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物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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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=nRT
1-、27℃的***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?
解:设***乙烯为理想气体,气柜内***乙烯的物质的量为
每小时90kg的流量折合p摩尔数为
n/v=(÷)=
1-30℃、。试求甲烷在标准状况下的密度。
解:
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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1-4一抽成真空的球形容器,。充以4℃水之后,。若改用充以25℃、,。试估算该气体的摩尔质量。
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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作(ρ/p)对p图
当p→0时,(ρ/p)=,则***甲烷的相对分子质量为
1-7今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的200cm3容器中,,。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。
(1)
(2)
联立方程(1)与(2)求解得
1-8
1-9***乙烯、***化氢及乙烯构成的混合气体中,、。,用水吸收掉其中的***化氢,。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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解:,所以有
联立式(1)与式(2)求解得
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。求釜内最后排气至年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:高压釜内有常压的空气的压力为p常,氧的分压为
每次通氮直到4倍于空气的压力,即总压为
p=4p常,
第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为
第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为
所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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1-1125℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体(即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压),于恒定总压下泠却到10℃,使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出水的物质的量。已知25℃及10℃。
解:,故有
所以,每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为
进口处:
出口处:
每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为
-=(mol)
1-12有某温度下的2dm3湿空气,,相对湿度为60%。,求水蒸气、O2和N2的分体积。(相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比)。
解:水蒸气分压=水的饱和蒸气压×=×=
O2分压=(-)×=
N2分压=(-)×=
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1-13一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水,当容器于300K条件下达到平衡时,。,试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的体积变化。。
解:300K时容器中空气的分压为
p=++=(kPa)
1-14CO2气体在40℃·mol-1。设CO2为范德华气体,试求其压力,。
解:查表附录七得CO2气体的范德华常数为
a=·m6·mol-2;b=×10-4m3·mol-1
相对误差E=-=%
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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1-15今有0℃、40530kPa的氮气体,分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。·mol-1。
解:用理想气体状态方程计算如下:
将范德华方程整理成
(a)
查附录七,得a=×10-1Pa·m6·mol-2,b=×10-4m3·mol-1
这些数据代入式(a),可整理得
解此三次方程得Vm=·mol-1
1-16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:1/(1-b/Vm)=1+b/Vm+(b/Vm)2+…
将上式取前三项代入范德华方程得
而维里方程()也可以整理成
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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根据左边压力相等,右边对应项也相等,得
B(T)=b–a/(RT)C(T)=b2
*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)
1-18把25℃的氧气充入40dm3的氧气钢瓶中,×102kPa。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。
解:氧气的临界参数为TC==5043kPa
氧气的相对温度和相对压力
物理化学上册****题解(天津大学第五版)
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