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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上物理化學(xué)核心教程（第二版）參考答案第 一 章 氣 體一、思考題1. 如何使一個(gè)尚未破裂而被打癟的乒乓球恢復(fù)原狀？采用了什么原理？ 答：將打癟的乒乓球浸泡在熱水中，使球壁變軟，球中空氣受熱膨脹，可使其恢復(fù)球狀。采用的是氣體熱脹冷縮的原理。2. 在兩個(gè)密封、絕熱、體積相等的容器中，裝有壓力相等的某種理想氣體。試問，這兩容器中氣體的溫度是否相等？答：不一定相等。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，若物質(zhì)的量相同，則溫度才會(huì)相等。3. 兩個(gè)容積相同的玻璃球內(nèi)充滿氮?dú)?，兩球中間用一玻管相通，管中間有一汞滴將兩邊的氣體分開。當(dāng)左球的溫度為273 K，右球的溫度為293 K時(shí)，汞滴處在中間達(dá)成平

2、衡。試問：（1）若將左球溫度升高10 K，中間汞滴向哪邊移動(dòng)？（2）若兩球溫度同時(shí)都升高10 K, 中間汞滴向哪邊移動(dòng)？答：（1）左球溫度升高，氣體體積膨脹，推動(dòng)汞滴向右邊移動(dòng)。 （2）兩球溫度同時(shí)都升高10 K，汞滴仍向右邊移動(dòng)。因?yàn)樽筮吰鹗紲囟鹊?，升?0 K所占比例比右邊大，283/273大于303/293，所以膨脹的體積（或保持體積不變時(shí)增加的壓力）左邊比右邊大。4. 在大氣壓力下，將沸騰的開水迅速倒入保溫瓶中，達(dá)保溫瓶容積的0.7左右，迅速蓋上軟木塞，防止保溫瓶漏氣，并迅速放開手。請(qǐng)估計(jì)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？答：軟木塞會(huì)崩出。這是因?yàn)楸仄恐械氖Ｓ鄽怏w被熱水加熱后膨脹，當(dāng)與迅速蒸發(fā)的水汽的

3、壓力加在一起，大于外面壓力時(shí)，就會(huì)使軟木塞崩出。如果軟木塞蓋得太緊，甚至?xí)贡仄勘?。防止的方法是灌開水時(shí)不要太快，且要將保溫瓶灌滿。5. 當(dāng)某個(gè)純物質(zhì)的氣、液兩相處于平衡時(shí)，不斷升高平衡溫度，這時(shí)處于平衡狀態(tài)的氣-液兩相的摩爾體積將如何變化？答：升高平衡溫度，純物的飽和蒸汽壓也升高。但由于液體的可壓縮性較小，熱膨脹仍占主要地位，所以液體的摩爾體積會(huì)隨著溫度的升高而升高。而蒸汽易被壓縮，當(dāng)飽和蒸汽壓變大時(shí)，氣體的摩爾體積會(huì)變小。隨著平衡溫度的不斷升高，氣體與液體的摩爾體積逐漸接近。當(dāng)氣體的摩爾體積與液體的摩爾體積相等時(shí)，這時(shí)的溫度就是臨界溫度。6. Dalton分壓定律的適用條件是什么？Am

4、agat分體積定律的使用前提是什么？答：實(shí)際氣體混合物（壓力不太高）和理想氣體混合物。與混合氣體有相同溫度和相同壓力下才能使用，原則是適用理想氣體混合物。7. 有一種氣體的狀態(tài)方程為 （b為大于零的常數(shù)），試分析這種氣體與理想氣體有何不同？將這種氣體進(jìn)行真空膨脹，氣體的溫度會(huì)不會(huì)下降？答：將氣體的狀態(tài)方程改寫為p（Vm-b）= RT，與理想氣體的狀態(tài)方程相比，只校正了體積項(xiàng)，未校正壓力項(xiàng)。說明這種氣體分子自身的體積不能忽略，而分子之間的相互作用力可以忽略不計(jì)。所以，將這種氣體進(jìn)行真空膨脹時(shí)，溫度不會(huì)下降。8. 如何定義氣體的臨界溫度和臨界壓力？答：在真實(shí)氣體的pVm圖上，當(dāng)氣-液兩相共存的線段

5、縮成一個(gè)點(diǎn)時(shí)，稱這點(diǎn)為臨界點(diǎn)。這時(shí)的溫度為臨界溫度，這時(shí)的壓力為臨界壓力。臨界壓力是指在該臨界溫度時(shí)能使氣體液化的最低壓力。9. van der Waals氣體的內(nèi)壓與體積成反比，這一說法是否正確？答：不正確。內(nèi)壓力與氣體摩爾體積的平方成反比。10. 當(dāng)各種物質(zhì)處于處于臨界點(diǎn)時(shí)，它們有哪些共同特性？答：這時(shí)氣-液界面消失，液體和氣體的摩爾體積相等，成為一種既不同于液相、又不同于氣相的特殊流體，稱為超流體。二、概念題題號(hào)12345678選項(xiàng)CABDCCBC題號(hào)9101112選項(xiàng)CADB1. 在溫度、容積恒定的容器中，含有A和B兩種理想氣體，這時(shí)A的分壓和分體積分別是和。若在容器中再加入一定量的理

6、想氣體C，問和的變化為（ ）。 （A）和都變大 （B） 和都變?。–） 不變，變小 （D） 變小，不變 答：（C）這種情況符合Dalton分壓定律，而不符合Amagat分體積定律。2. 在溫度T、容積V都恒定的容器中，含有A和B兩種理想氣體，它們的物質(zhì)的量、分壓和分體積分別為nA，pA，VA和nB，pB，VB容器中的總壓為p。試判斷下列公式中哪個(gè)是正確的（ ）。 （A） （B）（C） （D） 答：（A）只有（A）符合Dalton分壓定律。3. 已知?dú)錃獾呐R界溫度和臨界壓力分別為。有一氫氣鋼瓶，在298 K時(shí)瓶?jī)?nèi)壓力為，這時(shí)氫氣的狀態(tài)為（ ）。（A）液態(tài) （B）氣態(tài) （C）氣-液兩相平衡 （D）

7、無法確定答：（B） 仍處在氣態(tài)區(qū)。4. 在一個(gè)絕熱的真空容器中，灌滿373 K和壓力為101.325 kPa的純水，不留一點(diǎn)空隙，這時(shí)水的飽和蒸汽壓為（ ）。（A）等于零 （B）大于101.325 kPa（C）小于101.325 kPa （D）等于101.325 kPa答：（D）飽和蒸汽壓是物質(zhì)的本性，與是否有空間無關(guān)。5. 真實(shí)氣體在如下哪個(gè)條件下，可以近似作為理想氣體處理（ ）。（A）高溫、高壓 （B）低溫、低壓（C）高溫、低壓 （D）低溫、高壓答：（C） 這時(shí)分子間距離很大，分子間的作用力可以忽略不計(jì)。6. 在298K時(shí)，地面上有一個(gè)直徑為1m的充了空氣的球，其壓力為100kPa，將球帶

8、至高空，溫度降為253K，球的直徑脹大到3m，此時(shí)球內(nèi)的壓力為（ ）。（A）33.3 kPa （B）9.43 kPa （C）3.14 kPa （D）28.3 kPa答：（C） kPa。7. 真實(shí)氣體液化的必要條件是（ ）。 （A）壓力大于 （B）溫度低于 （C）體積等于 （D）同時(shí)升高溫度和壓力答：（B）是能使氣體液化的最高溫度，溫度再高無論加多大壓力都無法使氣體液化。8. 在一個(gè)恒溫，容積為2dm3的真空容器中，依次充入溫度相同、始態(tài)為100 kPa，2 dm3的N2（g）和200 kPa，1 dm3的Ar（g），設(shè)兩者形成理想氣體混合物，則容器中的總壓力為（ ）。 （A）100 kPa （

9、B）150 kPa （C）200 kPa （D）300 kPa答：（C）等溫條件下，200 kPa，1 dm3氣體等于100 kPa，2 dm3氣體，總壓為=100 kPa+100 kPa=200 kPa 。9. 在298 K時(shí)，往容積相等的A、B兩個(gè)抽空容器中分別灌入100g和200g水，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，兩容器中的水蒸汽壓力分別為和，則兩者的關(guān)系為（ ）。 （A） （C）= （D）無法確定答：（C）飽和蒸汽壓是物質(zhì)的特性，只與溫度有關(guān)。10. 在273 K，101.325 kPa時(shí)，摩爾質(zhì)量為154的CCl4（l）的蒸氣可以近似看作為理想氣體，則氣體的密度為（ ）。（單位為） （A）6.87

10、（B）4.52 （C）3.70 （D）3.44答：（A）11. 某體積恒定的容器中裝有一定量溫度為300 K的氣體，現(xiàn)在保持壓力不變，要將氣體趕出1/6，需要將容器加熱到的溫度為（ ）。 （A）350 K （B）250 K （C）300 K （D）360 K答：（D）V，p不變，12. 實(shí)際氣體的壓力（p）和體積（V）與理想氣體相比，分別會(huì)發(fā)生的偏差為（ ）。（A）p、V都發(fā)生正偏差 （B）p、V都發(fā)生負(fù)偏差（C）p正偏差，V負(fù)偏差 （D）p負(fù)偏差，V正偏差答：（B）內(nèi)壓力和可壓縮性的存在。三、習(xí)題1. 在兩個(gè)容積均為V的燒杯中裝有氮?dú)?，燒瓶之間有細(xì)管相通，細(xì)管的體積可以忽略不計(jì)。若將兩燒杯均

11、浸入373 K的開水中，測(cè)得氣體壓力為60 kPa。若一只燒瓶浸在273 K的冰水中，另外一只仍然浸在373 K的開水中，達(dá)到平衡后，求這時(shí)氣體的壓力。設(shè)氣體可以視為理想氣體。解： 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 化簡(jiǎn)得： 2. 將溫度為300 K，壓力為1800 kPa的鋼瓶中的氮?dú)?，放入體積為20的貯氣瓶中，使貯氣瓶壓力在300 K時(shí)為100 kPa，這時(shí)原來鋼瓶中的壓力降為1600 kPa（假設(shè)溫度未變）。試求原鋼瓶的體積。仍假設(shè)氣體可作為理想氣體處理。 解： 放入貯氣瓶中的氣體物質(zhì)的量為 設(shè)鋼瓶的體積為V，原有氣體為，剩余氣體為 3. 用電解水的方法制備氫氣時(shí)，氫氣總是被水蒸氣飽和，現(xiàn)在用降溫的

12、方法去除部分水蒸氣?，F(xiàn)將在298 K條件下制得的飽和了水氣的氫氣通入283 K、壓力恒定為128.5 kPa的冷凝器中，試計(jì)算： 冷凝前后混合氣體中水氣的摩爾分?jǐn)?shù)。已知在298 K和283 K時(shí)，水的飽和蒸汽壓分別為3.167 kPa和1.227 kPa。混合氣體近似作為理想氣體。解：水氣所占的摩爾分?jǐn)?shù)近似等于水氣壓力與冷凝操作的總壓之比 在冷凝器進(jìn)口處，T=298 K 在冷凝器出口處，T=283 K 可見這樣處理以后，含水量下降了很多。4. 某氣柜內(nèi)貯存氯乙烯CH2=CHCl（g）300，壓力為122 kPa，溫度為300 K。求氣柜內(nèi)氯乙烯氣體的密度和質(zhì)量。若提用其中的100，相當(dāng)于氯乙烯

13、的物質(zhì)的量為多少？已知其摩爾質(zhì)量為62.5，設(shè)氣體為理想氣體。解： 代入，得： （總）=5. 有氮?dú)夂图淄椋ň鶠闅怏w）的氣體混合物100 g，已知含氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.31。在420 K和一定壓力下，混合氣體的體積為9.95。求混合氣體的總壓力和各組分的分壓。假定混合氣體遵守Dalton分壓定律。已知氮?dú)夂图淄榈哪栙|(zhì)量分別為28和16。解： 6. 在300 K時(shí)，某一容器中含有H2（g）和N2（g）兩種氣體的混合物，壓力為152 kPa，溫度為。將N2（g）分離后，只留下H2（g），保持溫度不變，壓力降為50.7 kPa，氣體質(zhì)量減少14 g。試計(jì)算：（1）容器的體積；（2）容器中H2（g）的質(zhì)量；（3）容器中最初的氣體混合物中，H2（g）和N2（g）的摩爾分?jǐn)?shù)解：（1） （2） 在T ，V 不變的情況下 （3） 7. 設(shè)某水煤氣中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：， ，。試計(jì)算：（1）混合氣中各氣體的摩爾分?jǐn)?shù)；（2）當(dāng)混合氣在670 K和152 kPa時(shí)的密度；（3）各氣體在上述條件下的分壓。解：設(shè)水煤氣的總質(zhì)量為100g，則各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)乘以總質(zhì)量即為各物質(zhì)的質(zhì)量，所以： （1）同理有： 則有： （