葛华才-物理化学习题详细答案.pdf

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1、葛华才等编.《物理化学》（多媒体版）教材的计算题解.高等教育出版社葛华才等编《物理化学》（多媒体版）教材的计算题解2009年7月6日最新版若有错误，欢迎告知编者(电邮：ge1963@126.com，葛华才老师)，谢谢！第一章热力学第一定律第二章热力学第二定律第三章多组分系统第四章化学平衡第五章相平衡第六章化学动力学第七章电化学第八章界面现象第九章胶体化学第十章统计热力学第一章热力学第一定律计算题1.两个体积均为V的密封烧瓶之间有细管相连，管内放有氮气。将两烧瓶均放入100℃的沸水时，管内压力为50kPa。若一只烧瓶

2、仍浸在100℃的沸水中，将另一只放在0℃的冰水中，试求瓶内气体的压力。解：设瓶内压力为p′，根据物质的量守恒建立如下关系：(p′V/373.15)+(p′V/273.15)=2(pV/373.15)即p′＝2×50kPa/(1+373.15/273.15)=42.26kPa2.两个容器A和B用旋塞连接，体积分别为1dm3和3dm3，各自盛有N2和O2(二者可视为理想气体)，温度均为25℃，压力分别为100kPa和50kPa。打开旋塞后，两气体混合后的温度不变，试求混合后气体总压及N2和O2的分压与分体积。解：根据物

3、质的量守恒建立关系式p总(VA+VB)/298.15=(pAVA/298.15)+(pBVB/298.15)得p总=(pAVA+pBVB)/(VA+VB)=(100×1+50×3)kPa/(1+3)=62.5kPan(N2)=pAVA/RTA={100000×0.001/(8.315×298.15)}mol=0.04034moln(O2)=pBVB/RTB={50000×0.003/(8.315×298.15)}mol=0.06051mol1葛华才编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社y

4、(N2)=n(N2)/{n(N2)+n(O2)}=0.04034/(0.04034+0.06051)=0.4y(O2)=1-y(N2)=1-0.4=0.6分压p(N2)=y(N2)p总=0.4×62.5kPa=25kPap(O2)=y(O2)p总=0.6×62.5kPa=37.5kPa分体积V(N2)=y(N2)V总=0.4×4dm3=1.6dm3V(O2)=y(O2)V总=0.6×4dm3=2.4dm33.在25℃，101325Pa下，采用排水集气法收集氧气，得到1dm3气体。已知该温度下水的饱和蒸气压为3173

5、Pa，试求氧气的分压及其在标准状况下的体积。解：p(O2)=p总－p(H2O)=101325Pa－3173Pa=98152PaV(O2,STP)=(TSTP/T)(p/pSTP)V=(273.15/298.15)×(98152/101325)×1dm3=0.8875dm3STP表示标准状况。4.在25℃时把乙烷和丁烷的混合气体充入一个0.5dm3的真空容器中，当容器中压力为101325Pa时，气体的质量为0.8509g。求该混合气体的平均摩尔质量和混合气体中两种气体的摩尔分数。解：n=pV/RT={101325×0

6、.5×10-3/(8.315×298.15)}mol=0.02044molMmix=m/n=0.8509g/0.02044mol=41.63g·mol-1又Mmix=M(乙烷)y(乙烷)+M(丁烷)y(丁烷)=30.07×y(乙烷)+58.12×(1−y(乙烷))=41.63得y(乙烷)=0.5879，y(丁烷)=1－y(乙烷)＝0.41215.2molO2(g)在105Pa恒压下从25℃加热到45℃，计算该过程的功。解：据题意知系统压力p等于环境压力pe，即p1=p2=pe∴W=-pe(V2-V1)=-p2[(n

7、RT2/p2)-(nRT1/p1)]=-nR(T2-T1)=-2.0mol×8.315J·K-1·mol-1×(318.15K-298.15K)=-333J6.1molN2的压力为105Pa，0℃时反抗恒定外压0.5×105Pa做恒温膨胀到压力为0.5×105Pa。计算该过程的功。解：W=-pe(V2-V1)=-pe(nRT/p2-nRT/p1)=-nRTp2(1/p2-1/p1)=-1mol×0.5×105Pa×8.315J·K-1·mol-1×273.15K×[(1/0.5×105Pa)-(1/105Pa)]=

8、-1136J7．1mol理想气体由100kPa、5dm3恒压压缩到1dm3，再恒容升压到500kPa。试计算整个过程的W、Q、∆U、∆H。解：1mol气体状态变化：(p1=100kPa,V1=5dm3)→(p2=p1,V2=1dm3)→(p3=500kPa,V3=V2)利用理想气体状态方程p1V1/T1=p3V3/T3得T3=T1，即始终态温度不变，故有∆U