普通化学第四章课后习题解答
第四章化学平衡原理参考答案
P 68~69综合思考题：
解：①根据θ
θm
f B m r H v H ?=?∑（其中B v 对生成物取正值，反应物取负值）有： ),()1(),()1(),(),(2
g B H g A H g E H g D H H m f m f m f m f m r θ
θθθθ?-+?-+?+?=?
=2×（-4RT 1）+(-2.606RT 1)+3.5RT 1+2.5RT 1 =-4.606RT 1
同理：),()1(),()1(),(),(2g B S g A S g E S g D S S m m m m m r θ
θθθθ-+-++=?
=2×（0.25RT 1）+(0.5RT 1)-0.3RT 1-0.7RT 1 =0.0
根据吉“布斯－赫姆霍兹”方程θ
θθm
r m r m r S T H G ?-?=?有： 31100.0298606.4-??--=?RT G m r θ
=-4.606RT 1×10-3（kJ.mol -1）<0 ∴反应正向自发。
②根据θθ
K RT G m r ln -=?有：
606.41010606.4ln 3
13
1=??--=?-=--RT RT RT G K m r θ
θ
K θ=100.0
③求Q ，根据]
/[]/[]
/[]/[2θ
θθθP P P P P P P P Q B A E D ??=有： ]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1010.1[]
3.101/3.1015.0[]3.101/3.1015.0[2kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa Q ??????=
=0.25 ∵Q ∴平衡向正反应方向移动 ④根据)(ln 21121 2T T T T R H K K m r ?-?=θθθ 有： 1606.4RT H m r -=?θ ，T 1=298K ，0.1001=θK ，T 2=398K ，?2=θK 将有关数据代入式子中得：)398 298298 398(298606.40.100ln 2?-??-=R R K θ 解得：K θ2=31.4 ⑤∵K θ2< K θ1，∴由T 1升至T 2平衡向逆反应方向移动（即吸热反应方向移动）。 P 70~72练习题参考答案 1、解：①-②÷2可得：222222 1)()()()()(O g CO g O H g CO CO g H g CO --+=-+ 整理后得③：)()(2 1)(222g O H g O g H =+ θ 3K 根据：方程式与平衡常数K θ的运算关系，有 方程式： 加、 减、 乘、 除、 移项 平衡常数： 乘、 除、 乘方、开方、 倒数 90.1610 4.10.22 2 1 3=?= =-θ θθ K K K 4、解：依题意； ①反应 平衡浓度： 1.0×10-2 4.0×10-2 4.0×10-2 ] [][][22θθθθc c c c c c K O H H CO C ?= 16.0] 1 100.1[] 110 0.4[]1 10 0.4[2 2 2 =????= --- ②H 2O(g)的瞬时浓度增大后，反应的转化量增加x 则： 4.0×10-2 -x 4.0×10-2+x 4.0×10-2+x 有： 16.0] 1 100.4[] 1100.4[]1100.4[2 2 2=-?+??+?=---x x x X=0.019 CO(g)与H 2(g)的最终浓度是： [CO]=[H 2]= 4.0×10-2+0.019 =0.059mol.L -1 ③反 %5.47%10010 0.4019 .02 =??- 5、解：依题意，T 温度下，该反应的标准平衡常数为： 2 ] [ ][ ][2 3θ θ θθ P P P P P P K H CO OH CH P ?= ①T 不变，总压增至原来的2倍，则各物的分压分别为2CO P 、22H P 、2OH CH P 3，有 θθ θ θP H CO OH CH P K P P P P P P Q 25.0]2[ ]2[]2[2 2 3=?= θ P P K Q <，平衡正向移动。 ②T 不变，总压降低到原来的0.5倍，则各物的分压分别为0.5CO P 、0.52H P 、0.5OH CH P 3，有： θ θ θ θP H CO OH CH P K P P P P P P Q 4]5.0[ ]5.0[ ] 5.0[2 2 3=?= θ P P K Q >，平衡逆向移动。 6、 解：依题意；根据： )(303.2lg 2 112298500T T T T R H K K K K ?-?=θθθ )500298298500(314.8303.21031310 37.1lg 348 500?-??-=?θK K =-22.16 2348 5001089.610 37.1-?=?θ K K 255001043.9?=θ K 7、解：依题意，忽略温度对△H θ的影响， 根据： )(303.2lg 2 11212T T T T R H P P vap ?-?=θ )352352 (314.8303.2102.423.1010.60lg 2 23T T ?-??= 解之得： T 2=339.7K 8、解：①-②×2得 -+ -+--+=--OH NH OH Mg O H NH s OH Mg 22222)()(42232 整理得：O H NH Mg NH s OH Mg 2324222)()(?+=+++ ---③ ∴反应③=①-②×2 根据：方程式与平衡常数K θ的运算关系，有 方程式： 加、 减、 乘、 除、 移项 平衡常数： 乘、 除、 乘方、开方、 倒数 ∴θ3K 与θ1K 、θ2K 的关系为：221 3) (θθθ K K K = 9、解：依题意： （1）①求△H θ(298K)、 θ θθθ),(),(),(298326s CaCO g CO s CaO K H H H H ?-?+?=? =（-635.1）+（-393.5）-（-1206.9） = -1028.6+1206.9 =178.3（kJ.mol -1） 求△S θ(298K)、 θ θθθ),(),(),(298326s CaCO g CO s CaO K S S S S -+=? =39.7+213.6-92.9 =160.4(J.K -1.mol -1) =0.1604(kJ.K -1.mol -1) 求△G θ(298K)、 θ θθ298 298298S T H G ?-?=? =178.3-298×0.1604 =178.3-47.80 =130.50(kJ.K -1.mol -1) 根据 θθK RT G T ln )(-=?求K θ 67.52298 314.81050.130298ln 3298-=??-=??- =R G K K θθ 231033.1-?=θK 根据：θ θP CO P K ) (2= ，)(2CO P K P =得 θθ θP K P CO P K P == )(2 1001033.123??=?=-θθP K K P 211033.1-?= CO 2的平衡分压为： k P a K CO P p 2121033.1)(-?== （2） 根据θθ S H T ??=转，求分解反应的自发温度 )(60.11114 .160103.1783 K T =?= 转 根据ΔG θ(T)≈ΔH m θ(298.15K)-T ΔS m θ(298.15K) θθθK K K S T H G 2982986.1111??-?≈? = 178.3 -1111.60×0.1604 = -6.4×10-4 53429810925.660 .1111314.810104.660.1111ln --?=???--=??-=R G K K θθ K θ=1.00 根据θ θP P K CO )(2= ，求CO 2的分压： kPa P K P CO 1001001)(2=?=?=θθ （3）θP P K Q RT G ln =?，若通过减少CO 2分压，使分解反应能在（298K ）下自发进行，θ P P K Q <，从（1）计算结果有：Q P <1.33×10-21 解得应控制的分压为：kPa CO P 2121033.1)(-?< 10、 （1）B 。解：反应[)(2)()(22g HBr g Br g H =+]÷2得： )()(2 1 )(2122g HBr g Br g H =+ 移项得：反应)(2 1 )(21)(22g Br g H g HBr += 根据：方程式与平衡常数K θ的运算关系，有 方程式： 加、 减、 乘、 除、 移项 平衡常数： 乘、 除、 乘方、开方、 倒数 ∴反应)(2 1 )(21)(22g Br g H g HBr += 的 2 1 10 411-?= =θ θK K 故应选B 、 2 10 41-? （2）C 。解：根据12.373-?-=?mol kJ H m θ ，可知反应 )()(2/1)()(22g CO g N g CO g NO +=+是放热反应，而从反应时也可看出 正反应是气体摩尔数减少的反应，故欲取得有毒气体NO 和CO 的最大转化率，应使反应向正反应方向移动，即降温加压利于平衡向正向移动，所以应选C 、低温高压。 （3）A 。解：依题意；给定可逆反应：当升温，T 2-T 1>0，12K K > 根据 )(303.2lg 211 212T T T T R H K K ?-?= 有 有：0lg 1 2 >K K ∴ 反应△H>0，故应选A 、△H>0 （4） ①解：依题意，T 温度下，该反应的平衡常数为： 3 222 3)] ([)]([)]([H P N P NH P K P ?= ------ ⑴ 3 222 3)]([)]([)]([H c N c NH c K C ?= -----⑵ 3 222 3]/)([]/)([]/)([θθθθ P H P P N P P NH P K ?= -----⑶ ②根据nRT PV =有：cRT RT V n P == -----⑷ 将⑷代入⑴得：K P 和K C 键的关系为： = ?=32223)]([)]([)]([H P N P NH P K P 3222 3])([])([])([RT H c RT N c RT NH c ???? 2 3123 2223)()()]([)]([)]([---?=??=RT K RT H c N c NH c C 2)(-?=RT K K c P ③根据3 222 3] /)([]/)([]/)([θθθθ c H c c N c c NH c K ?=， 2213)()(c K c K K C C ?=?=-+θθ ∵c θ=1mol.L -1 ∴K C 和K θ的关系为：C K K =θ 再根据3 222 3] /)([]/)([]/)([θθθθ P H P P N P P NH P K ?= 2213)()(θθθP K P K K P P ?=?=-+ ∵P θ=100kPa ∴K P 和K θ的关系为：2)(θθP K K P ?= （5）解：反应-+ +=+OH NH O H NH 423减去反应-++=OH H O H 2得以下反应： ++=+43NH H NH 故根据：方程式与平衡常数K θ的运算关系，有 θθ θ W b K K K = （6）解：根据θC C K Q RT G ln =?，当△G<0平衡向右移动，故反应达平衡后，若使平衡向右移动，应满足的关系为：θ C c K Q <。 （7） ①解：计算Q c 6.1]050 .0[]020.0[]040 .0[)]([)]([)]([2 222=?=?=O c N c NO c Q c 比较c Q 与c K ，∵10.06.1=>=c C K Q ∴平衡向逆反应（左）方向移动。 ②在该温度下使反应保持平衡态，应满足的条件是：C c K Q =。 （8）若要提高A 、B 的转化率，应采取的措施是降温加压。理由同本大题的第（2） 小题。 （9）增大；不变。因为引进水蒸气后，系统的总压不变，相当于各组分的分压减小， 平衡向气体摩尔数增大的方向移动，故乙烯的产率增大。当引入水蒸气后，使系统的总压增加，但各组分的分压不变，故乙烯的产率不变。 （10）θ θ21K K >。根据][ln 21121 2T T T T R H K K m ?-??=θθθ ∵0 m H ，当T 1↗T 2时，012>-=?T T T 0][ln 21121 2 T R H K K m θθθ ∴θθ12K K <，即θ θ2 1K K > 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 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 ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 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:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n 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(溶液就是电中性的)。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(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电 普通化学第五版 第一章习题答案 1.答案（1-）（2-）（3+）（4-） 2.答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d） 3.答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容 4..答案：根据已知条件列式 1 3226 1000J m o l 1 1 0.5g [4.18J g K 1 122g m o l 1209g C b ]( 298.59 296.35) K C b=849J.mol -1 5.答案：获得的肌肉活动的能量= 180 3.8g 1 2820 kJ mol 1 g mol 30% 17.8kJ 6.答案：设计一个循环3×Fe ( ) 2 ( ) × 3 2O s Fe s 3 2 Fe3O4 s 3 FeO( s) × 2 ( ) （-58.6）+2(38.1)+6 q =3(-27.6) p q p 3( 27.6) ( 58.6) 6 2(38. 1) 16.7kJ mol 1 7.答案：由已知可知ΔH=39.2 kJ.mol -1 ΔH=ΔU+Δ（PV）=ΔU+PΔ V w ‘=-PΔV= -1 ×R×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-PΔV=39.2-2.9=36.3kJ 8.下列以应（或过程）的q p 与 q v 有区别吗？简单说明。 （1）2.00mol NH 4HS 的分解 25℃ NH 4HS(s) NH3(g)＋H2S(g) （2）生成 1.00mol 的HCl 25℃ H2(g)＋Cl2(g) 2HCl(g) （3）5.00 mol CO 2(s)（干冰）的升华 －78℃ CO2(s) CO2(g) 第四章 电化学与金属腐蚀 1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号） （1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有3mol dm -?4CuSO 溶液的烧杯中，另一根插入盛有13mol dm -?4CuSO 溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连接起来，可以组成一个浓差原电池。 （+） （2）金属铁可以置换2Cu +，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。 （-） （3）电动势E （或电极电势?）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而平衡常数K θ的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。 （+） （4）钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。 （+） （5）有下列原电池： 若往4CdSO 溶液中加入少量2Na S 溶液，或往4CuSO 溶液中加入少量425CuSO H O ?晶体，都会使原电池的电动势变小。 （-） 2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内） （1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行： 它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （b ） （a ）23Sn Fe ++和 （b ）2227Cr O Sn -+和 （c ）34Cr Sn ++和 （d ）2327Cr O Fe -+和 （2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液2()100p H kPa =????设应为 （b ） （a ）30.1mol dm HCl -? （b ）330.10.1mol dm HAc mol dm NaAc --?+? （c ）30.1mol dm HAc -? （d ）3340.1mol dm H PO -? （3）在下列电池反应中 当该原电池的电动势为零时，2Cu +的浓度为 （b ） （a ）2735.0510mol dm --?? （b ）2135.7110mol dm --?? 四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。 普通化学第五版 第一章 习题答案 1. 答案（1-）（2-）（3+）（4-） 2. 答案（1c ）（2d ）（3a ）（4d ）（5abd ）（6ad ）（7d ）（8d ） 3. 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容 4..答案：根据已知条件列式 K C g K g J g mol g mol J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261 11 1-+???-=????----- C b =849J.mol -1 5.答案：获得的肌肉活动的能量=kJ mol kJ mol g g 8.17%3028201808.311 =????-- 6. 答案：设计一个循环 3× )(2)(32s Fe s O Fe →×3 →)(243s O Fe )(3s FeO ×2 （-58.6）+2(38.1)+6p q =3(-27.6) 17.166 ) 1.38(2)6.58()6.27(3-?-=----= mol kJ q p 7.答案：由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol -1 ΔH=ΔU+Δ（PV ）=ΔU+P ΔV w ‘=-P ΔV= -1×R ×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-P ΔV=39.2-2.9=36.3kJ 8.下列以应（或过程）的q p 与q v 有区别吗？ 简单说明。 （1）2.00mol NH 4HS 的分解 NH 4HS(s) NH 3(g)＋H 2S(g) （2）生成1.00mol 的HCl H 2(g)＋Cl 2(g) 2HCl(g) （3）5.00 mol CO 2(s)（干冰）的升华 CO 2 (s) CO 2 (g) （4）沉淀出 AgNO 3(aq)＋NaCl(aq) AgCl(s)＋NaNO 3(aq) 9.答案：ΔU-ΔH= -Δ（PV ）=-Δn g RT (Δn g 为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ (2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T= 0 (3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T= 0 10.（1）4NH 3(g)+3O 2(g) = 2N 2(g) +6H 2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol -1 （2）C 2H 2(g) + H 2(g) = C 2H 4(g) 答案 -174.47kJ.mol -1 （3）NH 3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol -1 写出离子反应式。产物是NH 4+(aq) （4）Fe(s) + CuSO 4(aq) 答案 -153.87kJ.mol -1 25℃ 25℃ －78℃ 25℃ 关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 第一章两个容积均为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， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度 t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据； 普通化学 （第三版）习题答案 中国农业大学 无机及分析化学教研组编 第一章 分散系 1.1 （1） 溶液的凝固点下降 （2） 土壤溶液浓度过大，渗透压大于植物根细胞液的渗透压 （3） 溶液的凝固点下降 1.2 沸点不断上升，至溶液达到饱和后，沸点恒定； 蒸气凝结温度恒定，等于溶剂的沸点。 1.3 % 6.1) O H (/1)O H () O H () O H ()O H ()O H ()O H (kg mol 91.097.0% mol kg 034.0/%0.3)O H (1)O H (/)O H ()O H (L mol 88.0mol 34g L g 1000%0.3) O H ()O H ()O H (2222222222221 -1 -2222222 21 -1 --1 222222=+= += ?=?=-=?=???= = M b b n n n x w M w b M w c ρ 1.4 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液 1.5 b = 1.17 mol ?kg -1 ?T b = K b b = 0.52K ?kg ?mol -1?1.17 mol ?kg -1 = 0.61K T b = 373.76K = 100.61℃ ?T f = K f b = 1.86K ?kg ?mol -1?1.17 mol ?kg -1 = 2.18K T f = 270.87K = - 2.18 1.6 π = cRT = RT V M m / 1 -4-1 -1 mol g 100.2kPa 499.0L 10.0K 300K mol L 8.31kPa g 40.0??=??????= =π V mRT M 1.7 21:2: 30 12 80.3 : 1610.2 : 15.9= 化合物中C 、H 、O 原子数比为21：30：2 1 --1 A b B f mol g 3105.00g 0.33K g 100.0mol kg K 12.5?=????= ?= m T m K M 故该化合物的化学式为C 21H 30O 2 1.8 1 -B 2B B 22222m o l g 4.342)O H (/) O H (} CO )NH {(/}CO )NH {(?=∴= M m M m m M m 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 ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 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 10010 n 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(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电 第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2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Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4 第七章沉淀反应参考答案 P 142【综合性思考题】： 给定体系0.02mol/LMnCl 2溶液(含杂质Fe 3+)，经下列实验操作解答问题。（已知K θSPMn(OH)2=2.0×10-13，K θSPMnS =2.5×10-13，K θbNH3=1.8×10-5，K θaHAc =1.8×10-5 ①与0.20mol/L 的NH 3.H 2O 等体积混合，是否产生Mn(OH)2沉淀？ 解：等体积混合后浓度减半，[Mn 2+]=0.01mol/L ，c b =[NH 3.H 2O]=0.10mol/L ∵是一元弱碱体系，且c b /K b θ>500 ∴10.0108.1][5??=?=--b b c K OH θ 又∵ 622108.101.0][][--+??=?=OH Mn Q c =1.8×10-8 > K θSPMn(OH)2=2.0×10-13 ∴ 产生Mn(OH)2沉淀。 ②与含0.20mol/L 的NH 3.H 2O 和0.2mol/LNH 4Cl 的溶液等体积混合，是否产生Mn(OH)2沉淀？ 解：混合后属于NH 3.H 2O~NH 4Cl 的碱型缓冲液体系 此时浓度减半：c b =[NH 3.H 2O]=0.2V/2V=0.1(mol.L -1) c S= [NH 4+]=0.2V/2V=0.1(mol.L -1) [Mn 2+]=0.02V/2V=0.01(mol.L -1) A 、求[OH -] 用碱型缓冲液计算式求算： s b b c c K OH ? =-θ][ 55108.11 .01.0108.1--?=??= B 、求Qc 22][][-+?=OH Mn Q c =0.01×[1.8×10-5]2 =3.24×10-12 C 、比较θ2)(,O H Mn SP K ∵13)(,100.22-?=>θO H Mn SP C K Q 故有Mn(OH)2沉淀产生。 ③与0.20mol/L 的NaAc 溶液等体积混合，是否产生Mn(OH)2沉淀？ 解：混合后属于NaAc 强碱弱酸盐组成的体系 此时浓度减半： c S= [Ac -]=0.2V/2V=0.1(mol.L -1) [Mn 2+]=0.02V/2V=0.01(mol.L -1) 此时有：Ac -+H 2O HAc+OH - A 、求[OH -] ∵c s / K θbAc->500 ∴b b c K OH ?= -θ][ 6514 1045.71.010 8.110---?=??=?=θθa s W K c K B 、求Qc 22][][-+?=OH Mn Q c 第五章物质结构基础 课后部分习题答案 8.写出下列各种离子的外层电子分布式，并指出它们各属于何种外层电子构型。 2+2+2++2-2+4+ 12.试写出下列各化合物分子的空间构型，成键时中心原子的杂化轨道类型分子的电偶极矩。（1）SiH4正四面体 SP 3μ=0 （1）H2S V字型不等性SP 3 μ≠0 （3）BCl3平面三角形 SP 2μ=0 （4）BaCl2 直线 SP μ=0 （5）PH3 三角锥不等性SP 3 μ≠0 14.下列各物质的分子之间，分别存在何种类型的作用力？ （1）H2 色散力 （2）SiH4 色散力 （3）CH3COOH 色散力+诱导力+取向力+氢键 （4）CCl4 色散力 （5）HCHO 色散力+诱导力+取向力 18.判断下列各组物质熔点的高低，并解释说明 （1）SiF4 C. p 电子绕核走“8”字 D. 电子在固定的轨道上不停地自旋 2、核外电子运动的特征是：（ ） A. 绕核高速旋转 B. 具有无穷大的动能 C. 有确定的运转轨道 D. 具有波粒二象性 3、近代原子结构理论中的原子轨道是指：（ ） A. 电子绕核运动的轨迹 B. 波函的平方2 ||ψ C. 电子云 D. 波函数ψ 4、主量子数为3的电子层中：（ ） A. 只有s 和p 轨道 B. 只有s 、p 和d 轨道 C. 只有s 轨道 D. 有s 、p 、d 和f 轨道 5、下列各组量子数取值合理的是：（ ） A. n=2 l =1 m=0 m s =0 B. n=7 l =1 m=0 m s =+2 1 C. n=3 l =3 m=2 m s =－ 21 D. n=3 l =2 m=3 m s =－2 1 6、钠原子1s 轨道能级E 1s,Na 与氢原子1s 轨道能级E 1s,H 的相对高低为：（ ） A. E 1s,Na =E 1s,H B. E 1s,Na ＜E 1s,H C. E 1s,Na ＞E 1s,H D. 无法比较 7、下列用量子数描述的、可以容纳电子数最多的电子亚层是：（ ） A. n=2,l =1 B. n=3,l =2 C. n=4,l =3 D. n=5,l =0 8、决定多电子原子系统原子轨道能级大小的量子数是：（ ） A. n 和m B. l 和m C. n 和m s D. n 和l 9、屏蔽效应所起作用是：（ ） A. 对核电荷的增强作用 B. 对核电荷的抵消作用 C. 正负离子间的吸引作用 D. 电子层的排斥作用 二、填空题 1、波函数ψ是描述 数学函数式，它和 是同义词，|ψ|2的物理意义是 ，电子云是 的形象化表示。 2、原子轨道在空间的伸展方向可用 量子数来表示。 3、原子轨道3p x 的主量子数n= ，角量子数l = 。 4、n=3，l =0的原子轨道符号是 。 5、某元素基态原子，有量子数n=4, l =0, m=0的一个电子，有n=3, l =2的10个电子，该原子的价层电子构型为 ，位于周期表第 周期 族 区。 6、试写出27号元素Co 原子核外电子排布式 ，Co 2+的核外电子排布式 。 7、Cl 、Mg 、Si 三原子相比，原子半径由小到大的顺序为 ，最高氧化数由低到高的顺序为 ，第一电离能由低到高的顺序为 。 8、一般说来，自由原子中电子的能量与其量子数 有关。 第十一章化学动力学 1. 反应为一级气相反应，320 oC时。问在320 oC加热90 min的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：的分解分数为11.2% 2. 某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。 解：同上题， 答：还剩余A 1.56%。 3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：反应掉50%需时19.4 min。 4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应 的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 0 30 60 90 130 180 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 解：数据标为 0 30 60 90 130 180 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283 拟合公式 蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与 A反应。数据如下： 0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.75 18.5 14.0 7.3 4.6 解：反应方程如下 根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 0 1 2 3 4 6 8 4.930 3.560 2.575 1.850 1.400 0.730 0.460 0 -0.3256 -0.6495 -0.9802 -1.2589 -1.9100 -2.3719 。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对 于二级反应又应为多少？ 解：转化率定义为，对于一级反应， 对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为 22.732 kPa，求。 解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的 气相反应，可以用分压表示组成： 第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r ) 第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热 。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1） (2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源 吸热 向高温热源 放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给 低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种 情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加 热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 第七章化学反应动力学 1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与 ，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。 解： ∴，， 2．甲醇的合成反应如下： CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH 已知，求，各为多少? （答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1） 解：， 3．理想气体反应2N2O5→ 4NO2＋O2，在298.15 K的速率常数k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。(1)计算在298.15K、、12.0 dm3的容 器中，此反应的和即各为多少?(2)计算在(1)的反应条件下，1s内被分解的N2O5分子数目。（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm-3·s-1 （2）1.01×1018） 解：（1）mol·dm-3 mol·dm-3·s-1 ∴mol·dm-3·s-1 （2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子 4．已知每克陨石中含238U 6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm" SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U → 206Pb＋84He由 实验测得238U的半衰期为＝4.51×109 y，试求该陨石的年龄。（答案：2.36×109年） 解：每克陨石中含He： mol 最开始每克陨石中含238U的量： mol 现在每克陨石中含238U的量： mol 衰变速率常数： ∴ 5．303.01 K时甲酸甲酯在85%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53 mol-1·L·s-1。 (1) 若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L-1，试求半衰期。 (2 )若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。 （答案：220.8，82.36s） 解：(1) 甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化为纯二级反应速率方程形式： 第一章 1． 混合理想气体中组分 A 和 B 的分压比 等于 它们的分体积比 , 等于 题目的物 质的量之比 . 2．在工业上常用减压蒸馏，以增大蒸馏速度，并避免物质分解，减压蒸馏所依据的原理（A ） A ．液相的沸点降低 B ．液相的蒸汽压增大 C ．液相温度升高 D.气相温度降低 3．温度为T 的混合理想气体中的A 的分压，分体积及物质的量依次为P ，V ，n 那么它们应满足气态方程PV=nRT. （ 错 ) 4 100kp, 537k 的水蒸汽可近似看成理想气体，当使压强增大时，体积减小，当压强增大某 值时，体积虽然减小而压强不再增大，体积继续减小到某值时，即使再增大压强体积 都不在缩小。试解释该变化过程 解答：当压强增大时，气体的体积减小，当压强增大到相应温度的蒸汽压时，开始出现液 相，并建立起二相平衡。当温度不变时，液相的蒸汽压不变，因此，继续施压，则只使体积减小，而气相的压强不在增大。直到气相完全转化为液相。由于液相很难 压缩。因此，即使压强增大很多，而体积基本不变。 5.一个容积为40L 的氮气钢瓶，在22.5℃时，使用前压力为12.77MPa ，使用后压力降为10.20MPa,试计算总共使用了多少千克氮气？ 解答：由于反应前后温度和体积不变，则使用前后氮气的压力和物质的量成正比。 2 1P P = 2 2n n ，则1n -2n /i n =1p -2p /i p 而2n = RT v p i ,△n =1p -i p /1p *1n 即△n =12.77-10.2MPa/10.2MP*(10.2Pa*40L)/8.314J.moL 1_.K 1_*295K =41.8 moL 所以放氮气m =△n *2 N M =41.8*28.0*103_kg.moL 1_=1.17kg 第二章 1． 海水鱼放在淡水中 , 由于产生 溶血 现象而死亡 , 这是因为鱼细胞的渗透压大于 淡水的渗透压所致 . 2．胶体溶液中，决定溶胶电性的物质是（B ） A ．胶团 B ．电位离子 C ．反电子 D ．胶粒 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。 解：用理想气体状态方程计算 气（附录七） 用van der Waals计算，查表得知，对于N 2 ，用MatLab fzero函数求得该方程的解为 也可以用直接迭代法，，取初值 ，迭代十次结果 1.16 25 ?C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138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 ?C，使物理化学课后答案
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