北京化工大学 物理化学 第一章 气体习题及参考答案.pdf

BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL 010 64434903 1 第一章第一章 气体习题及参考答案气体习题及参考答案 1 已知混合气体中各组分的摩尔分数分别为 氯乙烯 0 72 氯化氢 0 10 乙烯 0 18 在保持压力 101 325kPa 不变的的条件下 用水洗去氯化氢 求剩余干气体 即不考虑其中 的水蒸气 中各组分的分压力 解 取 1mol 混合气体为计算基准 用水洗去氯化氢后 还剩 0 72mol 氯乙烯和 0 18mol 乙烯 且p 总 101 325kPa 所以 kPa06 81kPa325 101 9 0 72 0 总氯乙烯氯乙烯pyp p 乙烯 p 总 p 氯乙烯 20 265kPa 2 在 2 6dm3真空容器中 装入 5 25gCl2和 4 82gSO2 190 时 Cl2和 SO2部分反应为 SO2Cl2 假如容器压力变为 201 325kPa 求平衡时各气体的分压力 解 V 2 6dm3 T 463 15K p 201 325kPa mol07404 0 mol 905 70 25 5 Cl Cl Cl 2 2 2 M m n mol07524 0 mol 065 64 82 4 SO SO SO 2 2 2 M m n Cl2 SO2 SO2Cl2 平衡时 0 07404mol x 0 07524mol x x mol1359 0 5 463314 8 106 2201235 14928 0 3 RT pV xn 总 mol1338 0 ClSO 22 xn mol06066 0 Cl 2 n mol06186 0 SO 2 n 4464 0 Cl Cl 2 2 总n n y 4552 0 SO SO 2 2 总n n y 09845 0 ClSO ClSO 22 22 总 n y 平衡时各气体分压 kPa83 894464 0kPa325 201 Cl Cl 22 ypp总 BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL 010 64434903 2 kPa60 914552 0kPa325 201 SO SO 22 ypp总 p SO2Cl2 p 总 p SO2 p Cl2 19 81kPa 3 有 4dm3的湿空气 压力为 101 325kPa 其中水蒸气的分压力为 12 33kPa 求水蒸气 N2和 O2的分体积以及 N2和 O2在湿空气中的分压力 设空气中的体积分数分别为 0 79 和 0 21 解 1217 0 325 101 33 12 OH OH 2 2 总p p y 6939 0 79 0 OH 1 N 22 yy 1844 0 21 0 OH 1 O 22 yy 在一定T p下 任一组分的分体积 ByVBV总 所以 V H2O 0 1217 4 dm3 0 4868 dm3 V N2 0 6939 4 dm3 2 7756 dm3 V O2 0 1844 4 dm3 0 7376 dm3 在一定 T V 下 任一组分的分压力 p B p 总 y B 所以 p N2 101 325kPa 0 6939 70 309kPa p O2 101 325kPa 0 1844 18 684kPa 或 p N2 p 总 p H2O 0 79 101 325 12 33 0 79 70 306kPa p O2 p 总 p H2O 0 21 101 325 12 33 0 21 18 689kPa 前一方法由于摩尔分数只取 4 位有效数字而使分压产生偏差 后一计算结果更准些 4 在恒压下将 20 100kPa 的干燥空气 10dm3 使呈气泡通入 20 的 CCl4液体中 气泡逸出时可完全达到饱和 今测得 CCl4液体减少了了 8 698g 求 CCl4的饱和蒸气压 干 燥空气可视为理想气体 解 通前 RTnpV 干干 mol404 0mol 298314 8 01 0105 RT pV n 干 干 通后 RTnnpV 4 CCl 干 33 6 CCl m01141 0m 10 298314 8 154 698 8 404 0 4 p RTnn V 干 RTnVp 44 CCl CCl Pa10264 12Pa 01141 0 298314 8 154 698 8 3 CCl4 Vp BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL 010 64434903 3 5 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 及 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 20mmHg 的水蒸汽 试求洗涤后的混合气体中 C2H3Cl 及 C2H4的分压力 解 考虑 100mol 混合气体 则 mol89 ClHC 32 n mol9 HCl n mol2 HC 42 n除去 HCl 气体后 各气体组成 0220 0 760 20 892 2 O H ClHC HC HC HC 23242 42 42 nnn n y 9527 0 OH HC 1 ClHC 24232 yyy kPa226 2kPa325 101220 0 HC HC 4242 pyp Pa535 96kPa325 1019527 0 ClHC ClHC 3232 kPyp 6 25 时饱和了水蒸气的乙炔气体 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 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 已在 25 及 10 时水的饱和蒸气压 分别为 3 17kPa 及 1 23kPa 解 每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量 进口处 02339 0 17 37 138 17 3 HC OH HC OH 22 2 22 2 进进 p p n n 出口处 008947 0 23 17 138 17 3 HC OH HC OH 22 2 22 2 出出 p p n n 除水量为 OH 2 n 0 02339 0 008974 mol 0 0144mol 7 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 且可忽略水的体积变化 300K 时水的饱和蒸气压为 3567Pa 解 300K 时 p 空气 101 325 3 567 kPa 97 758kPa 373 15K 时 kPa534 121kPa758 97 15 300 15 373 空气p p H2O p H2O 101 325kPa p p 空气 p H2O 222 850kPa 8 把 25 的氧气充入 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 氧的临界参数 KTC58 154 kPa5043 C p 920 1 8 154 25 298 C r T T T BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNO