物理化学上册的答案第五版上册.pdf

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。
n = pV = 101325 200 10 −6 = 0.008315 mol RT 8.314 293.15
M
=
m n
=
yAM A
+
yBM B
= 0.3897 0.008315
= 46.867 g mol −1
= 30.0694 y A + 58.123 yB
H2O(l)
1
n=m/M=pV/RT
RTm 8.314 298.15 (25.0163− 25.0000)
M= =
= 30.31g mol
pV
1333010−4
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℃，
—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 33.775 25.331
ρ/ 2.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660
（g·dm-3）
解：将数据处理如下：
P/kPa
101.325 67.550 50.663 33.775 25.331
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： CH4
=n V
M CH4
=
p RT
M CH4
101325 16 10 −3 =
8.314 273.15
= 0.714 kg m −3
当 p→0 时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为
M = ( / )p p→0 RT = 0.02225 8.314 273.15 = 50.529g mol−1
1-7 今有 20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的 200 cm3 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。
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
= 1 nR = 1 V V p VT
= T −1
T
=− 1 V
V p
T
=− 1 V
(nRT p
/
p) T
= 1 nRT = 1 V = p −1 V p2 V p
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？
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
pC2H3Cl / pC2H 4 = yC2H3Cl / yC2H 4 = nC2H3Cl / nC2H 4 = 0.89 / 0.02 联立式（1）与式（2）求解得
pC2H3Cl = 96.49kPa; pC2H4 = 2.168 kPa
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
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 10 3 300 = 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
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。
学海无涯
解：先求容器的容积V = 125.0000 − 25.000 = 100.0000 cm3 = 100.0000 cm3
为 0.89、0.09 和 0.02。于恒定压力 101.325kPa 条件下，用水吸收掉0 kPa 的水蒸气。试求
洗涤后的混合气体中 C2H3Cl 及 C2H4 的分压力。
学海无涯
解：洗涤后的总压为 101.325kPa，所以有
pC2H3Cl + pC2H4 = 101.325 − 2.670 = 98.655kPa
yA + yB =1
（1）
（2）
联立方程（1）与（2）求解得 yB = 0.599, yB = 0.401
pA = y A p = 0.401 101.325 = 40.63kPa pB = yB p = 0.599 101.325 = 60.69kPa
1-8
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
气体 pVT 性质
学海无涯
1. 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
(ρ/p)/ 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237
（g·dm-3·kPa）
作(ρ/p)对 p 图
学海无涯
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)
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