天大第四版《物理化学》课后习题答案.pdf

天津大学《物理化学》第四版 习题及解答 目录 第一章 气体的pVT 性质  2  第二章  热力学第一定律  6  第三章  热力学第二定律  24  第四章  多组分系统热力学  51  第五章 化学平衡  67  第六章 相平衡  78  第七章  电化学  87  第八章 量子力学基础  109  第九章  统计热力学初步  113  第十一章 化学动力学  120    1   第一章 气体的pVT 性质  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 1.5 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 °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， 1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想 气体。   2   （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 ） 隔板抽取前后，H2 及N2 的 摩尔体积是否相同？ （3 ） 隔板抽取后，混合气体中H2 及N2 的 分压立之比以及它们的分体积各为若干？ 解： （1）等温混合后 即在上述条件下混合，系统的压力认为 。 （2 ）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3 ）根据分体积的定义 对于分压 1.11 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：向釜内通氮气直到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。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p ，混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为 ，充氮气后，系统中氧的摩尔分数 为 ，则， 。重复上面的过程，第n 次充氮气后，系统 的摩尔分数为 ， 因此 。 1.13 今有0 °C，40.530 kPa 的N2 气 体，分别用理想气体状态方程及van der Waals 方程计 算其摩尔体积。实验值为 。   3   解：用理想气体状态方程计算 用van der Waals 计算，查表得知，对于N2 气（附录七） ，用MatLab fzero 函数 求得该方程的解为 也可以用直接迭代法， ，取初值 ，迭代十次结果 1.16 25 °C 时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的 饱和蒸气 压）总压力为138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 °C，使部分水蒸气凝结为水。 试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出