当前位置：文档库 › 物理化学课后答案

物理化学课后答案

第一章

气体的pVT 关系

1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：

1 1T T p

V p V V T V V

???? ????-=???

????=

κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系?

解：对于理想气体,pV=nRT

111 )/(11-=?=?=???

????=??? ????=

T T

V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????-

=p p V V p

nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3

，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

mol RT pV n 623.1461815

.300314.8300

106.1213=???==

每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13

3153.144145

.621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C

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：33

714.015

.273314.81016101325444

--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH

ρ 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33

)

(0000.1001

0000.100000

.250000.1252

cm cm V

l O H ==

ρ n=m/M=pV/RT

mol g pV RTm M ?=?-??==

-31.3010

13330)

0000.250163.25(15.298314.84

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

)/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=

终态（f ）时 ???

??+=???? ??+

=+=f f f

f f f f f f

f T T T T R V

p T V T V R p n n n

,2,1,1,2,2,1,2,1

kPa

T T T T T p T T T T VR n p f f f f i i f

f f f f 00.117)

15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+???=?

??? ??+=???? ??+=

1—6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）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。

解：将数据处理如下:

P/kPa

101.325 67。550 50.663 33.775 25.331 （ρ/p ）/（g ·dm —3

·kPa ）

0。02277

0.02260

0。02250

0。02242

0.02237

作（ρ/p)对p 图

当p →0时,（ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为

()10529.5015.273314.802225.0/-→?=??==mol g RT p M

p ρ

1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm 3

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。

mol RT pV n 008315.015

.293314.8102001013256

=???==

- B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315.03897

.01+=?==+==

- （1） 1=+B A y

y （2）

联立方程（1）与(2）求解得

401.0,599.0==B B y y

kPa

p y p kPa p y p B B A A 69.60325.101599.063.40325.101401.0=?===?==

1-8 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。

（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，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N 2的摩尔体积是否相同？

（3）隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2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 。

p dm

RT n p dm

RT n p N N H H ==

132222 （1）

得：2

23N H n n =

而抽去隔板后,体积为4dm 3

，温度为，所以压力为

3331444)3(2222dm

RT n dm RT n dm RT n n V nRT p N N N N ==+== (2）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p RT V H m /2,=，N 2的摩尔体积p RT V N m /2,=

抽去隔板后

222222223n 3 /)3(/H ,,N N N N N N m N H m H n p

RT n p RT n p RT n n p nRT V n V n V =+=+==+= 总

所以有 p RT V H m /2,=，p RT V N m /2

可见，隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积相同。（3)4

,433322

222

N N N N H

y n n n y p p y p p p y p N N H H 4

;432222===

= 所以有 1:34

1:43:2

2==p p p p N H

3144

3443

22dm V y V dm V y V N N H H =?===?== 1—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C 2H 3Cl 及C 2H 4的分压力。

解:洗涤后的总压为101.325kPa ，所以有

kPa p p H C Cl H C 655.98670.2325.1014232=-=+ （1） 02.0/89.0///423242324232===H C Cl H C H C Cl H C H C Cl H C n n y y p p （2）

联立式（1)与式（2）求解得

kPa p kPa p H C Cl H C 168.2 ;49.964232==

1—10 室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全,采用同样温度的纯氮进行置换,步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。这种步骤共重复三次。求釜内最后排气至年恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。设空气中氧、氮摩尔分数之比为1∶4。

解: 高压釜内有常压的空气的压力为p 常，氧的分压为

常p p O 2.02=

每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为

p=4p 常，

第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为

常

常常

常p y p p p p p

p y O O O O ?=?===

05.005

.04

.042.01,1,1,2222 第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为

常常常

常p y p p p p p

p y O O O O ?=

?==

.0405.0405.02,2,1,2,2222

所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数

%313.000313.016

.04)4/05.0(2,3,22===

常

p p p

p y O O 1—11 25℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7kPa ，于恒定总压下泠却到10℃，使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出水的物质的量.已知25℃及10℃时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa 和1。23kPa 。

解：

p y p B B =，故有)/(///B B A B A B A B p p p n n y y p p -===

所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处：)(02339.017.37.13817.3222222mol p p n n H C O H H C O H =-=????

??=????

??进

进出口处:)(008947.0123

7.138123222222mol p p n n H C O H H C O

H =-=?

???

??=????

??出出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 有某温度下的2dm 3

湿空气，其压力为101.325kPa ，相对湿度为60%。设空气中O 2和N 2的体积分数分别为0.21和0.79,求水蒸气、O 2和N 2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为20.55kPa （相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比）。

解：水蒸气分压＝水的饱和蒸气压×0。60＝20。55kPa ×0.60＝12.33 kPa O 2分压＝（101.325—12。33 ）×0.21＝18.69kPa

N 2分压＝(101.325-12。33 ）×0。79＝70。31kPa 33688.02325

.10169

.18222

dm V p

p V y V O O O

=?=

33878.12325

.10131

.70222dm V p

p V y V N N N =?=

32434.02325

.10133

.12222dm V p

p V y V O H O H O H =?=

1-13 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，且可忽略水的体积变化。300K 时水的饱和蒸气压为3.567kPa 。

解：300K 时容器中空气的分压为 kPa kPa kPa p 758.97567.3325.101=-='空 373。15K 时容器中空气的分压为

)(534.121758.97300

.37330015.373kPa p p =?='=

空空

373.15K 时容器中水的分压为 =O H p 2101。325kPa

所以373.15K 时容器内的总压为

空p +=O H p 2

121.534+101.325=222。859（kPa ）

1—14 CO 2气体在40℃时的摩尔体积为0。381dm 3·mol —1

.设CO 2为范德华气体，试求其压力，并与实验值5066.3kPa 作比较。

解：查表附录七得CO 2气体的范德华常数为 a=0.3640Pa ·m 6

·mol —2

;b=0。4267×10-4m 3

·mol -1

5187.7kPa

5187675250756176952362507561100.338332603.5291

)10381.0(3640

.0104267.010381.015.313314.8)(3

-2

3432==-=-?=

?-??=--=---Pa V a b V RT p m m 相对误差E=5187.7—5066。3/5066.3=2。4％

1—15今有0℃、40530kPa 的氮气体，分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。其实验值为70。3cm 3

·mol —1

。

解：用理想气体状态方程计算如下：

031.56000056031.0 4053000015.273314.8/--?=?=÷?==mol

cm mol

m p RT V m

将范德华方程整理成

0/)/()/(23=-++-p ab V p a V p RT b V m m m （a ）

查附录七，得a=1.408×10—1Pa ·m 6·mol —2，b=0。3913×10-4m 3·mol —1

这些数据代入式(a ），可整理得

0.1)}/({100.3 )}/({109516.0)}/({13

1392

134133=?-??+??-?------mol m V mol m V mol m V m m m

解此三次方程得 V m =73.1 cm 3

·mol —1

1—16 函数1/(1—x ）在—1＜x ＜1区间内可用下述幂级数表示：

1/（1—x ）=1+x+x 2

+x 3

+…

先将范德华方程整理成

2/11

m m V a V b V RT p -???? ??-=

再用述幂级数展开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为

B （T ）=b —a(RT ） C=(T ）=b 2

解:1/(1-b/ V m ）=1+ b/ V m +（b/ V m )2

+… 将上式取前三项代入范德华方程得

322222

1m m m m m m m V RTb V a RTb V RT V a V b V b V RT p +-+=-???

? ??++=

而维里方程(1.4。4）也可以整理成

32m

m m V RTC

V RTB V RT p ++=

根据左边压力相等，右边对应项也相等，得 B(T ）=b – a/（RT ） C （T ）=b 2

＊1—17 试由波义尔温度T B 的定义式,试证范德华气体的T B 可表示为

T B =a/（bR ）

式中a 、b 为范德华常数.

解:先将范德华方程整理成22

)(V

an nb V nRT p --=

将上式两边同乘以V 得 V

an nb V nRTV pV 2

)(-

-= 求导数

22222222)( )()( )()(nb V RT bn V an V an nb V nRTV nRT nb V V an nb V nRTV p p pV T

T --=+---=???? ??--??=???? ????

当p →0时0]/)([=??T p pV ,于是有 0)

222=--nb V RT

bn V an 2

2)(bRV

a n

b V T -= 当p →0时V →∞，（V —nb)2

≈V 2

，所以有 T B = a/（bR)

1-18 把25℃的氧气充入40dm 3

的氧气钢瓶中，压力达202.7×102

kPa 。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。

解：氧气的临界参数为 T C =154.58K p C =5043kPa 氧气的相对温度和相对压力

929.158.154/15.298/===C r T T T 019.45043/107.202/2=?==C r p p p

由压缩因子图查出：Z=0。95

mol mol ZRT pV n 3.34415

.298314.895.01040107.2023

2=?????==-

钢瓶中氧气的质量 kg kg nM m O O 02.1110999.313.34432

2=??==-

1-19 1-20

1—21 在300k 时40dm 3

钢瓶中贮存乙烯的压力为146。9×102

kPa 。欲从中提用300K 、101.325kPa 的乙烯气体12m 3

，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。

解:乙烯的临界参数为 T C =282。34K p C =5039kPa 乙烯的相对温度和相对压力

063.134.282/15.300/===C r T T T 915.254039/109.146/2=?==C r p p p

由压缩因子图查出：Z=0。45

)(3.52315

.300314.845.010*******.1463

32mol mol ZRT pV n =??????==-

因为提出后的气体为低压，所提用气体的物质的量,可按理想气体状态方程计算如下：

mol mol RT pV n 2.48715

.300314.812

101325=??==

提剩余气体的物质的量

n 1=n —n 提=523.3mol-487。2mol=36。1mol 剩余气体的压力

kPa Z Pa Z V RT n Z p 13

111225210

4015.300314.81.36=???==

- 剩余气体的对比压力

11144.05039/2252/Z Z p p p c r ===

上式说明剩余气体的对比压力与压缩因子成直线关系.另一方面，T r =1。063。要同时满足这两个条件,只有在压缩因子图上作出144.0Z p r =的直线，并使该直线与T r =1.063的等温线相交，此交点相当于剩余气体的对比状态。

此交点处的压缩因子为

Z 1=0.88

所以，剩余气体的压力

kPa kPa kPa Z p 198688.022********=?==

第二章热力学第一定律

2—1 1mol 理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W 。解：J T nR nRT nRT pV pV V V p W amb 314.8)(121212-=?-=+-=+-=--= 2—2 1mol 水蒸气(H 2O,g ）在100℃，101.325 kPa 下全部凝结成液态水。求过程的功。解： )(g l amb V V p W --=≈kJ RT p nRT p V p g amb 102.315.3733145.8)/(=?=== 2-3 在25℃及恒定压力下，电解1mol 水(H 2O ，l),求过程的体积功。

)(2

)()(222g O g H l O H +=

解：1mol 水（H 2O ，l ）完全电解为1mol H 2(g ）和0.50 mol O 2（g ），即气体混合物的总的物质的量为1.50 mol ，则有

)()(2l O H g amb V V p W --=≈)/(p nRT p V p g amb -=-

kJ nRT 718.315.2983145.850.1-=??-=-=

2-4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态.若途径a 的Q a =2。078kJ ，W a = -4.157kJ ；而途径b 的

Q b = —0。692kJ 。求W b 。

解:因两条途径的始末态相同，故有△U a =△U b ，则 b b a a W Q W Q +=+ 所以有，kJ Q W Q W b a a b 387.1692.0157.4078.2-=+-=-+=

2-5 始态为25℃,200kPa 的5 mol 某理想气体，经a ，b 两不同途径到达相同的末态。途径a 先经绝热膨胀到 – 28。57℃，100kPa,步骤的功W a = - 5.57kJ ；在恒容加热到压力200 kPa 的末态，步骤的热Q a = 25。42kJ 。途径b 为恒压加热过程。求途径b 的W b 及Q b .

解：过程为：

00,42.25200,57.510200510057.285200255V kPa C t mol

V kPa C mol V kPa C mol a a a a

W kJ Q Q kJ W ?????→?-?????→?=''=''='-='

途径b

33111062.0)10200(15.2983145.85/m p nRT V =?÷??==

33222102.0)10100()15.27357.28(3145.85/m p nRT V =?÷+-??==

kJ J V V p W amb b 0.88000)062.0102.0(10200)(312-=-=-??-=--=

kJ W W W a a a 57.5057.5-=+-=''+'=

kJ Q Q Q a a

a 42.2542.250=+=''+'= 因两条途径的始末态相同，故有△U a =△U

b ，则 b b a a W Q W Q +=+

kJ W W Q Q b a a b 85.270.857.542.25=+-=-+=

2-6 4mol 某理想气体，温度升高20℃，求△H —△U 的值. 解：

665.16J

208.3144 )20()( 2020,,20,20,=??=-+==-=-=?-??

?++++T K T nR nRdT dT C C n dT

nC dT nC U H K T T

T T

m V m p K

T T

m V K

T T m p

2-7 已知水在25℃的密度ρ=997.04 kg ·m —3

。求1 mol 水（H 2O ，l ）在25℃下：

(1）压力从100 kPa 增加到200kPa 时的△H ； (2)压力从100 kPa 增加到1 MPa 时的△H 。

假设水的密度不随压力改变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。解：)(pV U H ?+?=?

因假设水的密度不随压力改变,即V 恒定,又因在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关，故

0=?U ,上式变成为

)()(12122p p M p p V p V H O

H -=

-=?=?ρ

（1)J p p M H O

H 8.110)100200(04.9971018)(33

122=?-??=-=

?-ρ

（2)J p p M H O

H 2.1610)1001000(04

.9971018)(33

122=?-??=-=

?-ρ

2—8 某理想气体, 1.5V m C R =。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃，求过程的W ，Q ，△H 和△U.

解：恒容:W=0；

J K nC T K T nC dT nC U m V m V K

T T

m V 118.33118503145.823

550 )

50(,,50,==???=?=-+==??

J K

R C n T K T nC dT nC H m V m p K

T T

m p 196.55196503145.82

5 50)()50(,,50,==???=?+==-+==??

根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=△U=3.118kJ

2-9 某理想气体, 2.5V m C R =.今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50℃,求过程的W ，Q ，△H 和△U 。解：

J K nC T K T nC dT nC U m V m V K

T T

m V 196.55196503145.8255)50( )

50(,,50,-=-=???-=-?=--==??

J K nC T K T nC dT nC H m p m p K

T T

m p 275.77275503145.827

5)50( )

50(,,50,-=-=???-=-?=--==??

kJ kJ Q U W kJ

H Q 079.2)725.7(196.5275.7=---=-?=-=?=

2—10 2mol 某理想气体,R C m P 2

7,=

.由始态100 kPa ，50 dm 3,先恒容加热使压力升高至200 kPa ，再恒压泠却使体积缩小至25 dm 3

。求整个过程的W,Q ，△H 和△U 。解：整个过程示意如下:

203

125200250200250100221dm kPa T mol

dm kPa T mol

dm kPa T mol W W ?→

???→

K nR V p T 70.3003145.821050101003

3111=????==- K nR V p T 4.6013145.8210501020033222=????==-

K nR V p T 70.3003145

.821025102003

3333=????==-

kJ J V V p W 00.5500010)5025(10200)(331322==?-??-=-?-=-

kJ W kJ W W 00.5W W ;00.5 ;02121=+===

0H 0,U ;70.300 31=?=?∴==K T T

-5.00kJ -W Q 0,U ===?

2—11 4 mol 某理想气体，R C m P 2

5,=

。由始态100 kPa,100 dm 3，先恒压加热使体积升增大到150 dm 3，再恒容加

热使压力增大到150kPa 。求过程的W ，Q ，△H 和△U 。解：过程为

303

115015041501004100100421dm kPa T mol

dm kPa T mol

dm kPa T mol W W ??→

??→

nR V p T 70.3003145

.8410100101003

3111=????==-； K nR V p T 02.4513145.84101501010033222=????==- K nR V p T 53.6763145

.8410150101503

3333=????==-

kJ J V V p W 00.5500010)100150(10100)(331311-=-=?-??-=-?-=-

kJ W kJ W W 00.5W W ;00.5 ;02112-=+=-==

)(2

)(13,,31

31T T R n dT R C n dT nC U T T m p T T m V -??=-==???

kJ J 75.1818749)70.30053.676(314.82

4==-???

= )(2513,31

T T R n dT nC H T T m P -??==??kJ J 25.3131248)70.30053.676(314.82

4==-???=

kJ kJ kJ W U Q 23.75)00.5(75.18=--=-?=

2-12 已知CO 2（g ）的

C p,m ={26.75+42。258×10-3

（T/K ）-14.25×10—6

（T/K)2

} J ·mol -1

·K —1

求：（1）300K 至800K 间CO 2（g ）的m p C ,；

（2)1kg 常压下的CO 2(g ）从300K 恒压加热至800K 的Q 。解: (1）：

?=?2

,T T m p m dT C H

-12615.80015.3003mol 22.7kJ )/(})/(1025.14)/(10258.4275.26{?=??-?+=---?

mol J K T d K T K T K

11113,4.45500/)107.22(/----??=???=??=K mol J K mol J T H C m m p

(2）:△H=n △H m =（1×103

）÷44。01×22.7 kJ =516 kJ

2—13 已知20 ℃液态乙醇(C 2H 5OH,l)的体膨胀系数1

31012.1--?=K

V α，等温压缩系数

191011.1--?=Pa T κ，密度ρ=0.7893 g ·cm

-3

，摩尔定压热容11,30.114--??=K mol J C m P 。求20℃，

液态乙醇的m V C ,。

解：1mol 乙醇的质量M 为46.0684g ，则

ρ/M V m =

=46.0684g ·mol -1

÷（0。7893 g ·cm -3

）=58。37cm 3

·mol -1

=58。37×10-6m 3

·mol —1

由公式（2.4.14）可得：

1111119213136112

,,963.94337.1930.1141011.1)1012.1(1037.5815.29330.114 /--------------??=??-??=?÷?????-??=-=K mol J K mol J K mol J Pa K mol m K K mol J TV C C T

V m m p m V κα 2-14 容积为27m 3

的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100 kPa 的大气相通,以维持容器内空气的压力恒定.今利用加热器件使容器内的空气由0℃加热至20℃，问需供给容器内的空气多少热量。已知空气的

11,4.20--??=K mol J C m V .

假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。

解：假设空气为理想气体 RT

pV n =

J J T T R pV R C T d R

C dT RT pV C dT nC H Q Q m

V T T m

p T T m p T T m p p 59.6658915

.27315.293ln 8.314271000008.314)(20.40 ln

)(ln 1

,,,,2

==??

+=+====?==?

2-15 容积为0。1m 3

的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0℃，4 mol 的Ar （g ）及150℃，2mol 的Cu （s ）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t 及过程的△H.

已知：Ar （g ）和Cu （s)的摩尔定压热容C p ，m 分别为20。78611--??K mol J 及24.43511--??K mol J ,且假设均不随温度而变。

解：用符号A 代表Ar （g ），B 代表Cu （s ）；因Cu 是固体物质，C p,m ≈C v,m ；而 Ar （g)：1111,472.12)314.8786.20(----??=??-=K mol J K mol J C m V 过程恒容、绝热，W=0，Q V =△U=0。显然有

{}{}0

)()(n(B)C )()(n(A)C )

()(12m V,12m V,=-+-=?+?=?B T T B A T T A B U A U U

物理化学课后答案

第一章气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解：对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，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 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C 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：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 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33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1

物理化学第五版下册习题答案

第七章电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)？解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - －2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电

物理化学上册习题答案

第一章气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，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 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（÷）=小时 1-3 0℃、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：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为。充以4℃水之后，总质量为。若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。试估算该气体的摩尔质量。解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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

物理化学课后习题及答案(天津大学)第五版

第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此： 7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计

7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为

该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。解：同7.4。电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此， 7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。以后，

物理化学傅献彩上册习题答案

第二章热力学第一定律思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。 2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态：（1）经等温可逆过程从A→B；（2）经绝热可逆过程从A→C；（3）经绝热不可逆过程从A→D。试问：（a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么？（b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图 12p p (a) (b) 图 2.16 解释：从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。综上所述，从同一始态出发经三种不同过程，当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。总结可知：主要切入点在温度T 上，绝热不可逆做功最小。

物理化学课后习题答案

四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3．已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为（） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压（）（A ）等于零（B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了，其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。

物理化学第五版下册习题答案

第七章电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ）则：z= 2 根据：Q = nzF =It ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电

物理化学上册习题

第二章热力学第一定律 1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。 4．涉及焓的下列说法中正确的是 (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0 则ΔH＜ΔU。 5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数 (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D 6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 7．dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT 适用的条件完整地说应当是 (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是 (A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真空蒸发是不做功的，W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，

物理化学上册的答案-第五版上册

第一章气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，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 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C 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：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 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33) (0000.1001 0000.100000.250000.1252 cm cm V l O H ==-=ρ

关于物理化学课后习题答案

关于物理化学课后习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态：因此，如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1）两种气体混合后的压力；（2）计算混合气体中H2和N2的分压力；（3）计算混合气体中H2和N2的分体积。第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度

t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；

物理化学第五版课后习题答案

第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。

10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡；解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。

物理化学上册的答案_第五版上册

气体pVT 性质 1. 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，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每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C 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：33714.015 .273314.81016101325444--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 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33)(0000.1001 0000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT 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 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）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。解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/ （g ·dm -3·kPa ） 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p 图当p →0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm 3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。 B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315 .03897.01+=?==+==- （1） 1=+B A y y （2）联立方程（1）与（2）求解得401.0,599.0==B B y y

物理化学类课后习题答案大全

【物理化学类课后习题答案大全】 ▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆【物理化学类课后习题答案大全】 ▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆ 《大学物理》完整习题答案 https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=217&fromuid=1000 程守洙、江之永主编《普通物理学》（第五版）详细解答及辅导 https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=3&fromuid=1000 《生物化学》复习资料大全（3套试卷及答案+各章习题集） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=258&fromuid=1000 《化工原理答案》课后习题答案（高教出版社，王志魁主编，第三版）https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=195&fromuid=1000 《传热学》课后习题答案（第四版） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=200&fromuid=1000 《高分子化学》课后习题答案（第四版，潘祖仁主编） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=236&fromuid=1000 《物理学》习题分析与解答（马文蔚主编，清华大学，第五版） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=50&fromuid=1000 《有机化学》课后答案（第二版，高教版，徐寿昌主编） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=3830&fromuid=1000 《有机化学》习题答案（汪小兰主编） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=69&fromuid=1000 《分析化学》课后习题答案（第五版，高教版） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=122&fromuid=1000 《物理化学》习题解答(天津大学, 第四版，106张) https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=2647&fromuid=1000 《大学基础物理学》课后答案（共16个单元） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=25&fromuid=1000 《物理化学》习题答案与课件集合（南大） https://www.wendangku.net/doc/0c4159253.html,/viewthread.php?tid=205&fromuid=1000

物理化学课后(下册)部分习题答案

第十一章化学动力学 1. 反应为一级气相反应，320 oC时。问在320 oC加热90 min的分解分数为若干？解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为11.2% 2. 某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。解：同上题，答：还剩余A 1.56%。 3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？解：根据一级反应速率方程的积分式答：反应掉50%需时19.4 min。 4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 0 30 60 90 130 180 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 解：数据标为 0 30 60 90 130 180 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283

拟合公式蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与 A反应。数据如下： 0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.75 18.5 14.0 7.3 4.6 解：反应方程如下根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 0 1 2 3 4 6 8

4.930 3.560 2.575 1.850 1.400 0.730 0.460 0 -0.3256 -0.6495 -0.9802 -1.2589 -1.9100 -2.3719 。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为 22.732 kPa，求。解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：

物理化学(天津大学第四版)上册答案完整版

一章气体的pVT关系 1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。解：根据理想气体方程 1.2 气柜内贮有121.6 kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300 m3，若以每小时90 kg的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：假设气柜内所贮存的气体可全部送往使用车间。 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：将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体： PV=nRT , PV =mRT/ M w 甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT =101.32516/8.314273.15(kg/m3) =0.714 kg/m3 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。若改充以25℃，13.33 kPa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。水的密度1g·cm3计算。解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3 将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M w M w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6) M w =30.51(g/mol)

1.5 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100℃，另一个球则维持 0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态：因此， 1.6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作p p -ρ 图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。

物化课后答案(1)

第六章相平衡 6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. （3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. （5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系

统组成为的甲苯-苯混合物5 mol ，在90 C 下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p 。（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult 定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。

物化习题答案

第一篇化学热力学第一章热力学基本定律. 1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。解：等温等压相变。n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ 1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为p?，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。) 解：理想气体等压升温（n变）。Q=nC p,m△T=(1000p?)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J 1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。(Cp ,m=2.5 R) 解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。 ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ 1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为p?，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。(已知C p,m=2.5 R)。解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K , ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ (2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。同理，ΔU＝W＝-1.24kJ，ΔH＝-2.07kJ。 1-5 1 mol水在100℃，p?下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体)，然后等温可 ?H m(H2O , 373.15K,p?)= 40.67kJ mol-1。逆膨胀到p?，计算全过程的ΔU，ΔH。已知g l 解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀，对后一步ΔU，ΔH均为零。 ΔH＝Hm= 40.67kJ ，ΔU=ΔH –Δ(pV) = 37.57kJ 1-6 某高压容器中含有未知气体，可能是氮气或氩气。在29K时取出一样品，从5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度下降21K。能否判断容器中是何种气体?(若设单原子气体的C V,m=1.5R，双原子气体的C V,m=2.5R) 解：绝热可逆膨胀: T2=277 K , 过程方程T1V1γ-1= T2V2γ-1, 求出γ=7/5 , 容器中是N2. 1-7 1mol单原子理想气体(C V,m=1.5R )，温度为273K，体积为22.4dm3，经由A途径变化到温度为546K、体积仍为22.4dm3；再经由B途径变化到温度为546K、体积为44.8dm3；最后经由C途径使系统回到其初态。试求出：(1)各状态下的气体压力；(2)系统经由各途径时的Q，W，ΔU，ΔH值；(3)该循环过程的Q, W，ΔU，ΔH。解：A途径: 等容升温，B途径等温膨胀，C途径等压降温。 (1) p1= , p2=2 , p3= (2) 理想气体: ΔU＝nCV,mΔT, ΔH＝nCp,mΔT . A途径, W=0, Q=ΔU ,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.40 kJ , 0 , 3.40 kJ , 5.67 kJ B途径,ΔU＝ΔH=0,Q=-W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.15 kJ , -3.15 kJ , 0 , 0 ;

物理化学下册习题测验答案(全部)

第七章化学反应动力学 1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。解： ∴，， 2．甲醇的合成反应如下： CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH 已知，求，各为多少? （答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：， 3．理想气体反应2N2O5→ 4NO2＋O2，在298.15 K的速率常数k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。(1)计算在298.15K、、12.0 dm3的容器中，此反应的和即各为多少?(2)计算在(1)的反应条件下，1s内被分解的N2O5分子数目。（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm-3·s-1 （2）1.01×1018）解：（1）mol·dm-3

mol·dm-3·s-1 ∴mol·dm-3·s-1 （2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子 4．已知每克陨石中含238U 6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm" SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U → 206Pb＋84He由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109 y，试求该陨石的年龄。（答案：2.36×109年）解：每克陨石中含He： mol 最开始每克陨石中含238U的量： mol 现在每克陨石中含238U的量： mol 衰变速率常数： ∴ 5．303.01 K时甲酸甲酯在85%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53 mol-1·L·s-1。 (1) 若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L-1，试求半衰期。 (2 )若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。（答案：220.8，82.36s）解：(1) 甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化为纯二级反应速率方程形式：