天大物化五版上册习题答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——天大物化五版上册习题答案物理化学上册习题解（天津大学第五版）

第一章气体pVT性质

1-1解：对于理想气体，pV=nRT

?V?1??V?1??(nRT/p)?1nR1V???T?1???????V??T?pV??T?pVpVT?T??1??V?1??(nRT/p)?1nRT1V????????2???p?1????V??p?TV??pVp?TVp1-2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???14618.623mol

RT8.314?300.153390?1090?10每小时90kg的流量折合p摩尔数为v???1441.153mol?h?1MC2H3Cl62.45n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3解：?CH4pn101325?16?10?3??MCH4??MCH4??0.714kg?m?3VRT8.314?273.151-4解：先求容器的容积V?125.0000?25.000?100.0000cm3?100.0000cm3

?H2O(l)1n=m/M=pV/RT

)RTm8.314?298.15?(25.0163?25.0000M???30.31g?mol

pV13330?10?41-5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,f?pf?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)pf?1-6解：将数据处理如下：

P/kPa

(ρ/p)/（g·dm-3·kPa）

作(ρ/p)对p图

101.3250.02277

67.5500.02260

50.6630.02250

33.7750.02242

25.3310.02237

TTn??1,f2,fVR??T1,f?T2,f1

物理化学上册习题解（天津大学第五版）

0.02290.02280.02270.02260.02250.02240.02230.02220234060p80100120ρ/p线性(ρ/p)ρ/p当p→0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为

M???/p?p?0RT?0.02225?8.314?273.15?50.529g?mol?1

1-7解：设A为乙烷，B为丁烷。

pV101325?200?10?6n???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?0.401

pA?yAp?0.401?101.325?40.63kPapB?yBp?0.599?101.325?60.69kPa1-8解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。

nHRTnNRTpH2?23?pN2?23?p（1）

3dm1dm得：nH2?3nN2

而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为

p?4nN2RTnN2RTnRTRT（2）?(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,H2?RT/p，N2的摩尔体积Vm,N2?RT/p抽去隔板后

V总?nH2Vm,H2?nN2Vm,N2?nRT/p?(3nN2?nN2)RT/p??nH23nN2RTp?3nN2?nN2RTp

所以有Vm,H2?RT/p，Vm,N2?RT/p

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可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积一致。（3）yH?23nN2nN2?3nN231?,yN2?44pH2?yH2p?31p;pN2?yN2p?p44所以有pH:pN?3p:1p?3:1

2244VH2?yH2V?VN23?4?3dm341?yN2V??4?1dm341-9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?2.168kPa

1-10解:高压釜内有常压的空气的压力为p常，氧的分压为

pO2?0.2p常

每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为

p=4p常，

第一次臵换后釜内氧气的摩尔分数及分压为

yO2,1?pO2p?0.2p常4p常?0.2?0.054pO2,1?p常?yO2,1?0.05?p常其次次臵换后釜内氧气的摩尔分数及分压为

yO2,2?pO2,1p?0.05p常4p常?0.054

pO2,2?p常?yO2,2?所以第三次臵换后釜内氧气的摩尔分数

0.05?p常4yO2,3?pO2,2p?(0.05/4)p常4p常?0.05?0.00313?0.313%161-11解：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

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进口处：??nH2O?nCH?22?nH2O?nCH?22??p???H2O???进?pC2H2??p???H2O???出?pC2H2?3.17???0.02339(mol)??进138.7?3.17?123???0.008947(mol)??出138.7?123出口处：?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0.02339-0.008974=0.01444（mol）

1-12解：水蒸气分压＝水的饱和蒸气压×0.60＝20.55kPa×0.60＝12.33kPaO2分压＝（101.325-12.33）×0.21＝18.69kPaN2分压＝（101.325-12.33）×0.79＝70.31kPaVO?yOV?22pO2ppN2pV?18.69?2?0.3688dm3

101.32570.31?2?1.3878dm3

101.325VN2?yN2V?V?VH2O?yH2OV?pHO2pV?12.33?2?0.2434dm3

101.3251-13解：300K时容器中空气的分压为p空??101.325kPa?3.567kPa?97.758kPa373.15K时容器中空气的分压为

373.15373.15??p空?p空?97.758?121.534(kPa)

300300373.15K时容器中水的分压为pHO?101.325kPa

2所以373.15K时容器内的总压为

p=p空+pH2O?121.534+101.325=222.859（kPa）

1-14解：查表附录七得CO2气体的范德华常数为a=0.3640Pa·m6·mol-2；b=0.4267×10-4m3·mol-1

p??RTa8.314?313.150.3640?2??(Vm?b)Vm0.381?10?3?0.4267?10?4(0.381?10?3)22603.5291?2507561?7695236?2507561?5187675Pa-30.33833?10?5187.7kPa相对误差E=5187.7-5066.3/5066.3=2.4%

1-15解：用理想气体状态方程计算如下：Vm?RT/p?8.314?273.15?40530000?0.000056031m?mol?56.031cm?mol将范德华方程整理成

3?13?1

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32Vm?(b?RT/p)Vm?(a/p)Vm?ab/p?0(a)

查附录七，得a=1.408×10-1Pa·m6·mol-2，b=0.3913×10-4m3·mol-1

这些数据代入式（a），可整理得

3{Vm/(m3?mol?1)}?0.9516?10?4{Vm/(m3?mol?1)}2?3.0?10{Vm/(m?mol)}?1.0?10?93?1?13?0解此三次方程得Vm=73.1cm3·mol-1

1-16

解：1/（1-b/Vm）=1+b/Vm+（b/Vm）2+…将上式取前三项代入范德华方程得

RT?bb2?aRTRTb?aRTb2?1?p??2???V2?V?V2?V3Vm?VVmmm?mmm?而维里方程（1.4.4）也可以整理成RTRTBRTCp??2?3

VmVmVm根据左边压力相等，右边对应项也相等，得

B（T）=b–a/（RT）C（T）=b2

nRTan2*1-17解：先将范德华方程整理成p??2

(V?nb)VnRTVan2将上式两边同乘以V得pV??(V?nb)V求导数

??(pV)???nRTVan2???p????p??(V?nb)?V??T??(V?nb)nRT?nRTVan2an2bn2RT

??2?2?2??(V?nb)VV(V?nb)2?Tan2bn2RT当p→0时[?(pV)/?p]T?0，于是有??022V(V?nb)(V?nb)2aT?

bRV2当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有TB=a/（bR）

1-18解：氧气的临界参数为