物理化学上册作业习题答案Word文档下载推荐.docx
《物理化学上册作业习题答案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学上册作业习题答案Word文档下载推荐.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
VR?
T2,fpV101325?
200?
10?
6n?
?
yAMA?
yBMB?
mol?
yB?
1 1 物理化学上册习题解 联立方程与求解得yB?
yB?
pA?
yAp?
yBp?
1-8如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
N2 H2 3dm3p T1dm3p T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。
隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？
隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？
解：
抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
pH2?
nH2RT3dm3?
pN2?
nN2RT1dm3?
p n?
3nHN2得：
2而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为 4nN2RTnN2RTnRTRTp?
（nN2?
3nN2）?
33V4dm4dm1dm3 比较式、，可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。
抽隔板前，H2的摩尔体积为Vm,H2?
RT/p，N的摩尔体积Vm,N2 2?
RT/p 2 物理化学上册习题解 抽去隔板后 V总?
nH2Vm,H2?
nN2Vm,N2?
nRT/p?
（3nN2?
nN2）RT/p ?
nH2所以有Vm,H23nN2RTp?
3nN2?
nN2RTp ?
RT/p，Vm,N2?
RT/p 3nN231?
yN2?
4431?
yH2p?
p;
pN2?
yN2p?
p 44可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。
yH2?
nN2?
3nN2pH2所以有 pH2:
pN231?
p:
p?
3:
1443VH2?
yH2V?
4?
3dm3413 VN2?
yN2V?
1dm41-9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、和。
于恒定压力条件下，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kPa的水蒸气。
试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。
洗涤后的总压为，所以有 pC2H3Cl?
pC2H4?
pC2H3Cl/pC2H4?
yC2H3Cl/yC2H4?
nC2H3Cl/nC2H4?
/ 3 物理化学上册习题解 联立式与式求解得 pC2H3Cl?
;
pC2H4?
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 pO2?
常 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 yO2,1?
pO2p?
常4p常?
1?
p常?
yO2,1?
p常第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为 yO2,2?
pO2,1p?
4pO2,2?
yO2,2所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数 ?
p常4yO2,3?
pO2,2p?
（/4）p常4p常?
% 164 物理化学上册习题解 1-1125℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体总压力为，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和。
pB?
yBp，故有 pB/pA?
yB/yA?
nB/nA?
pB/（p?
pB） 所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为 ?
nH2O?
进口处：
n?
C2H2?
pH2O?
pCH?
进?
22?
（mol）?
出口处：
出?
123?
（mol）?
出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 = 1-12有某温度下的2dm3湿空气，其压力为，相对湿度为60％。
设空气中O2和N2的体积分数分别为和，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。
水蒸气分压＝水的饱和蒸气压×
＝×
＝kPaO2分压＝×
＝N2分压＝×
＝ 5
物理化学上册习题解 ?
yO2V?
V?
2?
yH2OV?
1-13一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。
若把该容器移至的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。
设容器中始终有水存在，且可忽略水的体积变化。
300K时水的饱和蒸气压为。
解 ：
300K 时 容 器 中 空 气 的 分 压 为 ?
p空时容器中空气的分压为 p空?
p空?
（kPa） 时容器中水的分压为 所以时容器内的总压为 p= pH2O?
p空+pHO?
+= 26 物理化学上册习题解 第二章热力学第一定律 2-11mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。
解 ：
W?
pamb（V2?
V1）?
pV2?
pV1?
nRT2?
nRT1?
nR?
2-4系统相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a的Qa=，Wa=-；
而途径b的Qb=-。
求Wb。
因两条途径的始末态相同，故有△Ua=△Ub，则所 以 Qa?
Wa?
Qb?
Wb 有 ， Wb?
Qa?
2-5始态为25℃，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。
途径a先经绝热膨胀到–℃，100kPa，步骤的功Wa=-；
在恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的Wb及Qb。
过程为：
5mol250C200kPaV1?
Qa?
0a?
W?
5mol?
Wa?
Q?
5molt0C200kPaV2 途径b 33V1?
5?
（200?
10）?
11V2?
nRT2/p2?
）?
（100?
103）?
Wb?
103?
8000J?
7 物理化学上册习题解 Wa?
0?
Qa?
QaQ?
Waabb因两条途径的始末态相同，故有△U=△U，则 a b Qb?
Wb?
2-8某理想气体CV,m的W，Q，△H和△U。
恒容：
W=0；
。
今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃，求过程 ?
U?
50KTnCV,mdT?
nCV,m（T?
50K?
T）3 ?
nCV,m?
50?
3118J?
H?
50KTnCp,mdT?
nCp,m（T?
T）?
n（CV,m?
R）?
50K5 ?
5196J?
根据热力学第一定律，：
W=0，故有Q=△U= 2-102mol某理想气体，CP,m?
7R。
始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力升 2高至200kPa，再恒压泠却使体积缩小至25dm3。
求整个过程的W，Q，△H和△U。
整个过程示意如下：
8 物理化学上册习题解 2molT1100kPa50dm32mol?
W1?
02mol?
W2T2200kPa50dm T3200kPa25dm3 3p1V1100?
3T1?
3T2?
nR2?
p3V3200?
25?
3T3?
p2?
（V3?
（25?
50）?
3?
5000J?
W1?
0;
W2?
W2?
T1?
T3?
?
0, ?
0 ?
0, Q?
-W?
-使水温有25℃升高到75℃。
试求每小时生产热水的质量。
9 2-16水煤气发生炉出口的水煤气温度是1100℃，其中CO及H2的体积分数各为。
若每小时有300kg水煤气有1100℃泠却到100℃，并用所回收的热来加热水， 物理化学上册习题解 CO和H2的摩尔定压热容Cp，m与温度的函数关系查本书附录，水的比定压热容cp=?
g?
1?
K?
1。
已知MH2?
MCO?
yH2?
yCO?
水煤气的平均摩尔质量 M?
yH2MH2?
yCOMCO?
300?
10n?
19983mol300kg水煤气的物质的量 附录八查得：
273K—3800K的温度范围内 3Cp,m（H2）?
3J?
2T?
6J?
3T2Cp,m（CO）?
3T2设水煤气是理想气体混合物，其摩尔热容为 Cp,m（mix）?
yBCp,m（B）?
）J?
1B?
6?
1 ?
2T ?
10J?
KT故有 ?
32Cp,m（mix）?
K得 ?
KT?
2 ?
3T210
物理化学上册习题解 Qp,m?
Hm?
Qp?
m（mix）dT ?
1 ?
3T2dT=×
J?
1 +1×
×
10-3J?
1 2?
-1×
10-6J?
1 3 =-?
1+?
1 =31327J?
1=?
119983×
=626007kJ m?
QpCp,kg水626007?
105?
kg?
2992387g?
103kg?
（75?
25）2-17单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数yB=，始态温度T1=400K，压力p1=200kPa。
今该混合气体绝热反
升级会员 