物理化学 各章习题作业答案(Edited by Lianlian)-物理化学实验要求及考核-物化热力学公式表格(Made by Lianlian).docxVIP

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习题答案

第一章

1.2物质的体膨胀系数和等温压缩系数分别由下面二式来定义：

，

试计算0℃，101.325kPa下理想气体的体膨胀系数和等温压缩系数。

解：由理想气体状态方程

得

在0℃，101.325kPa下，

1.3在两个体积相同的烧瓶中间用玻管相通，通入0.66mol氮气后，使整个系统密封。开始时，两瓶的温度相同，都是280K，压力为50kPa。今若将一个烧瓶浸入380K的油浴中，另一烧瓶的温度保持不变，试计算两瓶中各有氮气的量和温度为380K的烧瓶中气体的压力。

解：

始态：p1,T1p1,T1

末态p2,T1p2,T2

以容器内的空气为系统，则两玻璃泡的体积不变，n总不变。

即

∴=

=57.58kPa

1.6在25℃时，容器中装有10.0dm3被水饱和了的湿空气，压力为101.325kPa。已知25℃时水的饱和蒸气压为3.168kPa。设空气中O2(g)和N2(g)的体积分数分别为0.21和0.79，试求：(1)H2O(g)、O2(g)和N2(g)的分体积；(2)O2(g)和N2(g)在湿空气中的分压力。

解：(1)

(2)

或

1.7将题1.6所述湿空气冷到10℃，水的饱和蒸气压降为1.228kPa。试问：(1)此时会有多少克水从湿空气中冷凝出来？(2)容器的压力变为多少？

解：(1)湿空气按理想气体混合物处理，在一定温度及体积下各物质符合道尔顿定律。故25℃时10.0dm3湿空气中水气的量为

同理，10℃时10.0dm3湿空气中水气的量

从湿空气中冷凝出来水的量

(2)25℃时湿空气的物质的量为

湿空气降温到10℃时，部分水汽凝结使得系统总的物质的量减少

则

方法二：

N2(g)及O2(g)从25℃降温到10℃，物质的量和体积不变，有：

所以

10℃时容器的压力为

方法三：

1.8在氯乙烯、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下，用水吸收其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。

解：用水吸收HCl以后混合气体中：

∴

且

∴

∴

方法二：

则

1.9一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水存在。当容器在300K条件下达平衡时，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，且可忽略水的体积的任何变化。已知300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。

解：容器中压力不高，其中的空气可视为理想气体。

方法二：

300K时容器内空气分压为：

∵容器的体积及空气的物质的量保持不变

∴100℃时空气分压为：

=121.595kPa

∴100℃时系统总压为：

=222.920kPa

第二章习题答案

2.3某家客厅的体积是150m3，室温是10℃，气压是101.325kPa。现欲用空调将温度提升到20℃，需热多少？设空气的。

解：室温下空气可按理想气体处理。

客厅容积恒定，非完全封闭，因此空气压力维持恒定。随着温度升高，会有一部分气体沿着缝隙流出室外，空气的物质的量会随之减少。

2.5系统由相同的始态经过不同的途径达到相同的末态。若途径a的Qa=2.078kJ，Wa=-4.157kJ，而途径b的Wb=-1.387kJ。求Qb。

解：热力学能是状态函数，其改变量只与系统的始、末态有关。由热力学第一定律：

2.8现有某理想气体10mol，，恒容升温50℃，求过程的W，Q，ΔU，ΔH。

解：理想气体的恒容升温过程：W=0

或者

2.10试计算5mol单原子理想气体的值。

解：

2.11在298K时，有4molN2(g)，始态体积为30dm3，保持温度不变，经下列三个过程膨胀到终态体积为100dm3，计算各过程的ΔU、ΔH、W和Q的值。设气体为理想气体。

(1)自由膨胀；

(2)反抗恒定外压100kPa膨胀;

(3)可逆膨胀。

解：(1)自由膨胀

W1=0

ΔU=0

ΔH=0

Q1=0

(2)反抗恒定外压100kPa膨胀

ΔU=0

ΔH=0

W2=-p外(V2-V1)

=-100kPa×(100-30)dm3

=-7000J

Q2=-W2=7000J

(3)可逆膨胀

ΔU=0

ΔH=0

W3=nRTln(V2/V1)

=-[4×298×R×ln(100/30)]J

=-11932J

Q3=-