下载文档原格式
物理化学上册习题解（天津大学第五版）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：1 V 1 VV TV T p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=nRTV p T1 V VT V 1 V Tp VpT1 (nRT / p)V T1 ( nRT / p) Vp1 nR 1 V T 1 p V p V T 1 nRT 1 V p 1T V p 2 V p1-2 气柜内有 3 90kg 的流量输往使用车间，试问贮121.6kPa 、27℃的氯乙烯（ C2H3Cl ）气体 300m ，若以每小时 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pV121.6 103300n 8.314 14618.623molRT 300.15 3 3 每小时 90kg 的流量折合 p 摩尔数为 v90 10 90 10 1441.153mol h 1M C 2H3Cl 62.45 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：CH 4 n M CH 4 p M CH 4 101325 16 103 0.714kg m 3V RT 8.314 273.151-4 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V125.0000 25.000 100.0000 cm 3 100.0000cm 3H 2 O(l ) 1n=m/M=pV/RTM RTm 8.314 298.15 (25.0163 25.0000) mol pV 13330 10 430.31g1-5 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。
物理化学天津大学第四版答案【篇一：5.天津大学《物理化学》第四版_习题及解答】ass=txt>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 ....................................................................................................... .. (66)第六章相平衡 ....................................................................................................... (76)第七章电化学 ....................................................................................................... (85)第八章量子力学基础 ....................................................................................................... . (107)第九章统计热力学初步 ....................................................................................................... ...... 111 第十一章化学动力学 ....................................................................................................... . (117)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。
物化选择题题库22#601 物理化学选择题集锦仅供内部使用(绝密版)第一章气体的PVT性质1. 理想气体模型的基本特征是(A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量(D) 分子间无作用力, 分子本身无体积答案：D2. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是(A) 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 (B) 每种气体物质都有一组特定的临界参数C）在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力(D) 临界温度越低的物质, 其气体越易液化答案：D3. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是 (A) 不是任何实际气体都能在一定条件下液化(B) 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子(C) 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确(D) 临界温度越高的实际气体越不易液化答案：C122#601 物理化学选择题集锦仅供内部使用(绝密版)4. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。
该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是(A) 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律 (B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律 (C) 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律 (D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律答案：C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：D2．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222#601 物理化学选择题集锦仅供内部使用(绝密版)答案：B3．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。
第一章 气体的pVT 性质一、选择题1.在温度恒定为25℃，体积恒定为25dm 3的容器中，含有0.65mol 的理想气体A ，0.35mol 的理想气体B 。
若向容器中再加入0.4mol 的理想气体D ，则B 的分压力p B （ ），分体积V B *（ ）。
(A)变大；(B)变小；(C)不变；(D)无法确定2.由A(g)和B(g)形成的理想气体混合系统,总压p=p A +p B ,,V=V A *+V B *，n=n A +n B ，下列各式中，只有式（ ）是正确的(A) p B V B *=n B RT ；(B) pV A *=nRT ；(C) p B V=n B RT ；(D) p A V A *=n A RT3.(1)在一定的T,P 下(假设高于波义尔温度TB)：V m (真实气体)（ ）V m (理想气体)；(2) 在n ，T ，V 皆为定值的条件下p （范德华气体）（ ）p （理想气体）；(3) 在临界状态下，范德华气体的的压缩因子Z C （ ）１(A)＞；(B)＝；(C)＜；(D)不能确定４.已知Ａ(g)和B(g)的临界温度之间的关系为:T c (A)>T c (B);临界压力之间的关系为:p c(A)<p c (B),则A,B 气体的范德华常数a 和b 之间的关系必然是 a(A)( )a(B) ; b(A)( )b(B)。
(A)＞；(B)<；(C)=；(D)不能确定5.在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质,在相当大的温度范围内皆存在气、液两相平衡。
当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压p*( ),饱和液体的摩尔体积 V m (l)( );饱和蒸气的摩尔体积V m (g)( );△V=V m (g)-V m (l)(A)变小;(B) 变大 ;(C) 不变; (D)无一定变化规律6.在t=-50℃,V=40dm 3的钢瓶内纯氢气的压力p=12.16×106Pa ,已知氢气的临界温度为-239.9℃,此时钢瓶内氢气的相态必然是( )。
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 1TT 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=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV 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 TT 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 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/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)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 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。
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 pV 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=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT 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 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/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 CHρ 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)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 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。
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。
（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。
解：用理想气体状态方程计算气（附录七）用van der Waals计算，查表得知，对于N2，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。
第一章气体的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=101.325⨯16/8.314⨯273.15(kg/m3)=0.714 kg/m31.4 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 wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)⨯8.314⨯300.15/(13330⨯100⨯10-6)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。
1.7 今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325 kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
第一章理想气体pVT 性质一、思考题1.在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。
试问，这两容器中气体的温度是否相等？答：不一定相等。
根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。
2.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。
采用的是气体热胀冷缩的原理。
二、填空题1.温度为400K ，体积为2m3的容器中装有2mol 的理想气体A 和8mol 的理想气体B ，则该混合气体中B 的分压力p B =___________kPa 。
（13.30）2.在300K ，100KPa 下，某理想气体的密度ρ=80.8275×10-3kg·m -3。
则该气体的摩尔质量M =________________。
（-12.0g mol ⋅）3.恒温100°C 下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol 的水蒸气H 2O （g ），当缓慢地压缩到压力p =___________kPa 时才可能有水滴H 2O （l ）出现。
（101.325）三、选择题1.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298K 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2.在一个绝热的真空容器中，灌满373K 和压力为101.325kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压为（）。
（A ）等于零（B ）大于101.325kPa （C ）小于101.325kPa（D ）等于101.325kPa3.真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理（）。
（A ）高温、高压（B ）低温、低压（C ）高温、低压（D ）低温、高压4.在298K 时，地面上有一个直径为1m 的充了空气的球，其压力为100kPa ，将球带至高空，温度降为253K ，球的直径胀大到3m ，此时球内的压力为（）。
第一章 气体的pVT 性质——习题
一、填空题
1．温度为400K ，体积为2m 3的容器中装有2mol 的理想气体A 和8mol 的理想气体B ，则该混合气体中B 的分压力p B =（ ）KPa 。
13.302
V RT n p /B B ==（8×8.314×400/2）Pa =13.302 kPa
或()[]B B A B B /y V RT n n py p +==
(){}
kPa 13.3020.8Pa 2/400314.828=⨯⨯⨯+= 2．在300K ，100KPa 下，某理想气体的密度ρ=80.8275×10-3kg ·m -3。
则该气体的摩尔质量M=（ ）。
1-3mol kg 10016.2⋅⨯-
()()RT M V RT M m nRT pV //ρ===
()Pa 10100/K 300K m ol J 314.8m kg 10827.80/31-1-3-3-⨯⨯⋅⋅⨯⋅⨯==p RT M ρ 1-3m ol kg 10016.2⋅⨯=-
3．恒温100°C 下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol 的水蒸气H 2O （g ），当缓慢地压缩到压力p=（ ）KPa 是才可能有水滴H 2O （l ）出现。
101.325
因为100℃时水的饱和蒸汽压为101.325kPa ，故当压缩至p=101.325kPa 时才会有水滴H 2O （l ）出现。
4．恒温下的理想气体，其摩尔体积随压力的变化率T
m p V ⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ =（ ）。
2/-p RT 理想气体满足理想气体状态方程RT pV =m 所以 ()0/m m =+∂∂V p V p T ，即()2m m ///p RT p V p V T -=-=∂∂
5，一定的范德华气体，在恒容条件下，其压力随温度的变化率()=∂∂V T /p . ()nb V nR -/
将范德华状态方程改写为如下形式：
2
2
V an nb V nRT p --=所以()()nb V nR T p V -=∂∂// 6．理想气体的微观特征是：（ ）理想气体的分子间无作用力，分子本身不占有体积
7. 在临界状态下，任何真实气体的宏观特征为：（ ）气相、液相不分
8. 在n,T 在一定的条件下，任何种类的气体当压力趋近于零时均满足：()=
→pV p lim 0
（ ）.nRT
9.实际气体的压缩因子定义为Z=（ ）。
当实际气体的Z>1时，说明该气体比理想气体（ ）
RT pV /m ，难压缩
二、选择题
1. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是
A 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别
B 每种气体物质都有一组特定的临界参数
C 在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力
D 临界温度越低的物质, 其气体越易液化
答案：D
2. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是
A 不是任何实际气体都能在一定条件下液化
B 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子
C 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确
D 临界温度越高的实际气体越不易液化
答案：C
3. 理想气体状态方程pV=nRT 表明了气体的p 、V 、T 、n 、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。
该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是
A 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律
B 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律
C 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律
D 分压定律、分体积定律和波义尔定律
答案：C
4. 在任意T,P 下，理想气体的压缩因子Z （ ）。
A>1 B < 1 C = D 无一定变化规律
答案：C
因为理想气体在任意条件下均满足理想气体状态方程RT pV =m ，由定义式()RT pV Z /m =知，在任意温度、压力下1≡Z 。
5. 已知2H 的临界温度C T o C 9.239-=，临界压力kpa 10297.13⨯=C p 。
有一氢
气钢瓶，在-50 o C 时瓶中的压力为3
1016.12⨯ kPa, 则 2H 一定是（ ）态。
A.气 B.液 C.气—液两相平衡 D.无法确定其状态
答案：A
因为H 2的临界温度远低于-50℃，所以H 2必为气态，不可能有液态存在。
6. 在温度恒定为100 o C ，体积为2.0d 3
m 的容器中含有0.035mol 的水蒸气 。
若上述容
器中在加入0.025mol 的液态水(l) ，则容器中的O H 2 必然是（ ）。
A.液态
B.气态
C.气—液两相平衡
D.无法确定其相态
答案：B
容器内H 2O 的物质的量：()()m ol 060.0m ol 025.0035.0O H 2=+=n 假定H 2O 呈气态，此时系统压力
()kPa 325.101kPa 07.93kPa 0.2/15.373314.8060.0/〈=⨯⨯==V nRT p ，故H 2O 必为气态。
7. 真实气体在（ ） 的条件下，其行为与理想气体相近。
A ．高温高压 B. 低温低压 C.低温高压 D.高温低压
答案：D
理想气体可看做是真实气体在压力趋于零时的极限情况。
一般情况下可将较高温度、较低压力下的气体视为理想气体处理。
8.在温度、体积都恒定的容器中，有0.65mol 理想气体A 和0.35mol 理想气体B ，若向容器中再加入0.5mol 理想气体C ，则气体B 的分压和分体积（ ）
A ．
B p 不变，B V 不变 B. B p 不变，B V 变小
C ．B p 变小，B V 不变 D. B p 不变，B V 变大
答案：B
V
RT n p B B =，B p 不变。
V V B B χ=，加入C 后B χ变小，B V 变小。
9．若在高温高压下，某实际气体的分子所占有的空间的影响用体积因子b 来表示，则描述该气体较合适的状态方程是( )
A ．b RT pV +=m
B ．b RT pV -=m
C. bp RT pV +=m C. bp RT pV -=m
答案：C
考虑分子本身体积进行体积校正，()RT b V p =-m
三、问答题
1. 理想气体模型的基本假设是什么？什么情况下真实气体和理想气体性质接近？增加压
力真实气体就可以液化，这种说法对吗，为什么？
答案：理想气体模型的基本假设：①分子本身没有体积；②分子间没有相互作用力。
在体系压力极低或体积极大的情况下，真实气体可视为理想气体。
真实气体液化时液化温度低于临界温度；否则温度太高，由于热运动而使气体不易被液化。
