物理化学课后习题答案

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1、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，     

2、 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）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       1.1

3、1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气体，分别用理想气体状态方程及vanderWaals方程计算

4、其摩尔体积。实验值为。   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，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1

5、0°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    

6、            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101.325kPa，系统中水蒸气的分压为101.325kPa，所以系统的总压          第二章热力学第一定律2.5始态为25°C，200kPa的5mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到-28.47°C，100kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。      解：先确定系统的始、末

7、态                                          对于途径b，其功为                   根据热力学第一定律             2.6  4mol的某理想气体，温度升高20°C，求的值。      解：根据焓的定义                    2.102mol某理想气体，。由始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力体积增大到150dm3，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整个过程的   。       解：过程图示如下                    由于，则，对有理想气体和只是温