物理化学天津大学第四版答案【篇一:5.天津大学《物理化学》第四版_习题及解答】ass=txt>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 ....................................................................................................... . (51)第五章化学平衡 ....................................................................................................... .. (66)第六章相平衡 ....................................................................................................... (76)第七章电化学 ....................................................................................................... (85)第八章量子力学基础 ....................................................................................................... . (107)第九章统计热力学初步 ....................................................................................................... ...... 111 第十一章化学动力学 ....................................................................................................... . (117)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。
(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1.11 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为,则,,充氮气后,系统中氧的摩尔分数。
重复上面的过程,第n次充氮气后,系统的摩尔分数为因此。
,解:用理想气体状态方程计算用van der waals计算,查表得知,对于n2气(附录七),用matlab fzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法,,迭代十次结果,取初值解: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101.325 kpa。
若把该容器移至373.15 k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。
300 k时水的饱和蒸气压为3.567 kpa。
解:将气相看作理想气体,在300 k时空气的分压为由于体积不变(忽略水的任何体积变化),373.15 k时空气的分压为由于容器中始终有水存在,在373.15 k时,水的饱和蒸气压为101.325 kpa,系统中水蒸气的分压为101.325 kpa,所以系统的总压【篇二:物理化学课后答案】的体膨胀系数?v与等温压缩系数?t的定义如下:气体的pvt关系?v?1v1??v??v??t?????v???t?p??p? ???t试导出理想气体的?v、?t与压力、温度的关系?解:对于理想气体,pv=nrt?v?1??v?1??(nrt/p)?1nr1v???t?1 ? ??????v??t?pv??t?pvpvt1??v?v???p?1??(nrt/p)?1nrt1v????? ??2???p?1 ???v??pvp?t?tvp3?t??1-2 气柜内有121.6kpa、27℃的氯乙烯(c2h3cl)气体300m,若以每小时90kg的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时?解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为pv121.6?103?300n???14618.623molrt8.314?300.1590?10390?103每小时90kg的流量折合p摩尔数为 v???1441.153mol?h?1mc2h3cl62.451-3 0℃、101.325kpa的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解:?ch4pn101325?16?10?3??mch4??mch4??0.714kg?m?3 vrt8.314?273.151-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g。
充以4℃水之后,总质量为125.0000g。
若改用充以25℃、13.33kpa的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
解:先求容器的容积v?125.0000?25.000100.00003?cm?100.0000cm3?h2o(l)1n=m/m=pv/rtm?)rtm8.314?298.15?(25.0163?25.0000??30.31g?mol ?4pv13330?101-5 两个体积均为v的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。
解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为n?n1,i?n2,i?2piv/(rti)终态(f)时 n?n1,f?n2,fpf?vv???r??t1,ft2,f?pfv???r??t2,f?t1,f??tt?1,f2,f?? ???2pi?t1,ft2,f??????t?t?t?i?1,f2,f??2?101.325?373.15?273.15??117.00kpa273.15(373.15?273.15)解:将数据处理如下:p/kpa-3t1,ft2,fn??pf?vr??t1,f?t2,f101.325 0.0227767.550 0.0226050.663 0.0225033.775 0.0224225.331 0.02237m???/p?p?0rt?0.02225?8.314?273.15?50.529g?mol?131-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的200 cm容器中,直至压力达101.325kpa,测得容器中混合气体的质量为0.3879g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解:设a为乙烷,b为丁烷。
n?pv101325?200?10?6??0.008315mol rt8.314?293.15m0.3897?yama?ybmb??46.867g?mol?1(1)n0.008315 ?30.0694ya?58.123ybm?ya?yb?1(2)联立方程(1)与(2)求解得yb?0.599,yb?0.401pa?yap?0.401?101.325?40.63kpapb?ybp?0.599?101.325?60.69 kpa1-8 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。
(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)隔板抽去前后,h2及n2的摩尔体积是否相同?(3)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:(1)抽隔板前两侧压力均为p,温度均为t。
ph2?nh2rt3dm3?pn2?nn2rt1dm3?p (1)得:nh?3nn22而抽去隔板后,体积为4dm,温度为,所以压力为34nn2rtnn2rtnrtrt(2) p??(nn2?3nn2)??333v4dm4dm1dm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vm,h?rt/p,n2的摩尔体积vm,n?rt/p22抽去隔板后v总?nh2vm,h2?nn2vm,n2?nrt/p?(3nn2?nn2)rt/p?? nh23nn2rtp?3nn2?nn2rtp所以有vm,h?rt/p,vm,n?rt/p22可见,隔板抽去前后,h2及n2的摩尔体积相同。
(3)yh2?3nn2nn2?3nn231?, yn2? 44ph2?yh2p?31p;pn2?yn2p?p 44所以有ph:pn?2231p:p?3:1 44vh2?yh2v? vn23?4?3dm3 4 1?yn2v??4?1dm34解:洗涤后的总压为101.325kpa,所以有pc2h3cl?pc2h4?101.325?2.670?98.655kpa(1)pc2h3cl/pc2h4?yc2h3cl/yc2h4?nc2h3cl/nc2h4?0.89/0.02(2)联立式(1)与式(2)求解得pc2h3cl?96.49kpa;pc2h4?2.168kpa1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。