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物理化学朱传征习题答案[3-7

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例3-1 若以x 代表物质的摩尔分数，m 代表质量摩尔浓度，c 代表物质的量浓度。

（1）证明这三种浓度表示法有如下关系B B AB B A B B B A 1.0A c M m M x c M c M m M ρ==-++式中，ρ为溶液的密度，单位为kg·m-3，AM 、BM 分别为溶剂和溶质的摩尔质量。

（2）证明当浓度很稀时有如下关系B AB B AAc M x m M ρ==式中，A ρ为纯溶剂的密度。

证：（1）设溶剂为A ，溶质为B ，则溶液的体积（m -3）为：A AB Bn M n M V ρ+=而 B B B BB A A B B A A B B A B A B B n n x x c V n M n M x M x M M x M x M ρρρ====++-+ 故 B B B A B BAc M x c M c M ρ=-+又 B B BB A A A A A B A n x x m n M x M M x M ===-所以 B AB B A1.0m M x m M =+（2）当溶液很稀时，A ρρ→，B 0c →，B 0m → 故 B AB B A Ac M x m M ρ==【点评】 该题重点考查以x 代表的物质的摩尔分数、以m 代表的质量摩尔浓度和以c 代表的物质的量浓度的概念定义，以及他们之间的相互关系。

例3-8 20℃下HCl 溶于苯中达到气液平衡。

液相中每100 g 苯含有1.87 g HCl , 气相中苯的摩尔分数为0.095。

已知苯与HCl 的摩尔质量分别为78.11g·mol -1与36.46 g·mol -1。

20℃苯饱和蒸气压为10.01 kPa 。

试计算20℃时HCl 在苯中溶解的亨利系数。

解： HCl1.8736.460.03851.8710036.4678.11x ==+66C H 10.03850.9615x =-=苯是溶剂，服从拉乌尔定律：666666*C H C H C H p p x = 6666C H C H = p py （p 为总压）6666C H C H 10.010.9615kPa 101.3kPa 0.095p p y ⨯⎧⎫===⎨⎬⎩⎭66HCl C H (1)p p y =-{}66C H ,HCl HCl(1)101.3(1-0.095)kPa 2381kPa 0.0385x p y k x -===【点评】该题重点考查稀溶液的两个经验定律，苯为溶剂服从拉乌尔定律，而HCl 为溶质服从亨利定律。

例3-9 HCl （气）在293.15K ，溶于C 6H 6中达到平衡。

气相中HCl 分压为101.3kPa 时，溶液中的HCl 摩尔分数是0.0423。

已知20℃时纯苯的饱和蒸气压为10kPa ，若此溶液的沸点恰为293.15K ，求0.1kg 苯中能溶解多少千克HCl ？气相组成为何？已知苯服从拉乌尔定律，而HCl 服从亨利定律。

解： 按题给条件：HCl 分压为101.3kPa 时，由亨利定律得,HCl 101.3kPa 0.0423x k =⨯得 ,HCl 2395kPa x k = 在待求溶液中，66HCl C H 100kPa p p +=设此溶液中HCl 的摩尔分数为x HCl ，则66HCl C H 239510100x x +=或 HCl HCl 239510[1]100x x +-= 故 HCl 0.0377x = ， 66C H 0.9627x =HClHCl-10.03770.1kg0.078kg mol n n =+⋅解得 HCl 0.05021mol n =即 0.1kg C 6H 6中能溶解的HCl 为 30.050210.0365 1.8310kg -⨯=⨯ 此溶液的气相组成为HCl 23950.03770.903101.3y ⨯==【点评】该题解题思路是：根据已知条件先计算HCl 的亨利系数，再由此计算另一浓度下的HCl 的溶解量。

注意沸点时，总蒸气压是溶剂与溶质蒸气压之和，并与外压一致。

气相组成可利用分压定律求得 BB p y p =总。

例3-10 在313.15K 时，将1molC 2H 5Br 和2molC 2H 5I 的混合物放在真空器皿里，试求：（1）起始蒸气相的压力和组成。

（2）如果此容器有一个可移动的活塞，可让液相在此温度时尽量蒸发，当只剩下最后一滴液体时，此溶液的组成和蒸气压为若干？已知313.15K 时，2525C H Br C H I106.9kPa 33.59kPa p p **==，，该系统为理想液态混合物。

解： （1）初始时溶液组成为25C H Br13x =，25C H I 23x =故系统总的蒸气压为25252525C H Br C H Br C H I C H Ip p x p x **=+ {}12106.933.59kPa 58.02kPa 33=⨯+⨯=气相组成为252525C H Br C H BrC H Br 35.630.61458.02p x y p*=== 252525C H I C H IC H I 22.390.38658.02p x y p*=== （2）当蒸发至最后一滴液体时，气相组成为25C H Br 13y =，25C H I 23y =，设此时气相总压为'p ，则25'C H Br 13p p =，25'C H I 23p p = 设蒸发至最后一滴液体时，液相中含25C H Br 为25'C H Br x ，含25C H I 为25'C H Ix ，则 2525''C H Br C H Br 1{106.9}kPa 3p p x == 2525''C H IC H I 2{33.59}kPa 3p p x == 2525'CH Br'C H I33.591(1)106.92x x=⨯而 2525''C H Br C H I1(2)x x +=（1）、（2）两式联解，得25'C H Br 0.136x =，25'C H I0.864x = 所以 {}'106.90.13633.590.864kPa 43.56kPa p =⨯+⨯=【点评】（1）根据BB p y p =总，先计算各组成的分压，再计算总压，即可得气相组成。

（2）求最后一滴液体的组成，计算的关键是当最后一滴液体形成时，液相的量已极少，可略去。

全部液体都气化了，因此气相组成与最初时的液相组成一致。

例3-11 甲醇的正常沸点是338.15K ，其汽化热是35146 J·mol -1。

有一个含0.5molCHCl 3和9.5molCH 3OH 的溶液其正常沸点为335.65K 。

试计算在335.65K 时，1.0molCHCl 3和9.0molCH 3OH 的溶液其总蒸气压和蒸气压相的组成为若干？ 解： 先求得335.65K 时纯CH 3OH 的饱和蒸汽压：(338.15K)vap m(335.65K)11ln()338.15K 335.65Kp H p R-∆=-(335.65K)101.33514611ln()/kPa 8.314338.15335.65p -=⨯-(335.65K)92.23kPa p =在335.65K 时，有3*(CHCl )9.50.5101.392.23/kPa 9.50.59.50.5p =⨯+++ 得 3*(CHCl )274.6kPa p =对待求溶液而言，在335.65K 时33**(CHCl )(CH OH)1.09.09.0 1.09.0 1.0p p p =+++总 {}0.1274.60.992.23kPa =⨯+⨯110.47kPa =3CH OH 0.992.230.751110.47y ⨯==【点评】 解题思路：先根据克-克方程，求得335.65K 时纯CH 3OH 的饱和蒸汽压，再在该温度（沸点）下，计算CHCl 3的饱和蒸汽压，进而可计算总蒸气压和各组成的蒸气压。

例3-13 人的血浆的凝固点为-0.560℃, 求37.0℃时血浆的渗透压。

已知37℃时水的体积质量（密度）为998.2 kg·m -3, 水的凝固点降低系数k f = 1.86 K·kg·mol -1。

血浆可视为稀溶液。

解： Π = c B RT对稀溶液：c B =ρA m B 而 m B =∆T k f f = 1.860.560mol·kg -1= 0.301 mol·kg -1 则 c B =（998.2×0.301 ）mol·m -3= 301 mol·m-3Π = ( 301.0×8.314×310.2) kPa = 776 kPa【点评】该题的关键是计算c B ，即c B =ρA , m B =ρA ∆T k ff。

例5-1有理想气体反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g), 在100K 时, θ3.45K =，计算在100K时SO 2，O 2和SO 3的分压分别为2.03×104Pa, 1.01×104Pa 和1.01×105Pa 的混合气中, 发生上述反应的m r G ∆,并判断反应自发进行的方向。

若SO 2和O 2的分压仍分别为2.03×104Pa, 1.01×104Pa ，为使反应正向进行，SO 3的分压最大不得超过多少？ 解 反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)θ 3.45K =而 524421.0110()100000Q 245.12.0310 1.0110()100000100000p ⨯==⨯⨯⨯ θp Q K >θr m -14-1ln ln 3.45{8.3141000ln }J mol 245.13.5410J mol pG RT K RT Q ∆=-+=-⨯⋅=⨯⋅而 答案应为3.54×103 J·molr m 0G ∆>因， 反应应由SO 3自发的向左进行为了使反应正向进行，至少θp K Q =SO 3SO 3'2'2'444242/Pa()(/Pa)100000Q 3.45 2.0310 1.0110(2.0310) 1.0110()100000100000p p p ===⨯⨯⨯⨯⨯⨯ SO384128'283.454.1210 1.011014.361014360010(/Pa) 1.43610100000100000100000p ⨯⨯⨯⨯⨯⨯====⨯SO 3'41.19810Pa p =⨯【点评】本题重点考查对化学反应等温方程的理解，m r G ∆是等温等压下判断反应自发与否的判据，要使反应正向进行必须满足r m 0G ∆<。

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物理化学(天大第五版全册)课后习题答案

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资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载物理化学(天大第五版全册)课后习题答案地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容气体pVT性质1-1物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下：试导出理想气体的、与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT1-5 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，则始态为终态（f）时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，H2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）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为（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，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积抽去隔板后所以有，可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。

（3）所以有*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。

解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有 TB= a/（bR）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。

《物理化学》教材习题参考解答

《物理化学》教材习题参考解答

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 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为pϑ，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=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J1-3 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 kJ1-4 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pϑ，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。

物理化学习题详细答案

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葛华才等编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社第一章热力学第一定律第二章热力学第二定律第三章多组分系统第四章化学平衡第五章相平衡第六章化学动力学第七章电化学第八章界面现象第九章胶体化学第十章统计热力学第一章热力学第一定律计算题1. 两个体积均为V 的密封烧瓶之间有细管相连，管内放有氮气。

将两烧瓶均放入100℃的沸水时，管内压力为50kPa。

若一只烧瓶仍浸在100℃的沸水中，将另一只放在0℃的冰水中，试求瓶内气体的压力。

解：设瓶内压力为p′，根据物质的量守恒建立如下关系：(p′V/373.15)+ (p′V/273.15)= 2(pV/373.15)即p′＝2×50 kPa/(1+373.15/273.15)=42.26 kPa2. 两个容器A 和B 用旋塞连接，体积分别为1dm3 和3dm3，各自盛有N2 和O2(二者可视为理想气体)，温度均为25℃，压力分别为100kPa 和50kPa。

打开旋塞后，两气体混合后的温度不变，试求混合后气体总压及N2 和O2的分压与分体积。

解：根据物质的量守恒建立关系式p 总(V A+V B)/ 298.15=( p A V A /298.15)+ (p B V B /298.15)得p 总= ( p A V A+ p B V B)/ (V A+V B) = (100×1+50×3) kPa/(1+3)=62.5 kPan(N2)= p A V A /RT A= {100000×0.001/(8.315×298.15)}mol = 0.04034 moln(O2)= p B V B /RT B= {50000×0.003/(8.315×298.15)}mol = 0.06051 mol葛华才编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社－3 y (N 2)= n (N 2)/{ n (N 2)+ n (O 2)}= 0.04034/(0.04034+0.06051)=0.4y (O 2)=1- y (N 2)=1-0.4=0.6分压p (N 2)= y (N 2) p 总 = 0.4×62.5 kPa= 25 kPap (O 2)= y (O 2) p 总 = 0.6×62.5 kPa= 37.5 kPa分体积 V (N 2)= y (N 2) V 总 = 0.4×4 dm 3 = 1.6 dm 3V (O 2)= y (O 2) V 总 = 0.6×4 dm 3 = 2.4 dm 33. 在 25℃，101325Pa 下，采用排水集气法收集氧气，得到 1dm 3 气体。

物理化学习题及答案[精品文档]

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物理化学习题及答案[精品文档]-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章热力学第一定律选择题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答案：B2．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。

3．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。

4．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 5．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。

6．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：D7．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。