第一章 题解答 物理化学

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物理化学第一章课后答案

物理化学第一章课后答案

物理化学核心教程(第二版)参考答案第一章气体一、思考题1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状采用了什么原理答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。

采用的是气体热胀冷缩的原理。

2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。

试问,这两容器中气体的温度是否相等答:不一定相等。

根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。

3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气,两球中间用一玻管相通,管中间有一汞滴将两边的气体分开。

当左球的温度为273 K,右球的温度为293 K时,汞滴处在中间达成平衡。

试问:(1)若将左球温度升高10 K,中间汞滴向哪边移动(2)若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动答:(1)左球温度升高,气体体积膨胀,推动汞滴向右边移动。

(2)两球温度同时都升高10 K,汞滴仍向右边移动。

因为左边起始温度低,升高10 K所占比例比右边大,283/273大于303/293,所以膨胀的体积(或保持体积不变时增加的压力)左边比右边大。

4. 在大气压力下,将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中,达保温瓶容积的左右,迅速盖上软木塞,防止保温瓶漏气,并迅速放开手。

请估计会发生什么现象答:软木塞会崩出。

这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀,当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起,大于外面压力时,就会使软木塞崩出。

如果软木塞盖得太紧,甚至会使保温瓶爆炸。

防止的方法是灌开水时不要太快,且要将保温瓶灌满。

5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时,不断升高平衡温度,这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化答:升高平衡温度,纯物的饱和蒸汽压也升高。

但由于液体的可压缩性较小,热膨胀仍占主要地位,所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。

而蒸汽易被压缩,当饱和蒸汽压变大时,气体的摩尔体积会变小。

随着平衡温度的不断升高,气体与液体的摩尔体积逐渐接近。

物理化学第一章课后习题解答

物理化学第一章课后习题解答

1.12 CO2 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× 10-3 m3 .mol-1 ,T=313.15K CO2 的范德华常数 a=364× 10-3 /Pa.m3 .mol-2 , b =42.67× 10-6 m3 .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=40530kPa N2 的范德华常数 a=140.8× 10-3 /Pa.m3 .mol-2 , b =39.13× 10-6 m3 .mol-1 =0.05603 m3 .mol-1
第一章
习题解答
1.1 物质的体膨胀系数α V 与等温压缩率κ T 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 (C2 H3 Cl) 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=121600300/8.314300.13 (mol)=14618.6mol m=14618.662.5/1000(kg)=913.66 kg t=972.138/90(hr)=10.15hr 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(Mw=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 =101.32516/8.314273.15(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℃, 13.33kPa 的某碳氢化合物气体, 则总质量为 25.0163g。 -3 试估算该气体的摩尔质量。水的密度按 1 g.cm 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 Mw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6 ) Mw =30.51(g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 n 次后, , 操作 1 次后, ,重复三次, ,V,T 一定, 故

《物理化学》课后习题第一章答案

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习题解答第一章1. 1mol 理想气体依次经过下列过程:(1)恒容下从25℃升温至100℃,(2)绝热自由膨胀至二倍体积,(3)恒压下冷却至25℃。

试计算整个过程的Q 、W 、U ∆及H ∆。

解:将三个过程中Q 、U ∆及W 的变化值列表如下:过程 QU ∆ W(1) )(11,初末T T C m V - )(11,初末T T C m V -0 (2)(3) )(33,初末T T C m p - )(33,初末T T C m v - )(33初末V V p -则对整个过程:K 15.29831=末初T T = K 15.37331==初末T T Q =)(11,初末-T T nC m v +0+)(33,初末-T T nC m p=)初末33(T T nR -=[1×8.314×(-75)]J =-623.55JU ∆=)(11,初末-T T nC m v +0+)(33,初末-T T nC m v =0W =-)(33初末V V p -=-)初末33(T T nR - =-[1×8.314×(-75)]J =623.55J因为体系的温度没有改变,所以H ∆=02. 0.1mol 单原子理想气体,始态为400K 、101.325kPa ,经下列两途径到达相同的终态:(1) 恒温可逆膨胀到10dm 3,再恒容升温至610K ; (2) 绝热自由膨胀到6.56dm 3,再恒压加热至610K 。

分别求两途径的Q 、W 、U ∆及H ∆。

若只知始态和终态,能否求出两途径的U ∆及H ∆?解:(1)始态体积1V =11/p nRT =(0.1×8.314×400/101325)dm 3=32.8dm 3 W =恒容恒温W W +=0ln12+V V nRT=(0.1×8.314×400×8.3210ln +0)J =370.7JU ∆=)(12,T T nC m V -=[)400610(314.8231.0-⨯⨯⨯]J =261.9J Q =U ∆+W =632.6J H ∆=)(12,T T nC m p -=[)400610(314.8251.0-⨯⨯⨯]=436.4J (2) Q =恒压绝热Q Q +=0+)(12,T T nC m p -=463.4J U ∆=恒压绝热U U ∆+∆=0+)(12,T T nC m V -=261.9J H ∆=恒压绝热H H ∆+∆=0+绝热Q =463.4J W =U ∆-Q =174.5J若只知始态和终态也可以求出两途径的U ∆及H ∆,因为H U 和是状态函数,其值只与体系的始终态有关,与变化途径无关。

《物理化学》课后习题第一章答案

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习题解答第一章1. 1mol 理想气体依次经过下列过程:(1)恒容下从25℃升温至100℃,(2)绝热自由膨胀至二倍体积,(3)恒压下冷却至25℃。

试计算整个过程的Q 、W 、U ∆及H ∆。

解:将三个过程中Q 、U ∆及W 的变化值列表如下:过程 QU ∆ W(1) )(11,初末T T C m V - )(11,初末T T C m V -0 (2)(3) )(33,初末T T C m p - )(33,初末T T C m v - )(33初末V V p -则对整个过程:K 15.29831=末初T T = K 15.37331==初末T T Q =)(11,初末-T T nC m v +0+)(33,初末-T T nC m p=)初末33(T T nR -=[1×8.314×(-75)]J =-623.55JU ∆=)(11,初末-T T nC m v +0+)(33,初末-T T nC m v =0W =-)(33初末V V p -=-)初末33(T T nR - =-[1×8.314×(-75)]J =623.55J因为体系的温度没有改变,所以H ∆=02. 0.1mol 单原子理想气体,始态为400K 、101.325kPa ,经下列两途径到达相同的终态:(1) 恒温可逆膨胀到10dm 3,再恒容升温至610K ; (2) 绝热自由膨胀到6.56dm 3,再恒压加热至610K 。

分别求两途径的Q 、W 、U ∆及H ∆。

若只知始态和终态,能否求出两途径的U ∆及H ∆解:(1)始态体积1V =11/p nRT =(0.1×8.314×400/)dm 3=32.8dm 3 W =恒容恒温W W +=0ln12+V V nRT=(0.1×8.314×400×8.3210ln +0)J =370.7JU ∆=)(12,T T nC m V -=[)400610(314.8231.0-⨯⨯⨯]J =261.9J Q =U ∆+W =632.6J H ∆=)(12,T T nC m p -=[)400610(314.8251.0-⨯⨯⨯]=436.4J (2) Q =恒压绝热Q Q +=0+)(12,T T nC m p -=463.4J U ∆=恒压绝热U U ∆+∆=0+)(12,T T nC m V -=261.9J H ∆=恒压绝热H H ∆+∆=0+绝热Q =463.4J W =U ∆-Q =174.5J若只知始态和终态也可以求出两途径的U ∆及H ∆,因为H U 和是状态函数,其值只与体系的始终态有关,与变化途径无关。

物理化学第一章习题及答案

物理化学第一章习题及答案

物理化学第⼀章习题及答案第⼀章热⼒学第⼀定律⼀、填空题1、⼀定温度、压⼒下,在容器中进⾏如下反应:Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)若按质量守恒定律,则反应系统为系统;若将系统与环境的分界⾯设在容器中液体的表⾯上,则反应系统为系统。

2、所谓状态是指系统所有性质的。

⽽平衡态则是指系统的状态的情况。

系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到平衡、平衡、平衡和平衡。

3、下列各公式的适⽤条件分别为:U=f(T)和H=f(T)适⽤于;Q v =△U 适⽤于;Q p =△H 适⽤于;△U=dT nC 12T T m ,v ?适⽤于;△H=dT nC 21T T m ,P ?适⽤于;Q p =Q V +△n g RT 适⽤于;PV r=常数适⽤于。

4、按标准摩尔⽣成焓与标准摩尔燃烧焓的定义,在C (⽯墨)、CO (g )和CO 2(g)之间,的标准摩尔⽣成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。

标准摩尔⽣成焓为零的是,因为它是。

标准摩尔燃烧焓为零的是,因为它是。

5、在节流膨胀过程中,系统的各状态函数中,只有的值不改变。

理想⽓体经节流膨胀后,它的不改变,即它的节流膨胀系数µ= 。

这是因为它的焓。

6、化学反应热会随反应温度改变⽽改变的原因是;基尔霍夫公式可直接使⽤的条件是。

7、在、不做⾮体积功的条件下,系统焓的增加值系统吸收的热量。

8、由标准状态下元素的完全反应⽣成1mol 纯物质的焓变叫做物质的。

9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进⾏, 系统温度由T 1升⾼到T 2,则此过程的焓变零;若此反应在恒温(T 1)、恒压和只做膨胀功的条件下进⾏,则其焓变零。

10、实际⽓体的µ=0P T H,经节流膨胀后该⽓体的温度将。

11、公式Q P =ΔH 的适⽤条件是。

12、若某化学反应,只做体积功且满⾜等容或等压条件,则反应的热效应只由决定,⽽与⽆关。

13、常温下,氢⽓经节流膨胀ΔT 0;W 0;Q 0;ΔU 0;ΔH 0。

物理化学 答案 第一章_习题解答

物理化学 答案 第一章_习题解答
1-2 1mol 理想气体从 25K、1.00×105Pa 经等容过程和等压过程分别升温到 100K,已
-
知此气体的 Cp,m=29.10 J·K 1,求过程的ΔU、ΔH、Q 和 W 。 解: (1)等容
ΔU = n ⋅ Cv ,m (T2 − T1 ) = 1 × (29.1 − 8.314) × 75 = 1559 J ΔH = n ⋅ C p ,m (T2 − T1 ) = 1 × 29.1 × 75 = 2183 J
η = −Wr / Q1 = (T1 − T2 ) / T1 = (500 − 300) / 600 = 40%
第二个卡诺热机效率
η ′ = −Wr / Q1′ = (T1 − T2′) / T1 = (500 − 250) / 600 = 50%

η =η′
∴两个热机的效率不相同
(2)第一个热机吸收的热量: Q1 =
γ =1.4,试求 Cv,m。若该气体的摩尔热容近似为常数,试求在等容条件下加热该气体至 t2=
80℃所需的热。 解:∵ γ =
C p,m Cv , m
=
Cv , m + R Cv , m
= 1.4
∴ Cv, m =
R
γ
=
8.314 = 20.79 J ⋅ K -1 ⋅ mol-1 0.4
Qv = n ⋅ Cv ,m ⋅ ΔT = =
4
3 3 ⎧ ⎧ ⎪V1 = 5dm ⎪V2 = 6dm Q (可 ) = 0 ⎯⎯⎯⎯ → ⎨ ⎨ ⎪T1 = 298.15 K ⎪T2 = 278.15 K ⎩ ⎩
由理想气体绝热可逆过程方程式可知
T2 / T1 = (V1 / V2 ) Cv ,m =
R / Cv , m

物理化学第一章答案

物理化学第一章答案

1.
kp .
p .
12
1 8.3145×
(0 +
273.15) .
101.325 .
3 .1
=.
3 ..0.011075 ..m .
mol
1.
0.011075
101.325×10 .
10132.5 .
.53 .1
=
2.437×10 m
..
..
23 ..
16π
N 16π×
6.022 ×10
.
A ..
.
5. 解:(1) I,液-固;II,气-液;III,气-固。1,固;2,液;
3,气。
(2) 三相线,其压力为
610.5 Pa,温度为
273.16K。c点称临界点,其压力为
22.04MPa,温度
《物理化学》第
1章答案-1

1章物质的
pVT关系和热性质
基本概念
1. (1) (3)。
2. (1)分子无体积;
(2)分子间无相互作用。
3. 气。
4. 气液共存区的边界线;不稳定区的边界线。
cZ=
c
cc
RT
p V 0.375=
,得到普遍化的范德华方程
0)
22 11
.3
=[40.66 .1×8.3145×(100 +
273.15)×10 ]kJ =
37.56kJ
(忽略液体体积)
W=
0 ,
Q =ΔU .W =ΔU =
37.56kJ
3

第五版物理化学第一章习题答案

第五版物理化学第一章习题答案

第一章气体的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=101.325⨯16/8.314⨯273.15(kg/m3)=0.714 kg/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℃,13.33 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 wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)⨯8.314⨯300.15/(13330⨯100⨯10-6)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。

1.7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200 cm3容器中,直至压力达101.325 kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。

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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)=14618.6molm=14618.6⨯62.5/1000(kg)=913.66 kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.3 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=101.325⨯16/8.314⨯273.15(kg/m3)=0.714 kg/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1 g.cm-3计算。

(答案来源:)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 wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)⨯8.314⨯300.15/(13330⨯100⨯10-6) M 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=2 P1V/RT1加热后:n=P1V/RT1+ PV/RT2列方程:2 P1V/RT1=P1V/RT1+ PV/RT2+P=2 T2P1/( T1+ T2)=2⨯373.15⨯100.325/(373.15+273.15)kPa=115.47kPa1.6 0℃时氯甲烷(CH3Cl)气体的密度ρ随压力的变化如下。

试作ρ/p~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 25.3312.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660ρ/g.cm-3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200cm3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,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=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1.9 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。

H23dm3 p T N21dm3 p T⑴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,H2及N2的摩尔体积是否相同?⑶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:⑴⑵混合后,混合气体中H2及N2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C2H3Cl及C2H4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,操作n次后, ,重复三次,1.12 CO2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:,V m=0.381×10-3m3.mol-1,T=313.15KCO2的范德华常数a=364×10-3/Pa.m3.mol-2, b =42.67×10-6 m3.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 =39.13×10-6 m3.mol-1=0.05603 m3.mol-1, 利用迭代法计算可得,0.0731 m3.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。

解:根据波义尔温度T B的定义式:V m-b≈V mT B=a/(bR)1.16 25℃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=135.535 kPa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=97.758kPa 373.15K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)1.19 300K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=2.416 P r T r=1.06做图,可得P r=0.4,P=1986kPa。

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