天大物化第六版答案pdf
天大物化第六版答案pdf
第一章习题解答1.1物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT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=nRT,V=nRT/P求偏导：1.2气柜储存有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，试问储存的气体能用多少小时？解：将氯乙烯(Mw=62.5g/mol)看成理想气体：PV=nRT,n=PV/RT n=121600×300/8.314×300.13(mol)=14618.6molm=14618.6×62.5/1000(kg)=913.66kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.30℃，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=PMw/RT=101.325×16/8.314×273.15(kg/m3)=0.714kg/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℃，13.33kPa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。
水的密度按1g.cm-3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1g.cm-3=100cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/MwM w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×300.15/(13330×100×10-6)12M w =30.51(g/mol)1.5两个容器均为V 的玻璃球之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中的气体体积，试求该容器内空气的压力。
(完整word版)物理化学天津大学版答案解析
5.一定量的范德华气体，在恒容条件下，其压力随温度的变化率 =（ ）。
将范德华状态方程改写为如下形式：
所以
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）。
1.2.1填空题
1.温度为400K，体积为2 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 =（13.302） 。
或
=
2.在300K，100 下，某理想气体的密度 。则该气体的摩尔质量M=（2.016 ）。
=
=
3.恒温100 下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol的水蒸气 ，当缓慢地压缩到压力 （101.325） 时才可能有水滴 出现。
由压缩因子 的定义知：
3.在以下临界点的描述中，哪条是错误的？（c）
（a） =0， =0
（b）临界参数是pc、Vm c、Tc的统称
（c）在pc、Vm c、Tc三个参数中，临界摩尔体积最容易测定
（d）在临界点处，液体与气体的密度相同、摩尔体积相同
4.已知H2的临界温度tc=-239.9℃，临界压力pc=1.297*103kPa。有一氢气钢瓶，在-50℃时瓶中H2的压力为12.16*103kPa，则H2一定是（a）态。
（a）>0；（b）=0；（c）<0；（d）无法确定。
在温度一定条件下，一定量某物质由液体变为蒸气，分子间势能减小，则
5.真实气体经历自有膨胀过程，系统的 （c），系统的温度变化 （）
（a）=0，=0；（b） 0，=0；（c）=0， 0；（d） 0， 0。
自由膨胀过程 ，则 ，但 ，当 时，
物理化学课后习题及答案天津大学
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 ØC，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 ØC、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，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。
物理化学天津大学版答案解析
1.2.1 填空题1.温度为400K ，体积为23m 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B p =（13.302）kPa 。
()a k P V RT n p B B P 302.13a 2/400314.88/=⨯⨯==或 ()[]B B A B B y V RT n n py p /+===()}{kPa Pa 302.138.02/400314.828=⨯⨯⨯+2.在300K ，100kPa 下，某理想气体的密度33-108275.80-⋅⨯=m kg ρ。
则该气体的摩尔质量M=（ 2.01613-10-⋅⨯mol kg ）。
()()pRT M RTM V RT M m nRT pV ///ρρ=====()Pa K K mol J m kg 31133-10100/300314.8108275.80⨯⨯⋅⋅⨯⋅⨯--- =13-10016.2-⋅⨯mol kg3.恒温100C ︒下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol 的水蒸气()g O H 2，当缓慢地压缩到压力=p （101.325）kPa 时才可能有水滴()l O H 2出现。
()出现。
时才会有水滴，故当压缩至时的水的饱和蒸气压为l O H p kPa C 2kPa 325.101325.101100=︒4.恒温下的理想气体，其摩尔体积随压力的变化率()γρ∂∂/m V =（ 2/-p RT ）。
()()2///,0/,p RT p V p V V p V p RT pV m m m m m -=-=∂∂=+∂∂=γγ即所以状态方程，理想气体满足理想气体5.一定量的德华气体，在恒容条件下，其压力随温度的变化率()V T ∂∂/ρ=（()nb V nR -/）。
将德华状态方程改写为如下形式：22Van 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 ）。
物理化学天津大学版答案解析
1.2.1 填空题1.温度为400K ，体积为23m 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B p =（13.302）kPa 。
()a k P V RT n p B B P 302.13a 2/400314.88/=⨯⨯==或 ()[]B B A B B y V RT n n py p /+===()}{kPa Pa 302.138.02/400314.828=⨯⨯⨯+2.在300K ，100kPa 下，某理想气体的密度33-108275.80-⋅⨯=m kg ρ。
则该气体的摩尔质量M=（ 2.01613-10-⋅⨯mol kg ）。
()()pRT M RTM V RT M m nRT pV ///ρρ=====()Pa K K mol J m kg 31133-10100/300314.8108275.80⨯⨯⋅⋅⨯⋅⨯--- =13-10016.2-⋅⨯mol kg3.恒温100C ︒下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol 的水蒸气()g O H 2，当缓慢地压缩到压力=p （101.325）kPa 时才可能有水滴()l O H 2出现。
()出现。
时才会有水滴，故当压缩至时的水的饱和蒸气压为l O H p kPa C 2kPa 325.101325.101100=︒4.恒温下的理想气体，其摩尔体积随压力的变化率()γρ∂∂/m V =（ 2/-p RT ）。
()()2///,0/,p RT p V p V V p V p RT pV m m m m m -=-=∂∂=+∂∂=γγ即所以状态方程，理想气体满足理想气体5.一定量的德华气体，在恒容条件下，其压力随温度的变化率()V T ∂∂/ρ=（()nb V nR -/）。
将德华状态方程改写为如下形式：22Van 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 ）。
天大版物理化学答案第六章相平衡
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。
解：单相区已标于图上。
二相线（F = 1）：三相点（F = 0）：图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
天津大学-物理化学-总复习(含答案)
200℃时 PbO(s)的生成热为 —218.32 kJ mol-1。
30． 在 573 K 及 0 至 60P0 的范围内， N 2(g) 的焦尔－汤姆逊系数可近似用下式
表示：
J T ( T )H 1.42 10 7 2.60 10 14 p （式中 p 的量纲是 Pa）。 P
S总 0
6． 1mol 理想气体经绝热自由膨胀使体积增大 10 倍，则体系的熵变为： 答案： B （ A ） S＝0 J.K-1 （B） S＝ 19.1J.K-1 （ C） S 19.1J.K-1 （D）
S 8.314J.K-1
7． 1mol 的纯液体在其正常沸点时完全汽化，该过程中增大的量是： 答案： C
（A ）11.51R （B）— 11.51R （C） 2.303R （ D） —2.303R
（B） H 为 H2（g）的燃烧热
（C） H 是负值
（ D） H 与反应的 U 数值不等
25．
已知
25℃时，反应
1 H 2 (g)
1 Cl 2 (g)
HCl (g) 的等压热效应 H 为－ 92.3
2
2
kJ，则该反应的等容热效应 U 为：
答案： D
（A ） 无法知道 （B） 一定大于 H
（C） 一定小于 H （D）
（B） －3265kJ
（ C） － 3268 kJ
（ D） 3265
kJ
23．
若已知 H2O（g）和 CO（ g）在 298 K 时的标准生成焓
H
0 f .298
分别为：－
242 kJ.mol-1 及－ 111 kJ.mol-1，则反应 H 2O(g) C(s) H 2 (g) CO(g) 的反应
天津大学物理化学答案PPT课件
2-19在一带活塞的绝热容器中有一固定绝热隔板，隔板活塞一侧 为2mol，0℃的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等； 隔板的另一侧为6mol ，100℃的双原子理想气体B，其体积恒定。 今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T 及过程的W，△U。
解：过程绝热，Q=0，△U=W，又因导热隔板是固定的，双原子理想
• 373.15K时容器中水的分压为
101.325kPa
所以373.15K时容器内的总压为 p= + （kPa）
121.534+101.325=222.859
第2页/共55页
2-12 已知CO2（g）的Cp,m={26.75+42.258×10-3(T/K)-14.25×106(T/K)2} J·mol-1·K-1
M n yAM A y
，B
BM B
为
丁0.3烷897。
0.008315
46
RT .867
g
8.314 mol 1
293
.15
yA yB 1
30.0694 y A 58.123 yB
yB 0.599, yB 0.401
（1）
（2）
pA yA p 0.401101.325 40.63kPa pB yB p 0.599101.325 60.69kPa
于 是 有V1 nR1T41 /.5p1T2=5182.3T141=41002×204000000Km得3 0.08T3124=m333 1 .03K
U W pamb (V2 V1 ) 100 10 3 (0.13761 0.08314 )J 5.447 kJ
H U ( pV ) U ( p2V2 p1V1) -5447J (100103 0.13761 200103 0.08314)J 5447J 2867J 8314J 8.314kJ
物理化学第六版上册课后答案
物理化学第六版上册课后答案物理化学第六版上册课后答案⼀、选择题( 共9题15分)1. 2 分(0241)0241理想⽓体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪⼀种? ( )2. 2 分(5288)5288某反应物反应掉7/8 所需的时间恰好是它反应掉1/2 所需时间的3 倍，则该反应的级数是：( )(A) 零级(B) ⼀级反应(C) ⼆级反应(D) 三级反应3243答：（C）（2分）4. 2 分(1914)1914在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯⾃由能Δmix G≠0，恒温下Δmix G对温度T进⾏微商,则：( )(A) (?Δmix G/?T)T < 0(B) (?Δmix G/?T)T> 0(C) (?Δmix G/?T)T = 0(D) (?Δmix G/?T)T≠05. 2 分(0425)0425下述说法,何者正确? ( )(A) ⽔的⽣成热即是氧⽓的燃烧热(B) ⽔蒸⽓的⽣成热即是氧⽓的燃烧热(C) ⽔的⽣成热即是氢⽓的燃烧热(D) ⽔蒸⽓的⽣成热即是氢⽓的燃烧热10911 mol某⽓体的状态⽅程为pV m= RT + bp，b 为不等于零的常数，则下列结论正确的是：( )(A) 其焓H只是温度T的函数(B) 其内能U只是温度T的函数(C) 其内能和焓都只是温度T的函数(D) 其内能和焓不仅与温度T有关，还与⽓体的体积V m或压⼒p有关7. 1 分(5709)5709物质A 发⽣两个⼀级平⾏反应A k1B，A k2C，设两反应的指前因⼦相近且与温度⽆关，若E1> E2，则有：( )(A) k1> k2(B) k2 > k1(C) k2= k1(D) ⽆法⽐较k1, k2的⼤⼩8. 1 分(2979)2979在1100℃时,发⽣下列反应：(1) C(s) + 2S(s) = CS2(g) K1= 0.258(2) Cu2S(s) + H2(g) = 2Cu(s) + H2S(g) K2= 3.9×10-3(3) 2H2S(g) = 2H2(g) + 2S(s) K3= 2.29×10-2则1100℃时反应C(s) + 2Cu2S(s) = 4Cu(s) + CS2(g) 的K为：( )(A) 8.99×10-8(B) 8.99×10-5(C) 3.69×10-5(D)3.69×10-89. 1 分(2022)2022质量摩尔浓度凝固点降低常数K f，其值决定于：( )(A) 溶剂的本性(B) 溶质的本性(C) 溶液的浓度(D) 温度⼆、填空题( 共5题10分)*. 2 分(0093)0093敞开体系的热⼒学第⼀定律表达式为;其适⽤条件是。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(电化学)【圣才出品】
式中，A 为常数，在 25℃水溶液中 A＝0.509（mol·kg－1）－1/2。A 不溶剂性质、温度 等因素有关。
上式是德拜-休克尔从理论上导出的计算 γ±的式子，只适用于强电解质极秲浓度的溶液。
五、可逆电池及其电动势的测定
5 / 88
圣才电子书
2．法拉第定徇 数学表达式 Q＝zFξ 法拉第定徇说明通过电极的电量正比于电极反应的反应迚度不电极反应电荷数的乘积。 其中，F＝Le 为法拉第常数，一般叏 F＝96485C·mol－1，近似数为 96500C·mol－1。
二、离子的迁秱数 （1）电迁秱：把在电场作用下溶液中阳离子、阴离子分别向两极运动的现象称为电迁 秱。
1．可逆电池
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
可逆电池包括三斱面含义：
（1）化学可逆性，即物质可逆；
（2）热力学可逆性，即能量可逆；
（3）实际可逆性，即电池内没有由液体接界电势等因素引起的实际过秳的丌可逆性。
2．原电池的书写斱法 IUPAC 规定，用图式法表示电池时，需将原电池中収生氧化反应的阳极写在左边，収 生还原反应的阴极写在右边；用实垂线“|”表示相不相乊间的界面；两液体乊间的接界用 单虚垂线“┆”表示，若加入盐桥则用双垂线“||”表示（可以是实线，也可以是虚线）；同 一相中的物质用逗号隔开。
5．电导的测定 电导的测定采用惠斯通电桥，但是丌能用直流电源。因直流电通过电解质溶液时，电极 附近的溶液会収生电解而使浓度改发，因此应采用适当频率的交流电源。
6．摩尔电导率不电解质溶液浓度的关系式 柯尔劳斲（Kohlrausch）公式
m m A c
3 / 88
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
天津大学版无机化学课后题答案
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 。
3．解：一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯ ４．解：pV MpVT nR mR=== 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律i i np p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pa p (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯ 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：∆U = Q p - p ∆V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3⨯10-3 m 3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g)m r H ∆= - 226.2 kJ·mol -112.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ = -8.3 kJ·mol -1各反应m r H ∆之和m r H ∆= -315.6 kJ·mol -1。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(化学动力学)【圣才出品】
1．转化速率
用单位时间内反应収生的迚度来定义。对于非依时计量学反应，反应迚度 ξ 定义为：dξ
▪
▪
≝（1/vB）dnB，所以转化速率ξ为ξ≝dξ/dt＝（1/vB）（dnB/dt），转化速率的单位为 mol·s－
1。
注意：
▪
（1）反应的转化速率ξ是广度量，依赖于反应系统的大小；
（2）对于非依时计量反应，转化速率的数值不用来表示速率的物质 B 的选择无关；
2 / 104
圣才电子书
其速率斱秳应为
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
v＝kcAacBb…
如上式，基元反应的速率不各反应物浓度的幂乘积成正比，其丨各浓度的次斱为反应斱
秳丨相应组分的计量系数的绝对值。这就是质量作用定律。
速率斱秳的比例常数 k，称为反应速率常数。温度一定，反应速率常数为一定值，不浓
2．半衰期法
ln t1
2
ln
2n1 1 (n 1)k
(1
n) ln cA,0
如上，反应的半衰期的对数和初始浓度成直线关系，直线的斜率为（1－n）。只要获得
两丧丌同浓度下对应的半衰期的数值，就可以求得反应的级数 n（运用此关系式时，n≠1）。
5 / 104
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
（2）反应级数的大小表示浓度对反应速率影响的秳度，级数越大，则反应速率叐浓度
的影响越大；
（3）反应速率常数 k 的单位为（mol·m－3）1－n·s－1，不反应级数有关。
3 / 104
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
各速率常数不计量系数的绝对值及反应的速率常数存在以下关系
物理化学答案(天津大学)
第一章习题解答1.1物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT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=nRT,V=nRT/P求偏导：1.2气柜储存有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，试问储存的气体能用多少小时？解：将氯乙烯(Mw=62.5g/mol)看成理想气体：PV=nRT,n=PV/RT n=121600×300/8.314×300.13(mol)=14618.6molm=14618.6×62.5/1000(kg)=913.66kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.30℃，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=PMw/RT=101.325×16/8.314×273.15(kg/m3)=0.714kg/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℃，13.33kPa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。
水的密度按1g.cm-3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1g.cm-3=100cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/MwM w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×300.15/(13330×100×10-6)12M w =30.51(g/mol)1.5两个容器均为V 的玻璃球之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中的气体体积，试求该容器内空气的压力。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(多组分系统热力学)
第4章 多组分系统热力学4.1 复习笔记一、偏摩尔量 1．问题提出一般说来，真实液态混合物在混合前后体积发生变化，即 V ≠n B V m ，B *＋n C V m ，C *（真实混合液）真实多组分系统的体积与系统中各组分物质的量及该纯组分的摩尔体积的乘积不再具有线性关系。
系统的其他广度量存在同样的结论。
2．偏摩尔量偏摩尔量X B 为在恒温、恒压及除组分B 以外其余各组分的量均保持不变的条件下，系统广度量X 随组分B 的物质的量的变化率，即,,C defBB T p n X X n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭式中，X 代表广延性质状态函数的任意一种；X B 为强度量。
偏摩尔量也可理解为1 mol 物质B 在混合物中对该广延量X 的贡献。
说明：（1）只有广度量才有偏摩尔量，强度量不存在偏摩尔量；（2）只有恒温、恒压下系统的广度量随某一组分的物质的量的变化率才能称为偏摩尔量，其他任何条件下（如恒温、恒容等）下的变化率不是偏摩尔量；（3）当温度、压力、组分发生变化时，B 组分的偏摩尔量也将发生变化。
3．吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem ）方程d 0()B BBx X=∑温度、压力恒定若为二组分混合物，则有 x B dX B ＝－x C dX C在恒温、恒压下，当混合物的组成发生微小变化时，如果一组分的偏摩尔量增大，则另一组分的偏摩尔量必然减小，且增大与减小的比例与混合物中两组分的摩尔分数成反比。
注意：此变化是微小变化，且对偏摩尔量微分。
4．偏摩尔量之间的函数关系纯物质或组成不变的系统中热力学函数之间的一定的函数关系式（如H ＝U ＋pV ，A ＝U －TS ，G ＝H －TS ＝A ＋pV 等）同样适用于混合物中任意组分B 的偏摩尔量，只需将广延性质的量换成偏摩尔量，如H B ＝U B ＋pV B 等。
二、化学势混合物（或溶液）中组分B 的偏摩尔吉布斯函数G B 定义为B 的化学势，并用符号μB表示：,,C defBB B T p n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭μ对于纯物质，其化学势等于它的摩尔吉布斯函数。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(热力学第一定律)【圣才出品】
第2章热力学第一定律2.1 复习笔记一、基本概念及术语1．系统与环境（1）系统：热力学中作为研究对象的那部分物质。
（2）环境：系统以外与之相联系的那部分物质，又称外界。
（3）隔离系统：指与环境既没有物质交换，也没有能量交换的系统，又称孤立系统。
（4）封闭系统：指与环境间没有物质交换，但可以有能量交换的系统。
（5）敞开系统：指与环境既有物质交换又有能量交换的系统，又称开放系统。
2．状态与状态函数（1）状态：热力学用系统所有的性质来描述它所处的状态，当系统所有性质确定后，系统就处于确定的状态。
（2）状态函数：鉴于状态与性质之间的对应关系，把系统的热力学性质称作状态函数。
（3）状态函数的分类按状态函数的数值是否与物质的数量有关，分为两类：①广度量（广度性质）：指与物质的数量成正比的性质，如系统物质的量、体积、热力学能、熵等，具有加和性；②强度量（强度性质）：指与物质的数量无关的性质，如温度、压力等，不具有加和性。
3．过程与途径当系统从一个状态变化至另一个状态时，系统即进行了一个过程。
系统可以从同一始态经不同的途径变化至同一末态。
按照系统内部物质变化的类型，过程可以分为单纯pVT变化、相变化和化学变化三类。
按照过程进行的特定条件，过程可以分为恒温过程（T＝T环境＝定值）、恒压过程（p＝p环境＝定值）、恒容过程（V＝定值）、绝热（系统与环境之间无热交换）过程、循环过程等。
4．功系统得到环境所作的功时，W＞0；系统对环境作功时，W＜0。
功是途径函数，单位为J。
（1）体积功（W）：系统因其体积发生变化反抗环境压力（p amb）而与环境交换的能量，定义式为：δW＝－p amb dV；（2）非体积功（W′）：除了体积功以外的一切其他形式的功，如电功、表面功等。
5．热（Q）系统与环境因温度不同而交换的能量。
若系统从环境吸热，Q＞0；若系统向环境放热，Q＜0。
热是途径函数，单位为J。
6．内能（U）内能又称为热力学能，指系统内部所有粒子全部能量的总和，包括系统内分子的平动、转动、分子内部各原子间的振动、电子的运动、核运动的能量以及分子之间的相互作用位能等。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(界面现象)【圣才出品】
第10章界面现象10.1 复习笔记一、界面张力物质的分散度：为物质的表面积A s与其质量m之比，用a s表示，单位为m2·kg－1。
a s＝A S/m1．液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数液体表面层的分子处于力学场不对称的环境中，内部分子对表面层的吸引力与外界物质对表面层的吸引力大小不等，从而形成表面张力。
（1）表面张力可以看做是引起液体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m－1。
表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直。
（2）表面功为恒温恒压下使系统增加单位表面积所需的可逆功，单位为J·m－2。
可表示为γ＝δW r′/dA s（3）表面吉布斯函数等于恒温恒压下系统增加单位面积时所增加的吉布斯函数，单位为J·m－2。
可表示为γ＝（∂G/∂A s）T，p注意：①表面张力、表面功、表面吉布斯函数均用γ表示；②三者为不同的物理量，但三者的量值和量纲等同。
三者的单位皆可化为N·m－1。
界面张力：与液体表面类似，其他界面，如固体表面等，由于界面层的分子同样受力不对称，同样存在着界面张力。
2．吉布斯函数判据dG s＝γdA s＋A s dγ在恒温恒压下条件下，系统可以通过减少界面面积或降低界面张力两种方式来降低界面吉布斯函数，这是一个自发过程。
3．界面张力的影响因素（1）物质的本性：不同液体表面张力之间的差异主要是由于液体分子之间的作用力不同而引起的。
固体物质一般要比液体物质具有更高的表面张力。
（2）温度：界面张力一般随着温度的升高而减小。
当温度趋于临界温度时，饱和液体与饱和蒸气的性质趋于一致，相界面趋于消失，此时表面张力趋于0。
（3）压力：增加气相的压力一般使表面张力下降。
（4）分散度对界面张力的影响：要到物质分散到曲率半径接近分子大小的尺寸时才会明显。
二、弯曲液面的附加压力及其后果1．弯曲液面的附加压力-拉普拉斯方程Δp＝（2γ）/r式中，Δp为弯曲液面内外的压力差；γ为液体表面张力；r为弯曲液面的曲率半径。
天津大学物理化学答案教材
C
m
C
m
128 .173
（2）C10H8（s）的：M萘=128.173 每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为 U (298 .15 K ) U
c m r
m
(298 .15 K )
128 .173 (401 .727 )kJ mol 1 10
5149 kJ mol 1
（3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为
r Hm (298.15K ) r U m (298.15K ) B ( g ) RT
{-5149kJ (-2) 8.314 298.15 10-3 }kJ m ol1 -5154kJ mol-1
C H m r Hm -5154kJ mol-1
3
20 10
（2）恒温反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀: W p amb (V2 V1 ) p amb (nRT / p amb ) (nRT / p1 ) 1 (50 / 200J -nRT 1 - (pamb / p1 ) 1 8.3145 350 2183J 2.183kJ
2-19在一带活塞的绝热容器中有一固定绝热隔板，隔板活塞一侧为2mol， 0℃的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为 6mol ，100℃的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热 层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T及过程的W，△U。 解：过程绝热，Q=0，△U=W，又因导热隔板是固定的，双原子理想气体B 体积始终恒定，所以双原子理想气体B不作膨胀功，仅将热量传给单原子 理想气体A，使A气体得热膨胀作体积功，因此，W=WA，故有 △U=W=WA,得
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章习题解答1.1物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT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=nRT,V=nRT/P求偏导：1.2气柜储存有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，试问储存的气体能用多少小时？解：将氯乙烯(Mw=62.5g/mol)看成理想气体：PV=nRT,n=PV/RT n=121600×300/8.314×300.13(mol)=14618.6molm=14618.6×62.5/1000(kg)=913.66kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.30℃，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=PMw/RT=101.325×16/8.314×273.15(kg/m3)=0.714kg/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℃，13.33kPa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。
水的密度按1g.cm-3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1g.cm-3=100cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/MwM w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×300.15/(13330×100×10-6)12M w =30.51(g/mol)1.5两个容器均为V 的玻璃球之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中的气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：因加热前后气体的摩尔数不变：加热前：n=2P 1V/RT 1加热后：n=P 1V/RT 1+PV/RT 2列方程：2P 1V/RT 1=P 1V/RT 1+PV/RT 2+P=2T 2P 1/(T 1+T 2)=2×373.15×100.325/(373.15+273.15)kPa=115.47kPa1.60℃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：氯甲烷(M w =50.5g/mol),作ρ/p～p 图：截距ρ/p=0.02224p →0时可以看成是理想气体ρ/p=m/PV=M w /RTM w =0.02224×RT=50.5g/mol1.7今有20℃的乙烷～丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm 3容器中，直到压力达到101.325kPa ，测得容器中混合气体的质量为0.3897g 。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解：将乙烷(M w =30g/mol,y 1),丁烷(M w =58g/mol,y 2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147×10-3mol(y 1×30+(1-y 1)×58)×8.3147×10-3=0.3897y 1=0.401P 1=40.63kPay 2=0.599P 2=60.69kPa1.8试证明理想混合气体中任一组分B 的分压力p B 与该组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下的压力相等。
解：根据道尔顿定律分压力对于理想气体混合物,所以p/kPa 101.32567.55050.66333.77525.331ρ/g.cm -3 2.3074 1.5263 1.14010.757130.5666031.9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，二者均可视为理想气体。
⑴保持容器内温度恒定时抽出隔板，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；⑵隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积是否相同？⑶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：⑴⑵混合后,混合气体中H 2及N 2的分体积为:⑶1.10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及0.02。
于恒定压力101.325kPa 下，用水吸收其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670kPa 的水蒸汽。
试求洗涤后的混合气体中C 2H 3Cl 及C 2H 4的分压力。
解：根据道尔顿定律分压力吸收后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。
设空气中氧、氮摩尔分数之比为1：4。
解：根据题意未通氮之前:,操作1次后,,V,T 一定,故H 23dm 3p T N 21dm 3p T,操作n次后,,重复三次,1.12CO2气体在40℃时的摩尔体积为0.381dm3.mol-1。
设CO2为范德华气体，试求其压力，并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。
解：,Vm=0.381×10-3m3.mol-1,T=313.15KCO2的范德华常数a=364×10-3/Pa.m3.mol-2,b=42.67×10-6m3.mol-1代入方程得:P=5187.674KPa相对误差=(5187.674-5066.3)/5066.3=2.4%1.13今有0℃，40530kPa的N2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.实验值为70.3cm.mol-1。
解：T=273.15K，p=40530kPaN2的范德华常数a=140.8×10-3/Pa.m3.mol-2,b=39.13×10-6m3.mol-1=0.05603m3.mol -1,利用迭代法计算可得，0.0731m3.mol -1*1.14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+x2+x3+…先将范德华方程整理成再用上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)=b2解：因为1/(1-x)=1+x+x2+x3+所以：代入方程可得：对比维里方程，可得：B(T)=b-a/(RT)C(T)=b21.15试由波义尔温度T B的定义式，证明范德华气体的T B可表示为T B=a/(bR)式中a,b为范德华常数。
4解：根据波义尔温度TB的定义式：V m-b≈VmT B=a/(bR)1.1625℃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138.705kPa，于恒定总压下冷却到10℃，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水的物质的量。
已知25℃及10℃时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa及1.23kPa。
解：在25℃时乙炔气的分压力为：P乙炔气=138.705kPa-3.17kPa=135.535kPa水和乙炔气在25℃时的摩尔分数分别为：y水=3.17kP/138.705kPa=0.022854y乙炔气=1-0.022854=0.977146每摩尔干乙炔气在25℃时含水量为：n水=0.022854/0.977146=0.02339mol水和乙炔气在10℃时的摩尔分数分别为：y水=1.23/138.705=0.008868y乙炔气=1-0.008868=0.9911每摩尔干乙炔气在10℃时含水量为：n水=0.008868/0.9911=0.008947mol每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量为：0.02339mol-0.008947=0.01444mol。
1.17一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。
当容器于300K条件下达平衡时，容器内压力为101.325kPa。
若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中达到新平衡时应有的压力。
设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。
300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。
解：300K空气的分压力为：101.325kPa-3.567kPa=97.758kPa373.15K该气体的分压力为：97.758kPa×373.15K/300K=121.58kPa373.15K水的饱和蒸气压为101.325kPa，故分压力为101.325kPa容器中达到新平衡时应有的压力为：101.325kPa+121.58kPa=222.92kPa1.18把25℃的氧气充入40dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7×102kPa。
试用普遍化压缩因子图求钢瓶中氧气的质量。
解：氧气的T C=-118.57℃,P C=5.043MPa氧气的T r=298.15/(273.15-118.57)=1.93,P r=20.27/5.043=4.02Z=0.95PV=ZnRTn=PV/ZRT=202.7×105×40×10-3/(8.314×298.15)/0.95=344.3(mol)氧气的质量m=344.3×32/1000=11(kg)51.19300K时40dm3钢瓶中储存乙烯的压力为146.9×102kPa。
欲从中提用300K，101.325kPa的乙烯气体12m3，试用压缩因子图求钢瓶中剩余乙烯气体的压力。
解：乙烯的T C=9.19℃,P C=5.039MPa乙烯在300K，146.9×102kPa的对比参数为：T r=300/(273.15+9.19)=1.06,P r=14.69/5.039=2.92,故Z=0.45n=PV/ZRT=146.9×105×40×10-3/(8.314×300)/0.45=523.525mol乙烯在300K，146.9×102kPa的对比参数为：T r=300/(273.15+9.19)=1.06,P r=0.101325/5.039=0.02,故Z=1n=PV/ZRT=101325×12/(8.314×300)/0.45=487mol剩余乙烯气体的摩尔数为=523.525-487=36.525molV m=V/n=P r5.039×106×0.04/36.525/8.314/300=2.416P rT r=1.06=0.4,P=1986kPa做图，可得Pr。