天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题内容答案(全).doc
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1、|第一章 气体的 pVT 关系 1-1 物质的体膨胀系数 与等温压缩系数 的定义如下:VT 1 1TTppV试导出理想气体的 、 与压力、温度的关系?VT解:对于理想气体,pV=nRT 11 )/(1 TVpnRTnRTppV 12 )/( pTTT1-2 气柜内有 121.6kPa、27的氯乙烯(C 2H3Cl)气体 300m3,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 molRTpVn623.1485.3014.862每小时 90kg 的流量折合 p 摩尔数为 133.45.62902 holMvClHn/v=(
2、14618.6231441.153)=10.144 小时1-3 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: 33714.05.214.860444 mkgMRTpVnCHCHC1-4 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 33)( 0.10.1.250.1 cmcVlOHn=m/M=pV/RT olgpVRTmM31.0103).256.(5.29814. 41-5
3、 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 )/(2,1iiii RTVpn终态(f)时 fffffff TVRpn,21,2,1,2,1kPaTTVRnpffifff 0.17)5.231.7(5.230 ,2,1,121-6 0时氯甲烷(CH 3Cl)气体的密度 随压力的变化如下。试作 /pp 图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。P/kPa 101.325 67.550
4、50.663 33.775 25.331/(gdm-3)2.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660解:将数据处理如下:|P/kPa101.32567.55050.66333.775 25.331(/p)/(gdm -3kPa)0.022770.022600.022500.02242 0.02237作(/p)对 p 图0.02220.02230.02240.02250.02260.02270.02280.02290 20 40 60 80 100 120p/p /p线 性 ( /p)当 p0 时,(/p)=0.02225,则氯甲烷的相对分子质量为 10 529.01
5、.734.825./ molgRTpM1-7 今有 20的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的 200 cm3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。 molRTpVn08315.29314.8056(1)BAylgMym.6. 67.4(2)1BA联立方程(1)与(2)求解得 401.,59.0BBykPapyBA6.32.411-8 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。H2 3dm3p TN2 1dm3p T(1)保持容器内温度
6、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,H 2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。(1)dmRTnpdTnpNH3312222得: 22而抽去隔板后,体积为 4dm3,温度为,所以压力为(2)33314)( 2222 dmRTndRTnVnRTp NN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,H 2的摩尔体积为 ,N 2的摩尔体积pRTVHm/2,RTVNm/2,抽去隔板后 222
7、2 23n /)3(/H,N NNmpRTpRTnpnVV总|所以有 ,pRTVHm/2,pTNm/2,可见,隔板抽去前后,H 2及 N2的摩尔体积相同。(3) 41 ,32222Nyny pyppNH41 ;2222 所以有 1:34:2NH 34 2222 dmVyNH1-9 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 0.89、0.09 和 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 2.670 kPa 的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中 C2H3Cl 及 C2H4的分压力。解:洗涤后的总压为 101.325k
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