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】
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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?60.69kpa
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