厦大物化 1-6章
更新时间:2023-11-10 20:15:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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1 第零定律与物态方程
练 习
1. 两个体积相同的密闭容器,用一根细管相连(细管体积可略)。问 a.当两边温度相同时,两容器中的压力和气体的物质的量是否相同?提示 答案:(两者均相同)
b.当两边温度不同时,两容器中的压力和气体的物质的量是否相同?为什么? 提示
答案:(压力相同,物质的量不同)
2. 在常压下,将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中,若水未加满便迅速塞紧塞子,往往会使瓶塞崩开,请解释这种现象。 提示 答案:(塞上瓶塞,气相体积不变,随着水气化,压力增大,瓶塞崩开) 3. 若有人试图将波义耳定律和盖·吕萨克定律结合在一起而得到一个通用公式,即
,
,
=常数,因此,
,即
, 问此结论对否?为什么? 提示
答案:(要使 k/k1 为常数,必须保证 p,T 恒定,但上述两个公式均只有一个量恒定。)
4. 某一气球驾驶员计划设计一氢气球,设气球运行周围的压力和温度为 105 Pa 和 20℃ ,气球携带的总质量为 100 kg ,空气分子量为 29 g·mol-1。设所有气体均为理想气体。问气球的半径应为多少? 提示 答案:(2.78 m)
5. 用气体微量天平来测量新合成的一种碳氟化物气体的相对摩尔质量,天平横梁的一个终端有一个玻璃泡,整个装置放入密闭的容器中,这就构成了上述天平。横梁支在支点上,借增加密闭容器中的压力,从而增加了封闭玻璃泡的浮力,使达到平衡。设实验中,当碳氟化物压力为 293.22mmHg时,天平达平衡。在支点位置相同时,往密闭容器中引入三氟甲烷至压力为 427.22mmHg时,也达到了平衡。求该碳氟化物的相对摩尔质量,并写出分子式。 提示 答案:(M=102.0g·mol-1 C2H2F4)
6. 有一耐压 5×105Pa 的反应釜,为了确保实验安全,要求釜内氧的摩尔分数不能超过 1.25% 。现采用同样温度的纯氮进行置换,设每次通氮直到
4倍于空气的压力后将混合气体排出直至恢复常压。问要达到上述实验要求需重复通气几次?设空气中氧、氮摩尔分数比为 1:4 。 提示 答案:(0.313%)
7. 一气球中装有 10g 氢气,为使气球浮力恰好等于零(即:气球中气体的密度等于周围空气的密度),应再向气球中加入多少克的氩气(MAr=40.0)? 提示 答案:(490g)
8. 干空气中含 N2 79%、O2 21%,计算在相对湿度为 60%,温度为 25℃ 和压力为 101.325kPa 下湿空气的密度。已知水在 25℃ 的饱和蒸气压为 3.168kPa 。 提示 答案:(1.17g·dm-3)
9.
(1)对理想气体,压缩因子 Z=1。能否说当气体的 Z=1 时,该气体必定是理想气体。 提示 答案:(不能,因为在实际气体的等温线与理想气体的等温线交点处,Z=1)
(2)当温度足够低时,任何实际气体的 Z~P 曲线与理想气体的 Z~P 曲线均交于两点。试解释这种现象。 提示
答案:(这是因为当温度足够低时,气体的玻义耳温度高于体系温度,Z~p 曲线出现极小值。)
10.在 1dm3 的钢制容器中,装有 131g Xe(g),温度和压力为 25℃和 2×106Pa,问 Xe(g)能视为理想气体吗? 提示 答案:(不能,若为理想气体,p=2.48×106Pa) 11.以下说法对吗?为什么?
a.临界温度是气体可以被液化的最高温度。 提示
答案:(对)
b.当气体的温度降到临界温度以下时,气体就一定会液化。 提示 答案:(不对,必须同时加压)
12.从范德华方程出发并结合玻义耳温度定义,证明
(1)在足够高的温度,实际气体的压缩因子 Z>1 。 提示
答案:
(2)在低温,低压下,Z<1 。 提示 答案:(当 T<=TB,Z>1)
(3)当 a=0 ,Z 随压力 p 的增加而线性增加。 提示 答案:(当 a=0,Z=1+bp/RT,恒温时,p 增加,Z 增大。) 13.已知某气体的范德华常数 a=76.1kPa·dm6·mol-2,b=0.0226m3·mol-1,试估算 pc、Tc 和 Vm,c 的数值。 提示 答案:(Vm,c=0.0678dm3·mol-1,Tc=120K,pc=5518kPa)
14.请证明\显压式\和\显容式\两种维里系数之间的关系为: B=B′RT C=C′(RT)2+B′(RT)2
15.两个分开的瓶中分别装有气体 A 和 B,两种气体的 pV 值相等。气体 A 为理想气体,而气体 B 为实际气体,并且 B 所处状态的压力和温度均小于临界值。请问,气体 B 的温度应等于、高于或低于气体 A 的温度? 提示 答案:(TB>TA)
16.氮气在 273.2K 时的摩尔体积为 70.3×10-6m3,试计算其压力。 (1)用理想气体状态方程式。 (2)用范德华方程式。
(3)用压缩因子图法。 提示 答案:(32.3Mpa, 44.3Mpa, 41MPa)
将上述结果与实验值比较。(实验值为 40530kPa)。
17.300K 时 40dm3 钢瓶中贮存乙烯气体的压力为 146.9×102kPa。欲从中提
3
用 300K、101.325kPa 的乙烯气体 12m,试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。 提示 答案:(1986 kPa)
18.试用压缩因子法求 10mol 乙烯在 10234kPa 和 334K 时所占的体积。 提示 答案:(1.41dm3)
测 试
选择题(共10小题,每题2分)
1. 两个球中分别装有理想气体 A 和 B,已知气体 A 的密度为 B 的两倍,而气体 A 的分子量为 B 的一半,若两种气体的温度相同,则气体 A 与气体 B 的压力之比为: A. 1/2
B. 4
C. 1
5
D. 1/4
2. 温度为 17℃ 的空调室内有一充满 10Pa H2 的气球,设气球能承受的极限压力为 1.05×105Pa,问将气球移至温度为 37℃ 的室外时,气球内压力为: A. 105Pa
B. 1.05×105Pa
C. 1.07×105Pa
D. 无法确定
3. 将 2g 气体 A 充入抽空的,温度为 25℃ 的烧瓶中,测得其压力为 105Pa。接着又加入 3g 气体 B,此时烧瓶内压力为 1.5×105Pa。假设这两种气体均为理想气体,则气体 A 与气体 B 的摩尔质量比为: A. 3
B. 1/3
C. 3/2
D. 2/3
4. 设 N2(g) 在血液中的溶解度与其分压成正比且比例系数与压力无关。问一处于 40m 深的潜水员,其血液中 N2(g) 的溶解度是他在海平面时的多少倍? A. 1 倍
B. 2 倍
C. 4 倍
D. 5 倍
5. 25℃ 时,A、B 两个抽空的容器中分别装入 10g 和 20g 水。当达到气液平衡时,两个容器中的水蒸气压力分别为 pA 和 pB,那么二者的关系是 A. pA>pB
B. pA C. pA=pB D. 不能确定 6. 当实际气体处于波义耳温度时,只要压力较低,则有 A. pV B. pV>nRT C. pV=nRT D. pV→0 7. 下列说法何者正确? (1)临界压力是气体可被液化的最低压力。 (2)气体被液化的必要条件是气体温度小于波义耳温度 (3)在临界点,饱和液体与饱和蒸气的密度相同。 (4)气体的临界状态与气体的性质无关。 A. (4) B. (3) C. (2) D. (1) 8. 理想气体状态方程和范德华状态方程均可适用于 A. 极低压力下的气体 B. 理想气体 C. 中压气体 D. 所有实际气体 9. 1mol 某非理想气体,其的实验值等于 1.01。该气体处于 105Pa 和低于临界温度条件下。现将其压力减少一半,而保持温度不变。则终态和始态的体积比为 A. >2 B. <2 C. 2 D. 1/2 10.气体 A、B、C 都服从范德华方程,其范德华常数 a 和 b 的大小顺序为 a(A)=a(B)>a(C);b(C)>b(B)>b(A)。问三种气体临界温度的大小顺序。 A. Tc(A)=Tc(B)>Tc(C) C. Tc(A)>Tc(B)>Tc(C) 正确答案: 1:B、2:D、3:B、4:D、5:C 6:C、7:B、8:A、9:A、10:C 2 热力学第一定律 B. Tc(A) 练 习 1. 当体系的状态一定时,所有的状态函数有定值。当体系的状态发生变化时,所有的状态函数的数值亦随之而变。这种说法对吗?为什么? 提示
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