物理化学天津大学第四版答案
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。
解：根据理想气体方程
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
为，则，，充氮气后，系统中氧的摩尔分数。重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为
因此
。，
解：用理想气体状态方程计算
用van der waals计算，查表得知，对于n2气（附录七）
，用matlab fzero函数求得该方程的解为
也可以用直接迭代法，
，迭代十次结果，取初值
解：该过程图示如下
设系统为理想气体混合物，则
1.17 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。但容器于300
k条件下大平衡时，容器内压力为101.325 kpa。若把该容器移至373.15 k的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容
器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。300 k时水的饱和
蒸气压为3.567 kpa。
解：将气相看作理想气体，在300 k时空气的分压为
由于体积不变（忽略水的任何体积变化），373.15 k时空气的分压
为
由于容器中始终有水存在，在373.15 k时，水的饱和蒸气压为
101.325 kpa，系统中水蒸气的分压为101.325 kpa，所以系统的总
压
【篇二：物理化学课后答案】
的体膨胀系数?v与等温压缩系数?t的定义如下：
气体的pvt关系
?v?
1v
1??v??v?
?t?????
v???t?p??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)?1nr1v
???t?1 ? ??????
v??t?pv??t?pvpvt1??v?v???p
?1??(nrt/p)?1nrt1v
????? ??2???p?1 ???v??pvp?t?tvp
3
?t??
1-2 气柜内有121.6kpa、27℃的氯乙烯（c2h3cl）气体300m，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
pv121.6?103?300
n???14618.623mol
rt8.314?300.15
90?10390?103
每小时90kg的流量折合p摩尔数为 v???1441.153mol?h?1
mc2h3cl62.45
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
pn101325?16?10?3
??mch4??mch4??0.714kg?m?3 vrt8.314?273.15
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v
?
125.0000?25.000100.00003
?cm?100.0000cm3
?h2o(l)1
n=m/m=pv/rt
m?
)rtm8.314?298.15?(25.0163?25.0000
??30.31g?mol ?4
pv13330?10
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℃，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?2piv/(rti)
终态（f）时 n
?n1,f?n2,f
pf?vv???
r??t1,ft2,f?pfv
???r??t2,f?t1,f
?
?tt?1,f2,f?? ??
?2pi?t1,ft2,f??????t?t?t?
i?1,f2,f??
2?101.325?373.15?273.15??117.00kpa
273.15(373.15?273.15)
解：将数据处理如下：
p/kpa
-3
t1,ft2,fn??pf?
vr??t1,f?t2,f
101.325 0.02277
67.550 0.02260
50.663 0.02250
33.775 0.02242
25.331 0.02237
m
???/p?p?0rt?0.02225?8.314?273.15?50.529g?mol?1
3
1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm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。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?
pv101325?200?10?6
??0.008315mol rt8.314?293.15
m0.3897
?yama?ybmb??46.867g?mol?1（1）
n0.008315 ?30.0694ya?58.123ybm?
ya?yb?1（2）
联立方程（1）与（2）求解得yb
?0.599,yb?
0.401
pa?yap?0.401?101.325?40.63kpapb?ybp?0.599?101.325?60.69 kpa
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。 ph2?
nh2rt3dm
3
?pn2?
nn2rt1dm
3
?p （1）
得：nh?3nn
22
而抽去隔板后，体积为4dm，温度为，所以压力为
3
4nn2rtnn2rtnrtrt（2） p??(nn2?3nn2)??333v4dm4dm1dm
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vm,h?rt/p，n2的摩尔体积vm,n?rt/p
22抽去隔板后
v总?nh2vm,h2?nn2vm,n2?nrt/p?(3nn2?nn2)rt/p?? nh2
3nn2rtp?3nn2
?nn2rtp
所以有vm,h?rt/p，vm,n?rt/p
22
可见，隔板抽去前后，h2及n2的摩尔体积相同。（3）
yh2?
3nn2nn2?3nn2
31
?, yn2? 44
ph2?yh2p?
31
p;pn2?yn2p?p 44
所以有ph:pn?
22
31
p:p?3:1 44
vh2?yh2v? vn2
3
?4?3dm3 4 1
?yn2v??4?1dm3
4
解：洗涤后的总压为101.325kpa，所以有
pc2h3cl?pc2h4?101.325?2.670?98.655kpa（1）
pc2h3cl/pc2h4?yc2h3cl/yc2h4?nc2h3cl/nc2h4?0.89/0.02（2）联立式（1）与式（2）求解得
pc2h3cl?96.49kpa;pc2h4?2.168kpa
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
po2?0.2p常
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
yo2,1?
po2p
?
0.2p常4p常
?
0.2
?0.05
4
po2,1?p常?yo2,1?0.05?p常
第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为
yo2,2?
po2,1p
?
0.05p常4p常
?
0.054
po2,2?p常?yo2,2?
所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数
0.05
?p常4
yo2,3?
po2,2p
?
(0.05/4)p常
4p常
?
0.05
?0.00313?0.313% 16
1-11 25℃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）总压力为138.7kpa，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℃时水的饱和蒸气压分别为3.17kpa和1.23kpa。
解：
pb?ybp，故有pb/pa?yb/ya?nb/na?pb/(p?pb)
??p???h2o??
?进?pc2h2??p???h2o??
?出?pc2h2
?3.17???0.02339(mol) ?138.7?3.17?进
?123???0.008947(mol) ?
?出138.7?123
所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处：?
?nh2o?nch?22?nh2o?nch?22
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0.02339-0.008974=0.01444（mol）
1-12 有某温度下的2dm湿空气，其压力为101.325kpa，相对湿度为60％。设空气中o2和n2的体积分数分别为0.21和0.79，求水蒸气、o2和n2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为
20.55kpa（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比）。
3
2
?yo2v?
po2ppn2p
v?
18.69
?2?0.3688dm3
101.325
70.31
?2?1.3878dm3
101.325
12.33
?2?0.2434dm3
101.325
vn2?yn2v?
v?
vh2o?yh2ov?
ph2o
p
v?
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，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。300k时水的饱和蒸气压为3.567kpa。
解：300k时容器中空气的分压为p
空??101.325kpa?3.567kpa?97.758kpa 373.15k时容器中空气的分压为
p空?
373.15373.15
??p空?97.758?121.534(kpa)
300300
373.15k时容器中水的分压为 pho?101.325kpa
2所以373.15k时容器内的总压为
p=
p空+pho?121.534+101.325=222.859（kpa）
2
6
-2
-43
-1
3-1
p??
rta8.314?313.150.3640
?2??
(vm?b)vm0.381?10?3?0.4267?10?4(0.381?10?3)2
2603.5291
?2507561?7695236?2507561?5187675pa -3
0.33833?10?5187.7kpa
相对误差e=5187.7-5066.3/5066.3=2.4%
解：用理想气体状态方程计算如下：
3
-1
vm?rt/p?8.314?273.15?40530000 ?0.000056031m?mol?56.031c m?mol
将范德华方程整理成
3
?1
3
?1
32
vm?(b?rt/p)vm?(a/p)vm?ab/p?0 (a)
-16-2-43-1
【篇三：天津大学第五版物理化学下册习题解答】
s=txt>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及自由度数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作为溶质在两不相互溶液体h2o和ccl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1） s-r-r?=1-0-0=1；p=2；f=c-p+2=1 （2） s-r-r?=3-1-0=2；p=3；f=c-p+2=1 （3） s-r-r?=3-1-1=1；p=2；f=c-
p+2=1 （4） s-r-r?=3-1-0=2；p=2；f=c-p+2=2 （5） s-r-r?=3-0-
0=3；p=2；f=c-p+1=2 6-2
常
见
的
na2co3(s)
水合物有
na2co3?h2o(s),na2co3?7h2o(s)和na2co3?10h2o(s)
（1）101.325kpa下，与na2co3水溶液及冰平衡共存的水合物最
多有几种？（2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？解系统的物种数s=5，
即h2o、na2co3(s)、na2co3?h2o(s),na2co3?7h2o(s)和
na2co3?10h2o(s)。独立的化学反应式有三个：
na2co3(s)?h2o(l)?na2co3?h2o(s)
na2co3?h2o(s)?6h2o(l)?na2co3?7h2o(s)
na2co3?7h2o(s)?3h2o(l)?na2co3?10h2o(s)
则r=3
没有浓度限制条件 r?0 所以，组分数 c=s-r-r=5-3-0=2
在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 f=c-p+1=3-p
平衡条件下f=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存。
s
6-3 已知液体甲苯（a）和液体苯（b）在90℃时的饱和蒸气压分别
为pa?54.22kpa和
s
pb?136.12kpa。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为
xb,0?0.3的甲苯-苯混合物5
mol，在90℃下成气-液两相平衡，若气相组成为yb?0.4556，求：（1）平衡时液相组成xb及系统的压力p；（2）平衡时气、液两相
的物质的量n（g），n（l）。
解：（1）理想液态混合物，a、b均适用拉乌尔定律，故有
ss
p?pa?pb?pa(1?xb)?pbxb?54.22kpa(1?xb)?136.12kpaxb （1）
s
yb?0.4556?pb/p?pbxb/p?136.12kpa?xb/p （2）
由式（1）及式（2）得
p?54.22kpa(1?xb)?136.12kpaxb （3） 0.4556?136.12kpa?xb/p （4）联立式（3）与式（4），解得 p?74.70kpa，xb?0.2500 （2）根据杠杆规则
n(l)?
yb?xb,0yb?xb
n?
0.4556?0.3000
?5mol?3.784mol
0.4556?0.2500
n(g)?n?n(l)?(5?3.784)mol?1.216mol
6-5 已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kpa
和136.12kpa。两者可形成理想液态混合物。
取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定
压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃下逐渐降低压力，问：（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？（2）压力降
到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？（3）压力为92.00kpa时，系统内气、液两相平衡，两相组成如何？两相的物质
的量各多少？
解：（1）与开始产生气相平衡的液相，其组成同原始液态混合物，
所以气相的压力为
200/78200/92??**p?p苯x苯?p甲苯x甲
苯??136.12??54.22??kpa
200/78?200/92200/78?200/92??
?98.54kpa
200/78??*气相组成为 y苯?p苯x苯/p??136.12???98.54?0.7476
200/78?200/92??
（2）与最后一滴液相平衡的气相，其组成同原始液态混合物
****
y苯?p苯x苯/p; p?p甲苯?(p苯?p甲苯)x苯
上两式联立解得：x苯?
*
p甲苯y苯
p?(p?p
54.22?
*
苯*苯*甲苯
)y苯
200/78200/78?200/92??0.3197
200/78
136.12?(136.12?54.22)?
200/78?200/92
**
? p?p甲苯?(p*.12?54.22)0.3197]kpa?80.40kpa 苯?p甲苯)x
苯?[54.22?(136
**
(3) p?p甲苯 ?(p*苯?p甲苯)x苯
x苯?y苯
92.00?54.22
?0.4613 136.12?54.22
?p*.12?0.4613/92.00?0.625苯x苯/p?136
原始液态混合物的组成为
200/78
?0.541
200/78?200/92ng0.541?0.4613? ??nl0.6825?0.541?
ng?1.709mol,nl?3.022mol?联立解得：
?200200??
ng?nl????
7892?????? x苯
（1）画出气-液平衡的温度-组成图；（2）从图上找出组成为xb
=0.800的液相的泡点；（3）从图上找出组成为yb =0.800的气相的露点；（4）105.0℃时气-液平衡两相组成是多少？
（5）9kg水与30kg醋酸组成的系统在105.0℃达到平衡时，气、液两相的质量各为多少？
解：(1)根据题给的数据，画出在101.325kpa下水（a）-醋酸（b）系统气-液平衡的温度-组成图，如下图所示。
（2）由图查得xb=0.800的液相的泡点为110.2℃。（3）由图查得yb=0.800的液相的露点为112.8℃。
（4）由图查得105.0℃时气-液平衡两相的组成为xb=0.544，
yb=0.417。（5）ma=60.052，mb=18.015，yb=0.417，xb=544 3
30?10/60.052系统的总组成x??0.500 b?33
30?10/60.052?9?10/18.015
33
根据杠杆规则
nl?{999.15?(0.500?0.417)/(0.544?0.417)}mol?653mol ?
ml?nlml?653?(0.544?60.052?0.456?18.015)?10?3kg?26.69kgm g?(39?26.69)kg?12.31kg
6-7 已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成w(苯酚)为：l1（苯酚溶于水），8.75%；l2（水溶于苯酚），69.9%。问：（1）在30℃、100g苯酚和200g水形成的系
统达到液-液平衡时，两液相的质量各为多少？（2）在上述系统中再加入100g苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各为多少？
解（1）系统总组成 w苯酚??100/(100?200)?33.3%
根据杠杆规则：m(l1)?300?69.9?33.3g?179.6g,
m(l2)?300g?179.6g?120.4g
69.9?8.75
（2）系统总组成 w苯酚???200/(200?200)?50%
根据杠杆规则：m(l1)?300?69.9?50g?130.2g,
m(l2)?400g?130.2g?269.8g
69.9?8.756-8 水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325kpa下，系统的共沸点为89.7℃。气（g）、液（l1）、液（l2）三相平衡时的组成w（异丁醇）依次为：70%、8.7%、85.0%。今由350g水和150g异丁醇形成的系统在标准压力下由室温加热，问：（1）温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在那些相？其质量各为多少？（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在那些相？其质量各为多少？解：系统总组成为：150/（150+350）=30% （1）存在液（l1）、液（l2）二相平衡，根据杠杆规则，得m(l1)?500?
85.0?30.0
g?360g, m(l2)?500g?360g?140g
85.0?8.7
（2）存在液（l1）、液（l2）二相平衡，根据杠杆规则，得
m(g)?500?
30.0?8.7
g?174g, m(l2)?500g?174g?326g
70.0?8.7
6-9 恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图（见教材p295），
指出四个区域内平衡的相。
解：四个区域内平衡的相如图中标注。
6-10为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0kpa压力下用水蒸气蒸馏。已知：在此压力下该系统的共沸点为80℃，80℃时水的饱和蒸气压为47.3kpa。试求：（1）气相的组成（含甲苯的摩尔分数）；（2）欲蒸出100kg纯甲苯，需要消耗蒸气多少？
解：（1）y甲苯=p甲苯/p=（86.0-47.3）/86.0=0.450
m水/18.015
（2）0.550?kg?1?m水?23.9kg 3
0.450100?10/92.140
6-11 a-b二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图（见教材p296），试指出各
个相区的相平衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的相平衡关系。解：该图各个相区的相平衡关系如下图所标注。
mb线表示a（s）与l1两相平衡共存；bd线表示b（s）与l1两相平衡共存；dle线表示l1与l2两液相平衡共存；ef线表示b（s）与l2两相平衡共存。有两条三相线，即：abc线表示a（s）、b（s）及液相l1三相平衡共存，def线表示b（s）、液相l1及液相l2三相平衡共存。有三个三相点即b、d、e点。
6-12 固态完全互溶、具有最高熔点的a-b二组分凝聚系统相图如附图（见教材p297）。指出各相区的相平衡关系、各条线的意义，并绘出状态点为a、b的样品的泠却曲线。
解：各相区的相平衡关系及状态点为a、b的样品的泠却曲线如图所标注。hn那条线为液相线（液态熔体与固态熔体平衡线），而下方那条线为固相线（固熔体与液体熔体平衡线）。同理，no那条线为液相线（液态熔体与固态熔体平衡线），而下方那条线为固相线（固熔体与液体熔体平衡线）。
6-13 低温时固态部分互溶、高温时固态完全互溶且具有最低熔点的a-b二组分凝聚系统相图如附图（见教材p385）。指出各相区的相平衡关系、各条线代表意义。
解：各相区的相平衡关系如图所注。hik线是固熔体s1与固熔体s2的两相平衡共存线，poq那条线为液相线（液态熔体与固态熔体平衡线），而下方那条线为固相线（固熔体与液体熔体平衡线）。
6-15
p297）。指出各个相区的稳定相，
三相线上的相平衡关系。
天津大学《物理化学》第五版-习题及解答
天津大学《物理化学》第五版习题及解答 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 (118)
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。
物理化学天津大学第四版答案
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
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23 m 的容器中装有2mol 的理想气体A 与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3 3-108275.80-??=m kg ρ。则该气体的摩尔质量M=( 2、01613-10-??mol kg )。 ()()p RT M RT M V RT M m nRT pV ///ρρ==== =() Pa K K mol J m kg 31133-10100/300314.8108275.80???????--- =13-10016.2-??mol kg 3.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 5.一定量的范德华气体,在恒容条件下,其压力随温度的变化率()V T ??/ρ=(()nb V nR -/)。 将范德华状态方程改写为如下形式: 22 V an nb V nRT p --= 所以 ()()nb V nR T p V -=??// 6.理想气体的微观特征就是:(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)。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)(下册)配套题库-名校考研真题及模拟试题【圣才出品】
第一部分 名校考研真题 第7章电化学 一、填空题 1．有一酸式氢氧燃料电池Pt,H 2（p 1）?H 2SO 4（a）?O 2（p 2）,Pt，已知氧气电极在酸性条件下的标准电极电势+2(H /O ,Pt) 1.229 V E θ =。若氢气、氧气的分压均为标准大气压， 在298.15K、H 2SO 4的活度a＝0.89时，则此电池电动势为（）。[北京科技大学2012 研] 【答案】1.229V 【解析】根据电极电势附表可知，+ 2 θ H /H 0V E =，由于氢气、氧气的分压均为标准大气压，推得 22++++++22222 2H θθθθθθH /O H /H H /O H /H H /O H /H ()-()-ln --ln =-1229V O p p RT RT E E E E E E E .zF p zF p ???? === ? ????? 右左2．已知某电解质正离子的运动速率与负离子的运动速率的关系是：0.6v v -+=，则负离子的迁移数t -等于（），正离子的迁移数t +等于（ ）。[南京航空航天大学2012 研] 【答案】0.625；0.375【解析】离子的迁移数公式为： ,v v t t v v v v +- +-+-+- = =++
故t +＝0.625，t －＝0.375。 3．电池Ag（s）|Ag +（a 1＝0.090）||Ag +（a 2＝0.072）|Ag（s）在25℃时的电动势 E ＝（）V。[北京科技大学2011研] 【答案】－0.00573 【解析】电池反应为：+ + Ag+Ag (0.072)Ag+Ag (0.090)a a ===此电池为浓差电池，故其标准电动势E θ＝0，根据电池的能斯特方程 B θB B ln RT E E a zF ν=- ∏得8.3142980.090 ln 0.00573V 1964850.072 E ?=- =-?。 二、选择题 1．银锌电池Zn│Zn 2+‖Ag +│Ag 的φ$（Zn 2+/Zn）＝－0.761V，φ$（Ag +/Ag）＝0.799V， 则该电池的标准电动势E $是（ ）。[北京科技大学2012研] A．1.180V B．2.359V C．1.560V D．0.038V 【答案】D 【解析】E $＝E $右－E $左＝0.799V－0.761V＝0.038V。
天津大学版物理化学复习提纲
物理化学复习提纲 一、 热力学第一定律 1. 热力学第一定律：ΔU = Q -W (dU=δQ -δW ,封闭体系、静止、无 外场作用) *热Q,习惯上以系统吸热为正值，而以系统放热为负值；功W ，习惯上以系统对环境作功为正值，而以环境对系统作功为负值。 **体积功 δW=（f 外dl ＝p 外·Adl ）=p 外dV=nRT ?21/V V V dV =nRTlnV 2/V 1=nRTlnp 1/p 2 2. 焓：定义为H ≡U+pV ；U ，H 与Q ，W 区别（状态函数与否？） 对于封闭体系，Δ H= Qp, ΔU= Qv, ΔU= -W （绝热过程） 3. Q 、W 、ΔU 、ΔH 的计算 a. ΔU=T nCv.md T T ?21= nCv.m(T 2-T 1) b. ΔH=T nCp.md T T ?21= nCp.m(T 2-T 1) c. Q ：Qp=T nCp.md T T ?21；Qv=T nCv.md T T ?2 1 d. T ，P 衡定的相变过程：W=p (V 2-V 1)；Qp=ΔH=n ΔH m ；ΔU=ΔH -p(V 2-V 1) 4. 热化学 a. 化学反应的热效应,ΔH=∑H(产物)-∑H （反应物）＝ΔU+p ΔV (定压反应) b. 生成热及燃烧热，Δf H 0m （标准热）；Δr H 0m （反应热）
c. 盖斯定律及基尔戈夫方程 [G .R.Kirchhoff, (?ΔH/?T)=C p(B) -C p(A)= ΔCp] 二、 热力学第二定律 1. 卡诺循环与卡诺定理：η＝W/Q 2=Q 2+Q 1/Q 2=T 2-T 1/T 2,及是 (Q 1/T 1+Q 2/T 2=0)卡诺热机在两个热源T 1及T 2之间工作时，两个热源的“热温商”之和等于零。 2. 熵的定义：dS=δQr/T, dS ≠δQir/T (克劳修斯Clausius 不等式, dS ≥δQ/T ；对于孤立体系dS ≥0，及孤立系统中所发生任意过程总是向着熵增大的方向进行)。 熵的统计意义：熵是系统混乱度的度量。有序性高的状态 所对应的微观状态数少，混乱度高的状态所对应的微观状态数多，有S=kln Ω, 定义：S 0K =0, 有 ΔS=S (T)-S 0K =dT T Cp T ??/0 3. P 、V 、T 衡时熵的计算： a. ΔS=nRlnP 1/P 2=nRlnV 2/V 1(理气，T 衡过程) b. ΔS=n T T nCp.md T T /21?(P 衡，T 变) c. ΔS=n T T nCv.md T T /21?（V 衡，T 变） d. ΔS=nC v.m lnT 2/T 1+ nC p.m lnV 2/V 1(理气P 、T 、V 均有变化时) 4. T 、P 衡相变过程：ΔS=ΔH 相变/T 相变 5. 判据： a. ΔS 孤｛不能实现可逆，平衡不可逆，自发 00 0?=? （ΔS 孤＝ΔS 体+ΔS 环, ΔS 环＝－Q 体/T 环）
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 ?C，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 ?C、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 ?C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数
天津大学-物理化学-总复习(含答案)
第一章 热力学第一定律 1． 热力学第一定律U Q W ?=+只适用于：答案：D （A ）单纯状态变化 （B ）相变化 （C ）化学变化 （D ）封闭体系的任何变化 2． 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H ?约为： 4157J 3． 关于热和功，下面说法中，不正确的是：答案：B （A ）功和热只出现在体系状态变化的过程中，只存在于体系和环境的界面上 （B ）只有封闭体系发生的过程中，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，可称为被交换的能量 （D ）在封闭体系中发生的过程，如果内能不变，则功和热对体系的影响必 互相抵消 4． 涉及焓的下列说法中正确的是：答案：D （A ）单质的焓值均为零 （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 ）化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化 5． 下列过程中，体系内能变化不为零的是：答案：D （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 6． 对于理想气体，下列关系中那个是不正确的？答案：A （A ）0)(=??V T U （B ）0)V U (T =??（C ）0)P U (T =??（D ）0)P H (T =?? 7． 实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的？答案：A （A ） Q=0 ；H ?＝0；P ?<0 （B ） Q=0 ；H ?＝ 0；P ?>0 （C ） Q>0 ；H ?＝0；P ?<0 （D ） Q<0 ；H ?＝ 0；P ?<0 8． 3mol 的单原子理想气体，从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压 50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa ，对于这一过程的 Q=3741J 、W=－3741J 、U ?=0、H ?=0。 9． 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使物系的温度从T 1升高到 T 2，压力从p 1升高到p 2，则：Q ＝ 0 ；W ＝ 0 ：U ?＝ 0。 10． 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：答案：D （A ）焓总是不变（B ）内能总是增加（C ）总是增加（D ）内能总是减少 11． 若要通过节流膨胀达到致冷的目的，则节流操作应控制的条件是：答案： B （A ）H )P T (??=μ <0 （B ）H )P T (??=μ>0 （C ）H )P T (??=μ=0 （D ）不必考虑μ的数值
物理化学(天津大学第四版)上册答案完整版
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 =101.32516/8.314273.15(kg/m3) =0.714 kg/m3 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 w M w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6) 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。
天津大学532003[物理化学]复习题答案
物理化学复习题 一、填空题 1、实际气体的压缩因子定义为Z ＝ pV m /RT ，当实际气体的压缩因子Z >1时，该气体比理想气体 难 压缩（选择填入难、易）。 2、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。 3、抽空密闭容器中放入NH 4Cl(s)，部分分解成NH 3(g)和HCl(g)并达到平衡， 系统的组分数C = 1 ，相数P = 2 ，自由度数F = 1 。 4、玻璃毛细管内水面上升，是因为水在毛细管中形成 凹 液面（选择填入凹、凸），此液面上水的饱和蒸气压 小于 平液面上水的饱和蒸气压（选择填入大于、小于或等于）。 5、一价碱金属的皂类作为乳化剂时，易于形成 O/W 型乳状液。 6、一定量的单原子理想气体经历某恒温过程，其的U ? = 0，H ? = 0。 7、稀溶液的依数性包括溶液沸点升高(溶质不挥发)、凝固点降低（析出纯溶剂）， 蒸气压下降 和 渗透压 。 8、反应A→B，实验测定A 的浓度c A 与时间 t 成线性关系，该反应的级数为 零 。 9、丁铎尔效应的实质是 胶体粒子对光的散射 。 10、溶胶稳定存在的三个重要原因是 胶体粒子带电 、 溶剂化作用 和 布朗运动 。 11、当真实气体的压缩因子Z 小于1 时，该气体比理想气体易于压缩。 12、理想气体绝热向真空膨胀，则 ?U = 0 。 13、由纯组分形成理想液态混合物的过程，其mix ΔS ＞0 。 14、化学势μB 就是物质B 的 偏摩尔吉布斯函数 。 15、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。 16、一定温度下，液体的分子间作用力越大，其表面张力 越大 。 17、某化学反应在一定T 、p 条件下进行，反应物A 的平衡转化率为12 %。相同反应条件下加入催化剂，反应速率提高5倍，此时A 的平衡转化率为 12% 。
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(M w =62.5g/mol)看成理想气体：PV=nRT,n=PV/RT n=121600×300/8.314×300.13(mol)=14618.6mol m=14618.6×62.5/1000(kg)=913.66kg t=972.138/90(hr)=10.15hr 1.30℃，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=PM w /RT =101.325×16/8.314×273.15(kg/m3) =0.714kg/m3 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/M w M w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×300.15/(13330×100×10-6) 1
天津大学_物理化学_总复习(含答案)
天津大学_物理化学_总复习(含答案) 物理和化学的研究一直在重复 第一章热力学第一定律 1.热力学第一定律？你？问？w仅适用于:答案:d (a)简单的状态变化(b)相变 (c)化学变化(d)封闭系统中的任何变化 2.1摩尔单原子理想气体在300K下被绝热压缩到500K，它的焓变化是多少？h大约是: 4157J 关于热和功，以下说法是不正确的 (一)功和热只发生在系统状态变化的过程中，只存在于系统与环境的界面上 只有当一个封闭系统出现时，功和热才有明确的意义。 (c)功和热不是能量，而是两种形式的能量转移，这可以称为在封闭系统中发生的能量交换过程(d)。如果内能不变，功和热对系统的影响将是必要的 互相抵消 4.下列关于焓的xx是正确的:回答:D (a)基本物质的焓都为零(b)在等温过程中，焓变为零 (c)绝热可逆过程中的焓变化为零(d)化学反应中的焓变化不一定大于内能变化 在以下过程中，系统的内能变化不为零:答案:d 不可逆循环过程
(c)两种理想气体的混合过程(d)纯液体的真空蒸发过程6。对于理想气体，下列哪种关系是不正确的？答:答 ？你？h？你？你(A)(V)？0(B)(T)？0(C)(T)？0(D)(T)？0 ？v？p？p？T7。在实际气体节流膨胀过程中，哪组描述是正确的？答:答 (一)Q = 0；？H =0。？p 0(C)Q > 0；？H =0。？p 50kPa不可逆地膨胀到最终状态T2 = 300k，p2 = 50kpa。对于这个过程，Q= 3741J，w =-3741j。U= 0、？H= 0 . 9.在隔热的刚性壁容器中，发生化学反应，将系统的温度从T1提高到 T2，当压力从p1上升到p2时，Q = 0；W = 0:？U = 0 .10.当理想气体在一定压力下绝热膨胀时，回答:D (a)焓总是恒定的，(b)内能总是增加，(c)内能总是增加，(d)内能总是减少 11.为了通过节流膨胀达到制冷的目的，节流操作应控制在以下条件下: B 第1页，共43页 物理和化学的研究一直在重复 (一)？？(？t？t？零点(摄氏度)？？()H=0(D)不被考虑？？p？p？p的值 12.如果一定量的理想气体从相同的初始状态压力p1可逆地膨胀到压力 p2，则它等温膨胀 终态体积与绝热膨胀终态体积之间的关系是:答:A(A)前者大于后者(b)前者小于后者(c)二者之间没有关系(d)二者相等 13.1摩尔单原子理想气体，从273千帕到200千帕初始状态，通过pt = c(常数) 如果逆方法被压缩到400千帕的最终状态，那么？U= -1702J .
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
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 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=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V 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 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 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C 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：33 714.015 .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，
天津大学物理化学下册知识点归纳
第七章电化学 一、法拉第定律 Q=Zfξ 通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘 积。其中F=L e ，为法拉第常数，一般取F=96485C·mol 近似数为965000C·mol。 二、离子迁移数及电迁移率 电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电，即正、负离子分别承担导电的任务。但是，溶液中正、负离子导电的能力是不同的。为此，采用正（负）离子所迁移的电量占通过电解质溶液总电量的分数来表示正（负）离子导电能 力，并称之为迁移数，用t + ( t - ) 表示， 即 正离子迁移数 t +=Q + /(Q + +Q-)=v + /(v + +v-)=u + /( u + +u - ) 负离子迁移数 t _ =Q - /(Q + +Q-)=v - /(v + +v-)=u - /( u + +u - ) 上述两式适用于温度及外电场一 定而且只含有一种正离子和一种负离 子的电解质溶液。式子表明，正（负） 离子迁移电量与在同一电场下正、负 离子运动速率v + 与v-有关。式中的 u + 与u - 称为电迁移率，它表示在一 定溶液中，当电势梯度为1V·m-1时 正、负离子的运动速率。 其电解质溶液中含有两种以上正 （负）离子时，则其中某一种离子B 的迁移数计算式为 t Bz+ = B B B Q Q 三、电导、电导率、摩尔电导率 1.电导 电阻的倒数称为电导，单位为S
（西门子）。 G=1/R 2.电导率 电极面积为1 ，电极间距为1 时溶液的电导，称为电导率，单位为 G=1/R=S A κ/l 3.摩尔电导率 在相距为单位长度的两平行电极之间，放置有1 电解质溶液时的电导，称为摩尔电导率，单位是S ·m 2 ·mol -1 。 m Λ=c /κ 4摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系式 （1）柯尔劳施（Kohlrausch ）公式 m Λ=∞ Λm —A c 式中∞ Λm 是在无限稀释条件下溶 质的摩尔电导率；c 是电解质的体积摩尔浓度。在一定温度下对于指定的溶 液，式中A 和∞Λm 皆为常数。此式中适用与强电解质的稀溶液。 （2）柯尔劳施离子独立运动定律 ∞Λm =v +∞+Λ，m +v -∞ -Λ，m 式v + 及v - 分别为正、负离子的 计量系数；∞+Λ，m 及∞ -Λ，m 分别为在无限 稀释条件下正、负离子的摩尔电导率。此式适用与一定温度下的指定溶剂中，强电解质或弱电解质在无限稀释时摩尔电导率的计算。 四、电解质的平均离子活度、平均离子活度因子及德拜—休克尔极限 公式 1.平均离子活度 α±def (- -++v v αα) 2.平均离子活度因子 ±γdef (v v v /1)(--++ γγ 3．平均离子质量摩尔浓度 b ±def (b + +v b --v ) 1/v 4．离子活度
天大物理化学(第五版)课后习题答案
天津大学物理化学（第五版）习题答案 32．双光气分解反应为一级反应。将一定量双光气迅速引入一个 280 oC 的容器中， 751 s 后测得系统的压力为 2.710 kPa；经过长时间反应完了后系统压力为 4.008 kPa。 305 oC 时重复试验，经320 s 系统压力为 2.838 kPa；反应完了后系统压力为 3.554 kPa。求活化能。 解：根据反应计量式，设活化能不随温度变化 33．乙醛 (A) 蒸气的热分解反应如下 518 oC 下在一定容积中的压力变化有如下两组数据： 纯乙醛的初压100 s 后系统总压 53.32966.661 26.66430.531 (1)求反应级数，速率常数； (2) 若活化能为，问在什么温度下其速率常数为518 oC 下的 2 倍：
解：（ 1）在反应过程中乙醛的压力为，设为n级反应，并令m = n -1，由于在两组实验中kt 相同，故有 该方程有解 ( 用 MatLab fzero 函数求解 ) m = 0.972，。反应为2级。速率常数 （3）根据 Arrhenius 公式 34．反应中，在 25 oC 时分别为和 ，在 35 oC 时二者皆增为 2 倍。试求： （1）25 oC 时的平衡常数。 （2）正、逆反应的活化能。 （3）反应热。 解：（ 1）
（2） （3） 35．在 80 % 的乙醇溶液中， 1-chloro-1-methylcycloheptane 的水解为一级反应。测得不同温度 t 下列于下表，求活化能和指前因子A。 0253545 解：由 Arrhenius 公式，，处理数据如下 3.6610 3.3540 3.2452 3.1432 -11.4547-8.0503-6.9118-5.8362
天津大学物理化学第五版下答案word资料25页
第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？ 解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2 （g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010n RT V p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则：n 迁移(1 2 Pb 2+)= n 电解前(12 Pb 2+)+ n 电解(12 Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? n 迁移(12 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol 解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。 显然阳极区溶液中3NO - 的总量的改变如下： n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO - ) 则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO - )
天津大学《物理化学》第四版_习题及解答
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 ?C，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 ?C、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 ?C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 ?C时溶液的电导率为。一电导池中充
物理化学(天津大学第五版)课后习题答案
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 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=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V 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 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 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C 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：33 714.015 .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 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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℃，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 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1
天津大学第五版物理化学下册习题解答
天津大学第五版物理化学下册习题解答 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 及自由度数F ： (1)I 2（s ）与其蒸气成平衡； (2)CaCO 3（s ）与其分解产物CaO （s ）和CO 2（g ）成平衡； (3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡； (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡； (5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡（凝聚系统）。 解：（1） S-R-R '=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1 （2） S-R-R '=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1 （3） S-R-R '=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1 （4） S-R-R '=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2 （5） S-R-R '=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2 6-2 常 见 的 ) (32s CO Na 水合物有 )(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ???和 （1）101.325kPa 下，与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？ （2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？ 解 系统的物种数S=5， 即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ???和。 独立的化学反应式有三个： )()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ?=+
天津大学第五版 物理化学 第六章课后答案完整版
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） I 2 (s)与其蒸气成平衡； （2） CaCO 3(s)与其分解产物CaO(s)和CO 2 (g)成平衡； （3） NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3 (g)和H 2 S(g)成平衡； （4）取任意量的NH 3(g)和H 2 S(g)与NH 4 HS(s)成平衡。 （5） I 2作为溶质在两不互溶液体H 2 O和CCl 4 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℃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 ℃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，每个组分服从拉乌尔定律，因此 （2 ）系统代表点，根据杠杆原理 mol . n mol . n n) . . ( n) . . ( . n n n) x x ( n) x y( l g l g g l l l, B o,B g o,B g,B 784 3 216 1 25 3 3 4556 5 = = - = - = + - = - 6.3 单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。