《物理化学核心教程第二版(沉文霞南京大学)最全课后习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学核心教程第二版(沉文霞南京大学)最全课后习题答案（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 气体一基本要求1 了解低压下气体的几个经验定律；2掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程；3 掌握理想气体混合物组成的几种表示方法， 注意 Dalton 分压定律和 Amagat 分体积定律的使用前提； 个人收集整理 勿做商业用途4 了解真实气体 p Vm 图的一般形状， 了解临界状态的特点及超临界流体的应用；5 了解van der WaalsH体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。 二把握学习要点的建议本章是为今后用到气体时作铺垫的， 几个经验定律在先行课中已有介绍， 这里仅是复习一下而已。 重要的是要理解理想气体的微观模型， 掌握理想气体的状态方程。 因为了解了理
2、想气体的微观模型， 就可以知道在什么情况下， 可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。 通过例题和习题， 能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握p,V,T和物质的量n几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算， 也要进行单位运算， 一开始就要规范解题方法， 为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 个人收集整理 勿做商业用途掌握 Dalton 分压定律和 Amagat 分体积定律的使用前提， 以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 个人收集整理 勿做商业用途在教师使用与 “物理化学核心教程” 配套的多媒体讲课软件讲课时， 要认真听讲，注意在Power Point动
3、画中真实气体的p Vm图，掌握实际气体在什么条件下才能液化， 临界点是什么含义等， 为以后学习相平衡打下基础。 个人收集整理 勿 做商业用途三思考题参考答案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，使球的壁变软，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。 个人收集整理 勿做商业用途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？ 个人收集整理 勿做商业用途答：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3 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球
4、中间用一根玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左边球的温度为 273 K ，右边球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。试问： 个人收集整理 勿做商业用途（1） 若将左边球的温度升高 10 K ，中间汞滴向哪边移动？（2） 若将两个球的温度同时都升高 10 K ，中间汞滴向哪边移动？答： （ 1）左边球的温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。（ 2）两个球的温度同时都升高10 K ，汞滴仍向右边移动。因为左边球的起始温度低，升高 10 K 所占的比例比右边的大， 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）左边的比右边的大。 个人收集整理
5、 勿做商业用 途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 0.7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？ 个人收集整理 勿做商业用途答：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， 在灌开水时不要灌得太快，且要将保温瓶灌满。 个人收集整理 勿做商业用途5当某个纯的物质的气、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？个人收集整理 勿做商业用途答：升高平衡温
6、度，纯物质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。 当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。 个人收集整理 勿做商业用途6 . Dalton分压定律的适用条件是什么？Amagat分体积定律的使用前提是什么？答：这两个定律原则上只适用于理想气体。 Dalton 分压定律要在混合气体的温度和体积不变的前提下， 某个组分的分压等于在该温度和体积下单独存在时的压力。 Amagat 分体积
7、定律要在混合气体的温度和总压不变的前提下，某个组分的分体积等于在该温度和压力下单独存在时所占有的体积。个人收集整理勿做商业用途7 .有一种气体的状态方程为 pVm RT bp (b为大于零的常数)，试分析 这种气体与理想气体有何不同？将这种气体进行真空膨胀，气体的温度会不会下 降？个人收集整理勿做商业用途答：将气体的状态方程改写为 p(Vm b) RT ,与理想气体的状态方程相比， 这个状态方程只校正了体积项，未校正压力项。说明这种气体分子自身的体积不 能忽略，而分子之间的相互作用力仍可以忽略不计。 所以，将这种气体进行真空 膨胀时，气体的温度不会下降，这一点与理想气体相同。 个人收集整理勿做
8、商业用途8 .如何定义气体的临界温度和临界压力？答：在真实气体的p Vm图上，当气-液两相共存的线段缩成一个点时，称这 点为临界点。这时的温度为临界温度，这时的压力为临界压力。在临界温度以上， 无论加多大压力都不能使气体液化。个人收集整理勿做商业用途9 . van der Waalst体的内压力与体积成反比，这样说是否正确？答：不正确。根据van der Waalst体的方程式，p -a- Vm b RT ,其vm中各被称为是内压力，而a是常数，所以内压力应该与气体体积的平方成反比。Vm个人收集整理勿做商业用途10 .当各种物质都处于临界点时，它们有哪些共同特性？答：在临界点时，物质的气-液界
9、面消失，液体和气体的摩尔体积相等，成为 一种既不同于液相、又不同于气相的特殊流体，称为超流体。高于临界点温度时， 无论用多大压力都无法使气体液化，这时的气体就是超临界流体。个人收集整理勿做商业用途四.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Pa和Va。若在容器中再加入一定量的理想气体 C,问Pa和Va的 变化为()个人收集整理勿做商业用途(A) Pa和VA都变大(B) Pa和VA都变小(C) Pa不变，Va变小(D) Pa变小，Va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 、
10、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nA , Pa ,VA和国，Pb,Vb ,容器中的总压为p o试判断下列公式中哪个是正确的？ ()个人收集整理 勿做商业用途(A) PAV nA RT(B) PVB (nA nB)RT(C) PAVAnA RT(D) PBVB nBRT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。个人收集整理勿做商业用途3 已知氢气的临界温度和临界压力分别为TC 33.3 K , pC 1.297 106 Pa 。有
11、一氢气钢瓶，在 298 K 时瓶内压力为 98.0 106 Pa ，这时氢气的状态为) 个人收集整理 勿做商业用途(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。 个人收集整理 勿做商业用途4在一个绝热的真空容器中，灌满留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压( A )等于零(C)小于 101.325 kPa答： ( D ) 。 饱和蒸气压是物质的本性，373 K和压力为101.325 kPa的纯水，不) 个人收集整理 勿做商业用途
12、( B )大于 101.325 kPa( D )等于 101.325 kPa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。 个人收集整理 勿做商业用途5真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理？()(A)高温、高压(B)低温、低压(C)高温、低压(D)低温、高压答： ( C) 。这时分子之间的距离很大，体积很大，分子间的作用力和分子自身所占的体积都可以忽略不计。6 在 298 K 时， 地面上有一个直径为 1 m 的充了空气的球， 其中压力为 100kPa。将球带至高空，温度降为253 K,球的直径胀大到3m,此时球内的压力为
13、()个人收集整理勿做商业用途(A) 33.3 kPa(B) 9.43 kPa(C) 3.14 kPa(D) 28.3 kPa答：(C)。升高过程中，球内气体的物质的量没有改变，利用理想气体的状 态方程，可以计算在高空中球内的压力。个人收集整理勿做商业用途n pM p2 V2RRT23p1MT2 100kPa 253Kr1P2113.14 kPaV2T1298Kr27 .使真实气体液化的必要条件是 ()(A)压力大于pc(B)温度低于Tc(C)体积等于Vm,c(D)同时升高温度和压力答：(B)。Tc是能使气体液化的最高温度，若高于临界温度，无论加多大压 力都无法使气体液化。8 .在一个恒温、容积
14、为2 dm3的真空容器中，依次充入温度相同、始态为100 kPa, 2 dm3的N2 (g)和200 kPa, 1dm3的A.(g),设两者形成理想气体混 合物，则容器中的总压力为()个人收集整理勿做商业用途(A) 100 kPa(B) 150 kPa(C) 200 kPa(D) 300 kPa答：(C)。等温条件下，200 kPa, 1dm3气体等于100 kPa, 2dm3气体，总压为p Pa Pb=100 kPa+100 kPa=200 kPa。个人收集整理勿做商业用途9 .在298 K时，往容积都等于2 dm3并预先抽空的容器A、B中，分别灌入100 g和200 g水，当达到平衡时，两
15、容器中的压力分别为Pa和Pb,两者的关系)个人收集整理勿做商业用途(A) Pa Pb(C) pA = pB(D)无法确定答：(C)。饱和蒸气压是物质的特性，只与温度有关。在这样的容器中，水 不可能全部蒸发为气体，在气-液两相共存时，只要温度相同，它们的饱和蒸气 压也应该才目等。个人收集整理勿做商业用途10.在273 K, 101.325 kPa时，CCl)的蒸气可以近似看作为理想气体。已知CCL(l)的摩尔质量为154g mol 1的，则在该条件下，CCL(l)气体的密度为()个人收集整理勿做商业用途(A) 6.87 g dm 3(B) 4.52 g dm 333(C) 6.42 g dm(D) 3.44 g dm答：(A)。通常将273 K, 101.325 kPa称为标准状态，在该状态下，1 mol任意物质的气体的体积等于22.4 dm3。根据密度的定义，m 154 g 3V 22.4 dm33 .11.在某体积恒定的容器中，装有一定量温度为300 K的气体，现在保持压6.87 g dm 个人
