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天津大学_第五版_物理化学上下册习题及答案_图文

目录 第一章 气体的 pVT 关系......................................................................1 第二章 热力学第一定律 .....................................................................9 第三章 热力学第二定律....................................................................28 第四章 多组分系统热力学................................................................55 第五章 化学平衡................................................................................64 第六章 相平衡....................................................................................80 第一章 气体的 pVT 关系 1-1 物质的体膨胀系数 ?V 与等温压缩系数 ? T 的定义如下: ?V ? 1 ?? ?V V ? ?T ?? ?p ?T ?? 1 V ???? ?V ?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) ?? V ? ?T ? p V ? ?T ? p ? 1 ? nR ? 1 ? V V p VT ? T ?1 ?T ?? 1 V ???? ?V ?p ? ???T ?? 1 V ???? ?(nRT ?p / p) ? ???T 1 nRT ?? V p2 ? 1 ? V ? p ?1 Vp 1-2 气柜内有 121.6kPa、27℃的氯乙烯(C2H3Cl)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 n ? pV ? 121.6 ?103 ? 300 ? 14618.623mol RT 8.314 ? 300.15 每小时 90kg 的流量折合 p 摩尔数为 v ? 90 ?103 ? 90 ?103 ? 1441.153mol ? h?1 M C2H3Cl 62.45 1 n/v=(14618.623÷1441.153)=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: ? CH4 ?n V ? M CH4 ? p RT ? M CH4 101325 ?16 ?10?3 ? 8.314 ? 273.15 ? 0.714kg ? m?3 1-4 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 ? 25.000 ? 100.0000 cm3 ? 100.0000cm3 ? H2O(l) 1 n=m/M=pV/RT M ? RTm ? 8.314 ? 298.15 ? (25.0163 ? 25.0000) ? 30.31g ? mol pV 13330 ?10 ?4 1-5 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 ? 2 piV /(RTi ) 终态(f)时 n ? n1, f ? n2, f ? pf R ?? V ?? T1, f ?V T2, f ?? ?? ? p f V ?? T2, f ? T1, f R ?? T1, f T2, f ?? ?? pf ? n VR ?? ?? T1, T1, f Tf 2, f ? T2, f ?? ?? ? 2 pi Ti ?? T1, f T2, f ?? T1, f ? T2, f ?? ?? ? 2 ?101.325 ? 373.15 ? 273.15 ? 117.00kPa 273.15(373.15 ? 273.15) 1-6 0℃时氯甲烷(CH3Cl)气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p—p 图,用外推法求氯甲 烷的相对分子质量。 P/kPa 101.325 67.550 50.663 ρ/(g〃dm-3) 2.3074 1.5263 1.1401 解:将数据处理如下: P/kPa 101.325 67.550 50.663 (ρ/p)/(g〃dm-3〃kPa) 0.02277 0.02260 0.02250 作(ρ/p)对 p 图 33.775 0.75713 33.775 0.02242 25.331 0.56660 25.331 0.02237 ρ /p 0.0229 0.0228 0.0227 0.0226 0.0225 0.0224 0.0223 0.0222 0 20 40 60 80 100 120 p ρ /p 线性 (ρ /p) 当 p→0 时,(ρ/p)=0.02225,则氯甲烷的相对分子质量为 2



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