·mol-1。解：用理想气体状态方程计算如下：将范德华方程整理成(a)查附录七，得a=1.408×10-1Pa·m6·mol-2，b=0.3913×10-4m3·mol-1这些数据代入式（a），可整理得解此三次方程得Vm=73.1cm3·mol-11-16函数1/（1-x）在-1＜x＜1区间内可用下述幂级数表示：1/（1-x）=1+x+x2+x3+…先将范德华方程整理成再用述幂级

7、数展开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为B（T）=b-a（RT）C=（T）=b2解：1/（1-b/Vm）=1+b/Vm+（b/Vm）2+…将上式取前三项代入范德华方程得而维里方程（1.4.4）也可以整理成根据左边压力相等，右边对应项也相等，得B（T）=b–a/（RT）C（T）=b2*1-17试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有TB=a/（bR）1-18把25℃的氧气充

8、入40dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7×102kPa。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。解：氧气