中南大学物化课后习题答案 3章 溶液体系热力学与化学势
第5章溶液体系热力学与化学势
1．0.022 st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="True" SourceValue="5" UnitName="kg">5 kg Na2CO3·10H2O溶于水中，溶液体积为0.2 dm3，溶液密度为1.04 kg·dm-3，求溶质的质量分数，质量摩尔浓度，物质的量浓度和摩尔分数表示的浓度值。
（答案：wt% = 4.007%，m = 0.3938 mol·kg-1，c = 0.3932 mol·dm-3，x = 7.045×10 –3）
解：M Na2CO3 = 105.99×10-3 kg·mol-1
M Na2CO3 · H2O = 286.14×10-3 kg·mol-1
W（总）= 1.04×0.2 = 0.208kg
n Na2CO3= 0.02259/（286.14×10-3）= 0.07863 mol
W Na2CO3= 0.07863×105.99×10-3 = 8.334×10-3 kg
n Na2CO3 ·10 H2O = n Na2CO3 = 0.0225×103/286.14 = 0.07863 mol
W H2O =（208—8.344）×10-3 = 199.666×10-3 kg
n H2O=（199.666×103）/（18.015×103）= 11.083mol
质量百分数：wt％＝[（8.334×10-3）/0.208] ×100% = 4.007%
质量摩尔浓度：m Na2CO3 = 0.07863/（199.666×10-3）= 0.3938 mol·kg-1
物质的量浓度：c = n Na2CO3/V = 0.07863/0.2 = 0.3932 mol·dm-3
物质的量分数：x Na2CO3 = 0.07863/（0.07863+11.083）= 7.045×10-3
2．293.15 K时，质量分数为60 %的甲醇水溶液的密度是0.894 6 kg·dm-3，在此溶液中水的偏摩尔体积为1.68×10-2dm3·mol-1。求甲醇的偏摩尔体积。（答案：3.977×10 –2 dm3·mol -1）
解：M H2O =18.015×10-3 kg·mol-1；M CH3OH = 32.042×10-3 kg·mol-1以1kg溶液计算：
n H2O=（1-0.6）/（18.015×10-3）= 22.204 mol
n CH3OH = 0.6/（32.042×10-3）= 18.725 mol
n（总）= n H2O+ n CH3OH = 40.929 mol
x H2O = 18.725/40.929 = 0.4575
溶液体积：V = W/ρ= 1/0.8946 =1.1178 dm3
V m=1.1170/40.929 = 0.02731 dm3·mol-1
（甲醇）=（V m- x H2O·, H2O）/ x CH3OH
=（0.02731-0.5425×0.0168）/0.4575
= 0.03977dm3·mol-1
3．在298.15 K，NaCl水溶液的体积V与NaCl的质量摩尔浓度m的关系式如下：
V＝（1.001 4＋0.016 62＋1.77×10-33/2＋1.2×10-42）dm3。试计算1 mol·kg-1的NaCl溶液中NaCl和H2O的偏摩尔体积。（答案：1.9515×10 –2，1.8022×10 –2 dm3·mol -1）
解：M H2O = 18.015×10-3 kg·mol-1
按含1kg水的NaCl溶液计算，则n2 = m
n
= n H2O =1/（18.015×10-3）= 55.501 mol
1
= 0.01662 ＋ 2.655×10-3m1/2 ＋2.4×10-4m
=（）T·
ρ
= 0.019515 dm3·mol–1
∵V = n1＋n2
∴=（V - n2）/n1
=（1.0014＋0.01662＋1.77×10-3+1.2×10-4－0.019515）/55.509
= 0.018022 dm3·mol–1
4．973.15 Ｋ时，Zn-Cd溶液的摩尔混合焓如下：
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
753 1326 1728 1958 2054 2000 1774 1377 787 /(J·mol-1)
试计算Zn-Cd合金在973.15 K，= 0.6时，Zn和Cd的偏摩尔混合热。（答案：2012 J·mol-1）解：以x Zn为横坐标，△mix x m为纵坐标作图，在x Zn= 0.6处作切线，得到两截距分别为1207J·mol-1和3125 J·mol-1，分别为Ｚｎ和Ｃｄ的偏摩尔焓（热），则在x Zn=0.6时，
Ｚｎ和Ｃｄ的偏摩尔混合热为：
△H = 1270×0.6＋3125×(1－0.6) = 2012 J·mol-1
5．把200 g蔗糖(C12H22O11)溶解在2 kg水中，求373.15 K时水的蒸气压降低多少。
（答案：0.53 kPa）
解：M H2O = 18.015×10-3 kg·mol-1
M
= 342.30×10-3 kg·mol-1
蔗糖
n
= 0.2/（342.30×10-3）= 0.5843 mol
（蔗糖）
x
= 0.5843/（0.5843＋111.02）= 5.235×10-3
（蔗糖）
p = p(水)·x（蔗糖）=101325×3.235×10-3 = 530 Pa
6．两液体A、B形成理想溶液，在一定温度下，溶液的平衡蒸气压为53.297 kPa，蒸气中A的摩尔分数＝0.45，溶液中Ａ的摩尔分数＝0.65。求该温度下两种纯液体的饱和蒸气压。（答案：36.898 kPa，83.752 kPa）
解：p A= p·y A = p A*·x A
p A*= p·y A/x A = 53.297×0.45/0.65 = 36.898 kPa
p B*=（p－p A*·x A）/ x B
=（53.297－36.898×0.65）/（1－0.65）= 83.752 kPa
7．在298.15 Ｋ下，以等物质的量的A和B形成理想溶液，试求，，，和。 （答案：0, 0, 0, 5.763J·mol-1·K-1, -1718 J·mol-1）
解：x A= x B= 0.5
= 0，m= 0，m= 0
m
= -R (x A ln x A＋x B ln x B)
m
= -8.314×2×0.5 ln0.5 = 5.763 J·mol-1·K-1
= -T m= -298.15×5.763 = -1718 J·mol-1
m
8．某油田向油井注水，对水质量要求之一是其中的含氧量不超过1 mg·dm-3，若河水温度为293.15 K，空气中含氧21%(体积)，293.15K时氧气在水中溶解的亨利常数为406.31×104kPa，试问293.15 K时用此河水做油井用水，水质是否合格? （答案：9.302 mg·dm-3）
解：M O2 = 32.00×10-3 kg·mol-1，M H2O =18.015×10-3 kg·mol-1
∵p O2 = k O2·x O2
∴x O2 = p O/k O2 = 0.21×101.325/（406.31×104）= 5.237×10-6在1dm3河水中：
n总≈ n水= 1/（18.015×10-3）= 55.509mol·dm-3
x O2 = n O2/ n总= n O2/ n水= n O2×18 /1000
n O2 = 5.237×10-6×55.509 = 2.907×10-4 mol·dm-3
W O2 = 32.00×10-3×2.907×10-4 = 9.302×10-6 kg·dm-3
= 9.302 mg·dm-3>1 mg·dm-3
所以，此河水不合格。
9．已知镉的熔点为594.05 Ｋ，熔化热为5 105 J·mol-1。某Cd-Pb熔体中含Pb为1%(质量分数)，假定固态时铅完全不溶于镉中，计算该熔体的凝固点。（答案：590.93 K）
解：M Cd= 112.41×10-3 kg·mol-1；M Pb=207.2×10-3 kg·mol-1
解法1：
∵
∴
∴T f= 590.93 K
解法2：
T f = T f*-△T f= 594.05 -3.13 = 590.92 K
10．将12.2 g苯甲酸溶于100 g乙醇中，乙醇溶液沸点比乙醇升高1.13 K；将12.2 g苯甲酸溶于100 g苯中，沸点升高1.36 K。计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量，并估计其分子状态。已知乙醇和苯的沸点升高常数分别为1.20 K·mol-1·kg和2.62 k·mol-1·kg。
（答案：129.6×10 –3，235×10 –3 kg·mol-1）
解：M C7H602 = 122.12×10-3 kg·mol-1，
∵△T b = K b·m B；m B = W B/（M B W A）
苯甲酸在乙醇中的摩尔质量：
kg·mol-1
这说明在乙醇中苯甲酸绝大部分呈单分子状态存在。
同理，苯甲酸在苯中的摩尔质量为：
kg·mol-1
此值约为129的两倍，说明在苯中苯甲酸是双分子状态存在。
11. 1246.15 K及101.325 kPa纯氧下，10 g熔融银溶解21.35×10-3 dm3的O2 (已换算为标准
状况)。已知溶解的氧为原子状态，真空下纯银的熔点为1233.65 K，熔融热为11674 J·mol-1。假设氧的溶解度在此温度范围内不因温度而异，且固相内完全不溶解氧，求：
(1) 在101.325 kPa氧压下银的熔点为多少度；
(2 )在空气中［=21.198 kPa］银的熔点又为多少度。（答案：⑴1211.98，⑵1223.67K）解：M Ag=107.868×10-3 kg·mol-1。
（1）在101.325kPa下，溶解氧的物质的量：
mol
mol
∴T f= 1211.98 K
或者：
T f= T*f -△T f = 1233.65 - 21.83 = 1211.82 K
(2) 在空气中=21.198 kPa，按西华特定律
T f=1223.70 K
或者：
T f = 1233.65 - 9.98 = 1223.67 K
12．在100 g水中溶解29 g NaCl，该溶液在373.15 K时蒸气压为82.927 kPa。求373.15 K时该溶液的渗透压。已知373.15 K时水的比容为1.043 dm3·kg-1。（答案：33090 kPa）
解：该溶液已不是稀溶液，所以不适合拉乌尔定律，但是可以以活度代替浓度用拉乌尔定律计算。
V m, H2O = 1.043×18.02×10-3 dm3?mol-1
∵πV ≈πV m, H2O = - RT ln a H2O
因此，
13．298.15 K时，将2 g某化合物溶于1 kg水中的渗透压与在298.15 K将0.8 g葡萄糖(C6H12O6)和1.2 g蔗糖(C12H22O11)溶于1 kg H2O中的渗透压相同。(1)求此化合物的摩尔质量；(2)此化合物溶液的蒸气压降低多少? (3)此化合物溶液的冰点是多少?(已知298.15 K水的饱和蒸气压为3.168 kPa，水的冰点降低常数=1.86 mol-1·kg·K) 。
（答案：⑴251.7×10-3，⑵ 4.533×10 –4 kPa，⑶273.135 K）
解：（1）M C6H12O6＝100.16×10-3 kg?mol-1；M C12H22O11＝342.30×10-3 kg?mol-1
0.8g葡萄糖和1.2g蔗糖的物质的量：
∵，T，V相同
∴该化合物的物质的量：n2 ＝n1 ＝7.946×10-3mol
故该化合物的摩尔质量：M1 = W1/n1 = 2/（7.946×10-3）= 251.7×10-3 kg?mol-1
（2）因
?p = p H2O* ?x B= 3.168×103×1.431×10-4 = 0.453 Pa
(3) 因m B= 7.946×10-3/1 = 7.946×10-3 mol?kg-1
?T f= K f?m B=1.86×7.946×10-3 = 0.015K
T f= 273.15 - 0.015=273.135 K
14．三氯甲烷(A)和丙酮(B)形成的溶液，液相组成为＝0.713时，在301.35 K下总蒸气压为29.39 kPa，蒸气中=0.818。已知在该温度时，纯三氯甲烷的蒸气压为29.57 kPa，试求溶液中三氯甲烷的活度和活度系数。 （答案：0.182，0.630）
解：y A= 1-y B = 0.182
p A=p总? y A= 29.39×0.182 = 5.349 kPa
所以：a A= p A/ p A* = 5.349/29.57 = 0.181
x A=1-x B = 0.287
15．293.15 K时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4，用该有机酸5 g溶于0.1 dm3水中形成溶液。若用0.04 dm3乙醇萃取(所用乙醚已事先被水饱和，因此萃取时不会有水溶于乙醚)，求水中还剩有多少有机酸。（答案：2.5g）
解：∵
W = c水V水+ c醚V醚= 5g
∴g?dm-3
则水中还含有机酸：W水= 25×0.1 = 2.5 g
16．288.15 K时，将碘溶解于含0.100 mol·dm-3的KI水溶液中，与四氯化碳一起振荡，达平衡后分为两层。经滴定法测定，在水层中碘的平衡浓度为0.050 mol·dm-3，在CCl4层中为0.085
mol·dm-3。碘在四氯化碳和水之间的分配系数＝85。求反应I2＋I -＝
在288.15 K的平衡常数。 （答案：961 mol-1?dm3）
解：因反应只在水相中存在：
I2＋I- ====
开始：c0(=0.05) 0.1 0
平衡：c0 - c1 0.1-c1c1
∵，即：
∴c 1 = c 0– 0.001= 0.049 mol?dm-3
故K c= 0.049/（0.001×0.051）= 961 mol-1?dm3
17．413.15 K时，纯C6H5Cl和纯C6H5Br的蒸气压分别为125.238 kPa和66.104 kPa，假定两液体形成理想溶液，若有该两者的混合溶液在413.15 K、101.325 kPa下沸腾，试求该溶液的组成及液面上蒸气的组成。 （答案：x B= 0.404，y B= 0.263）
解：将C6H5Cl表示为A；C6H5Br表示为B。
∵沸腾时有：p = p A*x A+ p B*(1-x A) =101325 x A=1- x B= 0.596
∴x A= 0.596；x B= 0.404，此为溶液组成。
又因：p·y A = p A*x A
∴y A= p A*x A/p = 125.238×0.596/101.325 = 0.737
则：y B= 1-y A = 0.263
18．已知293.15 K时纯苯的蒸气压为10.011 kPa，当溶解于苯中的HCl摩尔分数为0.0425时，气相中HCl的分压为101.325 kPa。试问293.15 K时，当含HCl的苯溶液的总蒸气压为101.325 kPa 时，100 g苯中溶解多少克HCl? （答案：1.869×10 –3 kg）
解：按亨利定律p HCl= k HCl·x HCl
k HCl= p HCl/ x HCl=101.325/0.0425 = 2384 kPa
稀溶液的溶剂服从拉乌儿定律，因此
p = p C6H6 + p HCl= p C6H6*（1－x HCl）+ k HCl·x HCl
x HCl=（p－p C6H6*）/（k HCl－p C6H6*）
=（101.325－10.011）/（2384－10.011）= 0.0385
M HCl = 36.461 M C6H6=78.113 W C6H6=100g
∵x HCl=（W HCl/M HCl）/（W HCl/M HCl +W C6H6/M C6H6）
∴W HCl = M HCl·W C6H6·x HCl/[ M C6H6（1－x HCl）]
=36.461×100×0.0385/（78.113×0.9615）=1.869g
19．在1653K下，Cr－Ti合金的摩尔混合吉布斯自由能与摩尔分数的数据如下：
0.09 0.19 0.27 0.37 0.47 0.62 0.78 0.89
3 393 5 326 5 991 6 565 6 90
4 6 828
5 929 4 058
/(J·mol-1)
试计算在1653K下＝0.47的液体合金中铬和钛的偏摩尔混合自由能。（答案：–6897 J·mol-1）解：以为横坐标，△mix G m为纵坐标作图，
在为0.47处做切线，得两截距分别为-5830和-8100 J·mol-1，即分别为Ti和Cr的偏摩尔自由能，则在＝0.47处Ti和Cr的偏摩尔混合自由能为：
△G =-5830×（1-0.47）+（-8100）×0.47= -6897（J·mol-1）
20．298 K时K2SO4在水溶液中的偏摩尔体积由下式表示：
= (0.032280+0.018221/2＋2.22×10-5) dm3·mol-1
为K2SO4溶液的质量摩尔浓度，已知纯水的摩尔体积＝0.017 96 dm3·mol-1。试求该溶液中水的偏摩尔体积的表示式。 （答案：17.96―0.10925m3/2―1.998×10 –7m2）
解：含1kg溶剂、浓度为m mol·kg-1的溶液中含水n1mol，含K2SO4为m mol。
V= n1+ n2=55.51+m
=55.56+0.03228m+0.01822m3/2+2.22×10-5m2（1）
而：==0.03228＋0.01822m1/2＋2.22×10-5m (2)
所以：＋0.01822m1/2＋2.22×10-5m)d m
当m = 0时，体系为纯水，这时V0 = 55.56×0.01796 = 0.9979 dm3
积分得：V = 0.9979 + 0.03228m+2/3×0.01822 m3/2 +1.11×10-5m2
= 0.9979 + 0.03228m+0.01215 m3/2+1.11×10-5m2 (3)
将(3)式代入（1）式得：
dm3·mol-1
21．在1200 K，Cu-Zn液体合金的摩尔混合热与摩尔分数的关系式为：
J·mol-1
求黄铜中Cu和Zn的偏摩尔混合热的表示式。 （答案：–25524x Zn2－21590 x Zn3＋10795 x Zn2x Cu2）解：将Cu的偏摩尔混合热用?mix H Cu表示；Zn的偏摩尔混合热用?mix H Zn表示。
根据：?mix H Cu=?mix H m－x Zn（??mix H m /?x Zn）
已知mix H m= -25524x Zn·(1-x Zn)-10795 x Zn(1-x Zn)2故：
（??mix H m /?x Zn）= -25524（-x Zn＋1-x Zn）-10795[-·2（1-x Zn）＋2(1-x Zn)2·x Zn]
= 25524 x Zn- 25524 x Cu＋21590 x Cu·－21590 ·x Cu
所以：x Zn（??mix H m /?x Zn）= 25524-25524 x Zn·x Cu＋21590 x Cu·-21590·则：?mix H Cu= -22524－21590 x Cu·＋10795
mix H Zn=（mix H m－x Cu mix H Cu）/ x Zn
= 25524 x Cu－10795 x Zn·＋25524 x Zn·x Cu＋21590·
＋10795·x Zn－21590·x Zn
= 25524-21590·x Zn＋21590·-10795 x Zn·(1-x Cu)
= -25524-21590·x Zn＋10795·
22．在300 K时，液态A的蒸气压为37.33 kPa，液态B的蒸气压为22.66 kPa。当2 mol A和2 mol B混合后，液面上蒸气压为50.66 kPa，在蒸气中A的摩尔分数为0.60。假定蒸气为理想气体，(1)求溶液中A和B的活度及活度系数；(2)求该溶液的，且与组成相同假设为理想溶液的相比较。
（答案：⑴a A = 0.814，a B = 0.894，，，⑵–1586 J，–6915 J）
解：（1），
，
（2）= RT（n A ln a B＋n B ln a B）= n A RT ln a A·a B
= 2×8.314×300×ln(0.814×0.894) = -1586 J
id = RT(n
ln x A＋n B ln x B)
A
=2×8.314×300×ln(0.5×0.5) = -6915 J
23．在262.45 K时饱和KCl溶液(=3.30 mol·kg-1)与纯冰平衡共存，已知水的凝固潜热为6025 J·mol-1，以273.15 K纯水为参考态，计算饱和溶液中水的活度。（答案：0.8975）
解：
所以：a A= 0.8975
24．实验研究铝在铁液与银液之间的分配平衡，在1873.15 K测量Fe-Al合金中Al的活度系数，结果在0＜＜0.25范围内可用下式表示：
试求1873.15 K Fe-Al合金中，时Fe的活度。 （答案：0.754）
解：因为：
所以：
= 2.60（ln0.8＋0.2）= -0.0602
，
25．证明若溶剂与溶质形成固溶体时，溶液的凝固点遵从下列方程式：
式中和为溶剂A分别在液相和固相中的摩尔分数，为纯Ａ的熔点，为1 mol A由固溶体熔化进入溶液的熔化热。
证：此题可按教材中证明凝固点下降的方法证明，也可用另一种方法证明如下：凝固点时溶液和固溶体中组元A的化学势相等。
，
设组元A的熔化热和熔化熵与温度无关，则
代入前式得：，原命题得证。
工程热力学课后习题及答案第六版完整版
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3） MPa p 1.0=， 500 =t ℃时的摩尔容 积 Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 28 8314 0= = M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 101325 273 9.296?== p RT v ＝kg m /3 v 1 =ρ＝3/m kg （3） MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0 ＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3 的储气罐里，起始表压力 301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由 t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO 2的质量 压送后储气罐中CO 2的质量 根据题意 容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO 2的质量 )1 1 22(21T p T p R v m m m -= -= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3 的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3 ，问鼓风机送风量的质量改变多少 解：同上题 1000)273 325 .1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力 为的空气3 m 3 ，充入容积8.5 m 3 的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压 缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 == m m t 2 第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3 的空气在下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 、8.5 m 3 的空气在下占体积为 5.591 .05 .87.01221=?== P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3 ，则要压缩 m 3 的 空气需要的时间 == 3 5 .59τ
中南大学物化课后习题标准答案-10章-电极过程
第10章电极过程 1．用间接方法求得298.15K H 2＋?O 2 ==== H 2O （l ） ＝－236.65 kJ ·mol -1 试问298.15K 时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并 （答案：1.226V ） 解： ∵ = - zFE Θ ∴ U 分 = E 理 = E Θ= 2．298.15K 时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V ，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V 。并设稀硫酸水溶液中a H2O ＝1)。 （答案：3.059V ；1.769V ） 解： 电解稀硫酸水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229， 考虑极化作用，则其实际分解电压 = 理论（可逆）分解电压 + ∑超电压，故， 用Ag 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.87 ＋ 0.96 = 3.059 V 用Pt 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.09 ＋ 0.45 = 1.769 V 3．某溶液中含10-2mol ·dm -3 CdSO 4，10-2mol ·dm -3 ZnSO4和0.5mol ·dm -3H 2SO 4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，
①哪一种金属将首先沉积在阴极上? ②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓 度为多少? （答案：6.65×10-15 mol·dm-3） 解：（1） 在此溶液中，，，而查表知： ， ∴一定有：，故金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： (-0.4026) + 0.02958 lg c Cd2+ = (-0.7628) + 0.0296lg（0.01） 解得：c Cd2+ = 6.65×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H 在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中 2 气，溶液的pH值最小应控制为多Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H 2 少?（答案：2.7） 解：当c Zn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时，有 时，有E H+/H2 = (-0.05916)×pH-0.72 析出H 2
工程热力学(第五版_)课后习题答案
工程热力学(第五版_)课后 习题答案 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 28 83140==M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 1013252739.296?==p RT v ＝kg m /3 v 1= ρ＝3/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO 2的质量 1 111RT v p m = 压送后储气罐中CO 2的质量 2222RT v p m = 根据题意 容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO 2的质量
)1122(21T p T p R v m m m -= -= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m= 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少 解：同上题 1000)273 325.1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝ 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3 m 3，充入容积 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 ==m m t 2 第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3的空气在下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 const pv = 、 m 3的空气在下占体积为 5.591 .05.87.01221=?==P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3，则要压缩 m 3的空气需要的时间 == 3 5.59τ 2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃
热力学统计物理 课后习题 答案
第一章 热力学的基本规律 1.1 试求理想气体的体胀系数α,压强系数β与等温压缩系数κT 。 解:已知理想气体的物态方程为nRT pV = 由此得到 体胀系数T pV nR T V V p 1 1== ??? ????= α, 压强系数T pV nR T P P V 1 1== ??? ????= β 等温压缩系数p p nRT V p V V T 1 )(112=-?? ? ??=???? ????- =κ 1.2证明任何一种具有两个独立参量T,P 的物质,其物态方程可由实验测量的体胀系数与等温压缩系数,根据下述积分求得()? -=dp dT V T καln ,如果P T T 1 ,1 = =κα,试求物态方程。 解: 体胀系数 p T V V ??? ????= 1α 等温压缩系数 T T p V V ???? ????-=1κ 以T,P 为自变量,物质的物态方程为 ()p T V V ,= 其全微分为 dp V dT V dp p V dT T V dV T T p κα-=? ??? ????+??? ????= dp dT V dV T κα-= 这就是以T,P 为自变量的完整微分,沿一任意的积分路线积分,得 ()?-=dp dT V T καln 根据题设 , 若 p T T 1,1== κα ????? ? ?-=dp p dT T V 11ln 则有 C p T V +=ln ln , PV=CT 要确定常数C,需要进一步的实验数据。 1.4描述金属丝的几何参量就是长度L,力学参量就是张力￡,物态方程就是(￡,L,T)=0,实验通常
在大气压下进行,其体积变化可以忽略。线胀系数定义为F T L L ??? ????= 1α ,等温杨氏模量定义为T L F A L Y ??? ????= ,其中A 就是金属丝的截面。一般来说,α与Y 就是T 的函数,对￡ 仅有微弱的依赖关系。如果温度变化范围不大,可以瞧作常数。假设金属丝两端固定。试证明,当温度由T1降至T2时,其张力的增加为)T -(T -Y A ￡12α=?。 解: f (￡,L,T)=0 ,￡=F￡(L,T) dT T dL L dT T d L T L ??? ????-??? ????+??? ????=￡￡￡￡ (dL=0) 1￡￡-=??? ??????? ??????? ????T F L L L T T αα YA L AY L L T L T T F L -=-=??? ??????? ????-=??? ????￡￡ dT YA d α-=￡ 所以 )T -(T -Y A ￡12α=? 1.6 1mol 理想气体,在27o C 的恒温下发生膨胀,其压强由20P n 准静态地降到1P n ,求气体所做 的功与所吸收的热量。 解:将气体的膨胀过程近似瞧做准静态过程。 根据? -=VB VA pdV W , 在准静态等温过程中气体体积由V A 膨胀到VB,外界对气体所做的功为 A B A B VB VA VB VA P P RT V V RT V dV RT pdV W ln ln -=-=-=-=? ? 气体所做的功就是上式的负值, - W =A B P P RT ln -= 8、31?300?ln20J= 7、47?10-3J 在等温过程中理想气体的内能不变,即?U=0 根据热力学第一定律?U=W+Q, 气体在过程中吸收的热量Q 为 Q= - W = 7、47?10-3J 1、7 在25o C 下,压强在0至1000pn 之间,测得水的体积为 V=18、066-0、715?10-3P+0、046?10-6P 2cm 3?mol -1 如果保持温度不变,将1mol 的水从1pn 加压至1000pn,求外界所作的功。 解:将题中给出的体积与压强的关系记为 V=A+BP+CP 2 由此得到 dV=(B+2CP)dP 保持温度不变,将1mol 的水从1Pn 加压至1000Pn,在这个准静态过程中,外界所作的功为
中南大学物理化学A下册
中南大学考试试卷 2011 -- 2012学年下学期时间110分钟(2012.5.6) 物理化学课程32学时2学分考试形式：闭卷 专业年级：化工、应化、制药、粉体、材化等2010级 总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、单选题（每题2分，共26分） 1. 实验测得某二级反应速率常数，正确的是（） （A）k=5.0s-1（B）k=5.0 dm6·s-1·mol-2（C）k=5.0 s-1·mol-1（D）k=5.0 dm3·s-1·mol-1 2. 加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪个改变（） （A）反应热(B) 平衡常数(C) 反应熵变(D) 速率常数 3. 对下列电解质溶液，其中摩尔电导率最大的是（） (A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH (C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 0.1 mol·kg-1 KCl 4. 浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为( ) (A) 0.1mol·kg－1(B) 0.15mol·kg-1(C) 0.2mol·kg－1，(D) 0.3mol·kg-1。 5. 对下列电解质溶液，其中平均活度系数最大的是（） （A）0.01 mol·kg-1KCl （B）0.01 mol·kg-1CaCl2（C）0.01 mol·kg-1LaCl3（D）0.001 mol·kg-1KCl 6. 用补偿法测定可逆电池的电动势时，是为了( ) (A) 消除电极上的副反应；(B) 减小标准电池的损耗； (C) 在可逆情况下测定电池的电动势；(D) 简便易行。 7. 恒温恒压下可逆电池放电过程（）
工程热力学第四版课后思考题答案
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中，当地大气压是否必定是环境大气 压？ 当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果 依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？ 举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？ 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。 将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图
中南大学物理化学考试试卷 和答案
中南大学研究生考试试卷 2009— 2010学年二学期期末考试试题时间110分钟 界面化学课程 32 学时 2.0 学分考试形式：开卷 专业班级：矿物加工工工程姓名学号 095611057 卷面总分100分，占总评成绩 70 %，卷面得分 一、选择题(每小题2分，共26分) 1.液体表面最基本的特性是（ A ） A.倾向于收缩 B.倾向于铺展 C.形成单分子吸附层 2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（C） A.凹型 B.凸型 C.球面 3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ） A.γab =γa -γb B.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2 C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/2 4.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ） A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0° B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90° C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180° 5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（C） A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量 B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量 C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量 6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ） A. a m,1> a m,2> a m,3 B. a m,1≈a m,2≈a m,3 C. a m,1< a m,2< a m,3 7.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ） A.二维液膜 B.多分子层 C.透镜 8.下列说法中不正确的是（ B） A.任何液面都存在表面张力 B.平面液体没有附加压力 C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心 D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心 9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ C） A.除掉反应过程中过量的副产物 B.除掉过量的电解质 C.除掉溶胶体系中的粗离子
中南大学物化课后习题答案 11章 表面化学与胶体化学
第11章表面化学与胶体化学 1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时 。 （答案：9.15×10-4 J） 解：一滴大水滴可分散成N个小水滴： 小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π 面积增加倍数为： 2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。 （答案：2.625×10-3 mol·dm-3） 解：根据开尔文公式：，将数值代入，得： 3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为
1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡? （答案：99.89kPa） 解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m 因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。 4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时， ρ(H2O)＝997 kg·m-3。求算：(1)开始形成雨滴的半径；(2)每一滴雨中所含的水分子数。 （答案：7.8×10-10 m，66个） 解：（1）据开尔文公式得： (2) 设雨滴为球形，则一个雨滴的体积为： 雨滴中的水分子数为： （个） 5．已知293 K时，，，。试判断水能否在汞表面上铺展开来?
工程热力学-课后思考题答案
第一章基本概念与定义 1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定 2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。 6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。 7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。 8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。 9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。系统和外界整个系统不能恢复原来状态。 10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。 11．答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。
中南大学物化考试卷3
中南大学考试试卷03 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 1 mol 理想气体，从始态(p，V，T ) 出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀过程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是（）（A）| W⑴| = | W⑵| （B）| W⑴| > | W⑵| （C）| W⑴| < | W⑵| （D）无法确定 2. 在T 和pΘ下，C (石墨) + O2(g) === CO2(g) 的反应热为△r H mΘ(T)。下列说法中不正确的是 （）（A）△r H mΘ(T)是CO2(g) 在温度T 下的标准生成焓（B）△r H mΘ(T) = △r U mΘ(T) （C）△r H mΘ(T)是C (石墨) 在温度T 下的标准燃烧焓（D）△r H mΘ(T) > △r U mΘ(T) 3. 在确定的T 、p下，无论用什么手段进行一个A + B === C 的反应，若反应的△r H m > 0，则该反应的反应热（）（A）大于零（B）小于零（C）视反应手段而定（D）等于零 4. 某单组分体系的V m(l) > V m(s)，当体系的压力升高时，其熔点将（）（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定 5. 使用热力学判据△G T,p,W’=0 < 0 判别某过程方向时，下标p 所表示的是（）（A）体系中每一组分的分压（B）体系的总压（C）外压（D）标压pΘ 6.下列针对偏摩尔量的描述，不正确的是( ) （A）偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分 （B）偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数 （C）体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零 （D）体系中某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分的化学势 7. 恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是（）（A）Δmix G（B）Δmix S（C）Δmix H（D）Δmix A 8. 关于溶液中某组分的活度及活度系数，不正确的是（）（A）活度相当于是校正浓度，但无量纲 （B）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关 （C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1 （D）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关
最新工程热力学课后作业答案第五版
工程热力学课后作业答案第五版
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3） MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 28 8314 0= = M R R ＝296.9)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 101325 2739.296?== p RT v ＝0.8kg m /3 v 1= ρ＝1.253/m kg （3） MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝ p T R 0＝64.27kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力 301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温 度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝101.325 kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO 2的质量 1 1 11RT v p m = 压送后储气罐中CO 2的质量 2 2 22RT v p m = 根据题意 容积体积不变；R ＝188.9 B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO 2的质量
)1 122(21T p T p R v m m m -= -= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题 1000)273 325.1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到0.7MPa ？设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875 .810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 == m m t 2 19.83min 第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa 一定量的空气压缩为0.7MPa 的空气；或者说0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 const pv = 0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为 5.591 .05 .87.01221=?== P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩0.1MPa 的空气3 m 3，则要压缩59.5 m 3的空气需要的时间 == 3 5 .59τ19.83min 2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg 。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B ＝101kPa ，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？
工程热力学,课后习题答案
工程热力学(第五版)习题答案 工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社 第二章 气体的热力性质 2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状 态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 1013252739.296?==p RT v ＝0.8kg m /3 v 1 =ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0＝64.27kmol m /3 2-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力 301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B ＝101.325 kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO2的质量
11 11RT v p m = 压送后储气罐中CO2的质量 22 22RT v p m = 根据题意 容积体积不变；R ＝188.9 B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO2的质量 )1122(21T p T p R v m m m -=-= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的 空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题 1000)273325.1013003.99(287300)1122(21?-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg
物理化学选做作业复习资料中南大学
纸质作业答案 一、术语解释 节流膨胀：在绝热条件下，流体的恒焓膨胀过程。多数流体经节流膨胀(多数情况下的流体是始态为液体，末态为气体)后温度下降，产生制冷效应。 可逆过程：在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程。沿可逆过程途径进行一次来回变化，不会给体系和环境留下任何痕迹，即体系和环境都可回到始态。 反应进度：用来表示化学反应进行程度的量，一般记为ξ，ξ = (n B,t - n B,0 )/νB ，式中n B,0为反应开始(ξ = 0)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，n B,t 为反应进行到t 时刻(ξ)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，νB 为反应方程式形为0 = ΣνB B 时，物质B 的化学计量系数。ξ值与选用体系中的哪种物质的量的变化来进行计算无关，但与化学反应计量式的写法有关。 热容：在不发生相变和化学变化的前提下，体系在经历某一过程时，与环境所交换的热与由此引起的温度变化值之比称为体系的热容。若过程为恒压过程，则所得热容称为恒压热容，过程为恒容过程，则所得热容称为恒容热容。 反应热效应：也称反应热，是指在只做体积功和始末态温度相等的条件下，完成化学反应过程中体系与环境所交换的热。热效应有为恒(等)压热效应和恒(等)容热效应之分，恒(等)压热效应Q p =ΔH ，恒(等)容热效应Q V =ΔU 。对应不同类型的反应，反应热也可分为生成热、燃烧热、溶解热、稀释热等。 熵判据：在隔离体系中，ΔS 隔离 = ΔS 体系 + ΔS 环境 ≥ 0，若ΔS 隔离 = 0，则体系达到平衡，若ΔS 隔离 > 0，则体系中发生的变化为自发（动）过程。 熵增原理：在绝热或隔离体系中发生任何变化，体系的熵总是增加或不变，而不会减少，即ΔS ≥ 0。对绝热体系而言，ΔS 绝热 > 0时，体系中发生的变化为不可逆过程，ΔS 绝热 = 0时，体系中发生的变化为可逆过程。 化学势：溶液中组元i 的偏摩尔吉布斯自由能称为组元i 的化学势。其定义式为： i j i j i j i j ,,i ,,i ,,i ,,i i i ≠≠≠≠???? ????=???? ????=???? ????=???? ????==j j j j n V S n p S n V T n p T n U n H n A n G G μ 稀溶液依数性：稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压是值只与一定量溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的本性无关，这四个性质统称为稀溶液的依数性。 标准平衡常数：反应体系达到平衡，且各物质均处于标准状态时的反应平衡常数，其定义式
工程热力学课后题答案
习题及部分解答 第一篇 工程热力学 第一章 基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高 mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 kPa p p p p kPa Pa p kPa p Hg O H b Hg O H 6.206)6.106961.1(0.98)(6.10610006.132.133800.96.110961.180665.92002253=++=++==?=?==?=?= 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角 30=α，压力计中 使用3/8.0cm g =ρ 的煤油，斜管液体长度mm L 200=，当地大气压力MPa p b 1.0=，求烟 气的绝对压力（用MPa 表示）解： MPa Pa g L p 6108.7848.7845.081.98.0200sin -?==???==α ρ MPa p p p v b 0992.0108.7841.06=?-=-=- 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为 kPa 110，B 为真空表，读数为kPa 45。若当地大气压kPa p b 97=，求压力表A 的读数（用kPa 表示） kPa p gA 155= 6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。 （1）.取水为系统； （2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为mmHg 706。若大气压力为MPa 098.0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用MPa 表示） MPa p MPa p 0039.0;0247.021== 8.测得容器的真空度 mmHg p v 550=，大气压力 MPa p b 098.0=，求容器内的绝对压力。若大气
中南大学物化课后习题答案-8--章-电解质溶液
第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式： As 2S 3 (s)+HNO 3 (浓)→H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O FeS 2(s) + O 2 →Fe 2 O 3 (s) + SO 2 Cr 2O 3 (s) + Na 2 O 2 (s)→Na 2 CrO 4 (s) + Na 2 O(s) S + H 2SO 4 (浓)→SO 2 + H 2 O 2.用铂电极电解氯化铜CuCl 2 溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3） 解：（1）在阴极 Cu2+＋ 2e → Cu 析出铜 (2) 在阳极 2Cl-→Cl 2 (g) + 2e 析出氯 3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。在同一电导池中 装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl 2 溶液，测得电阻为1050Ω。计算电 导池常数、该CaCl 2溶液的电导率和摩尔电导率Λ m (1/2CaCl 2 )。（答案：125.4 m-1， 0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）
解：（1）电导池常数G （2）CaCl 2 的电导率 (3) 摩尔电导率 4.在298K，H+ 和HCO- 3 的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λ HCO - 3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同温度下测得0.0275mol·dm-3H 2 CO 3 溶液的电导 率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HCO-3的离解度。（答案：α= 3.56×10-3） 解： 5.已知291K时NaCl ，NaOH及NH 4 Cl的极限摩尔电导率λ分别为1.086×10-2， 2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K时0.1及0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的 摩尔电导率λm分别为3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述实测数据求0.1及 0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的离解常数K。（答案：K = 1.7×10-5）
物化实验题-中南大学
中南大学考试试卷 2008 -- 2009 学年 1 学期时间110分钟 2008 年12 月27 日物理化学实验课程 24 学时 1 学分考试形式：闭卷 专业年级：冶金、环境、教化07 总分100分，占总评成绩30 % 共80题，每题4分，任选25题。每题四个答案，其中只有一个是最合适的。请用“ ”圈出最合适的答案。下笔慎重，涂改答案算0分。 热化学实验 1、用数字贝克曼温度计测量温差时，为什么要选择温差按钮？ ①、方便②、精确③、区别于温度④、担心温差太大 2、使用数字压力计时，在系统里外压力相等时采零是因为2 ①、绝对真空难得到②、要依靠外压计算系统压力 ③、环境压力不稳定④、要求系统压力精确 3、测量水的饱和蒸汽压时，如果系统里外压力相等且为一个大气压时测得水的沸点高于100度，可能的原因是 ①、温度计不准或水中含有杂质②、系统漏气 ③、加热系统出了毛病④、冷却系统出了故障 4、饱和蒸汽压实验使用冷却水的目的是 ①、给系统降温②、怕液体过热 ③、怕损坏仪器④、维持系统压力和水的数量恒定与保护压力计 5、偏摩尔体积实验不使用容量瓶而使用比重瓶是因为3 ①、容量瓶太大②、比重瓶更方便③、比重瓶更精确④、容量瓶带刻度 6、偏摩尔体积实验中配制NaCl水溶液时用来量水的量筒其精度明显与比重瓶和天平不匹配，为什么？1 ①、因为水的数量最终靠天平称量②、水的数量大，不必精确 ③、量筒精度低一点对最终结果影响不大④、量筒带来的误差在实验过程中会被抵消 7、偏摩尔体积实验中恒温槽温度应 ①、比室温略高②、和室温相等③、至少比室温高5度④、比室温稍低 8、如果比重瓶瓶塞中液柱未到顶端，其原因是1 ①、比重瓶漏液或溶液不够②、溶液表面张力太小 ③、溶液表面张力太大④、瓶塞孔径太小 9、对于燃烧热测定，环境是指 ①、外筒以外②、氧弹以外③、内筒以外④、坩埚以外 10、燃烧热测定装置中内筒为什么内外表面抛光？ ①、防止生锈②、美观③、防止粘水④、防止热辐射 11、燃烧热测定装置内筒底部为什么要用三个塑料柱支撑？ ①、透气②、防止热传导③、防止内筒和外筒底部接触④、防止导电
工程热力学课后习题及答案第六版完整版
工程热力学课后习题及 答案第六版完整版 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩 尔 容 积 Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 28 83140== M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 101325 2739.296?== p RT v ＝kg m /3 v 1=ρ＝3/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝ p T R 0＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力 3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2 ＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO 2的质量 压送后储气罐中CO 2的质量 根据题意 容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO 2的质量 )1 122(21T p T p R v m m m -= -= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高
到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少 解：同上题 1000 )273 325 .1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩 机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 == m m t 2 第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情 况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3的空气在下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 、8.5 m 3的空气在下占体积为 5.591 .05.87.01221=?== P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3，则要压缩 m 3的空气需要的时间 == 3 5.59τ 2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量 为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg 。加热后其容积增大