物理化學(xué)習(xí)題解答中藥

《物理化學(xué)習(xí)題集》諸論習(xí)題解答1．裝氧的鋼筒體積為20升，溫度在15℃時(shí)壓力為100kPa，，經(jīng)使用后，壓力降低到25kPa。問(wèn)共使用了多少千克氧？pVnRTmRT解：M2．87mg理想氣體樣品在60.8kPa壓力下，體積增至二倍，絕對(duì)溫度增至三倍，求最后壓力。pmRTp2T2V1解：因?yàn)镸V故p1V2T1p2T2V1p1360.891.2kPaV2T12所以3．干燥空氣中主要成分(體積百分?jǐn)?shù))為：氮(1)78.03%；氧(2)20.99%；氬(3)0.93%；二氧化碳(4)0.03%。假如總壓力為101.3kPa，求各氣體的分壓。解：用理想氣體方程可以知道，在溫度相同時(shí)，氣體的體積分?jǐn)?shù)即為壓力分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)，所以依據(jù)分壓定律有：同理：O2、Ar、CO2的分壓分別為21.26kPa、0.9421kPa、0.03039kPa4．某化合物擁有以下的重量百分組成：C14.3%，H1.2%，Cl84.5%，將1克該物質(zhì)在120℃及100kPa壓力下，完整氣化為蒸氣，體積為0.194L。經(jīng)過(guò)計(jì)算寫出該化合物的分子式。npV1000.1945.937103mol解：RT8.314393碳原子數(shù)為NC168.40.143/122氫原子數(shù)為NH168.40.012/12氯原子數(shù)為NCl168.40.845/35.54所以分子式為C2H2Cl40.381dm3·mol-1。設(shè)CO2為范德瓦爾斯氣體，試求其壓力，并與實(shí)驗(yàn)值5．CO2氣體在40℃時(shí)的摩爾體積為5066.3kPa作比較。解：由表中查得，CO2氣體的a、b值分別為0.3640、4.267×10-5代入其方程：故p5184.0kPa100%2.32%相對(duì)偏差5066.36．用一根可忽略體積的管子把兩個(gè)等體積的球連起來(lái)，兩球內(nèi)充以氮?dú)?，?dāng)兩球浸入開水中時(shí)，球內(nèi)氣體的壓力為500kPa。此后，將一球浸入冰水混淆物中，另一球仍保持在開水中，求系統(tǒng)的壓力為多少？pV5002Vn8.3140.3225V解：RT373p'nR(T1T2)0.32258.314273373423kPa故VT1T22733737．一個(gè)15升的氧氣瓶中裝有1.20kg氧，若鋼瓶能經(jīng)受的最大壓力是1.5×104kPa，問(wèn)此瓶能熱至多少度(用范德瓦爾斯方程計(jì)算)？如用理想氣體公式計(jì)算，偏差多大？解：查得氧氣的范德瓦爾斯常數(shù)a=0.1378(Pa·m6·mol-2)，b=0.3183×10-4(m3·mol-1)1.2010337.5moln因?yàn)?2=(722-702)/702=2.85%第一章由范德瓦爾斯方程得：由理想氣體方程得：相對(duì)偏差為熱力學(xué)第必定律習(xí)題解答1．設(shè)有一電爐絲，浸于絕熱箱內(nèi)的水中。以未通電為始態(tài)，通電一段時(shí)間后為終態(tài)。如將以下狀況作為系統(tǒng)，試問(wèn)U、Q及W為正、為負(fù)仍是為零？以電爐絲為系統(tǒng)；以電爐絲及水為系統(tǒng)；以電爐絲、水、電源及其余全部有影響的部分為系統(tǒng)。解：(1)此時(shí)水、電源等為環(huán)境，通電一段時(shí)間達(dá)到平衡后，電爐絲將從電源（環(huán)境）獲取的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苡钟胁糠謧鬟_(dá)給水（環(huán)境），Q0而自己狀態(tài)改變，溫度高升，故U＞0；從環(huán)境獲取電功，故W0。(2)此時(shí)電源為環(huán)境，故為一絕熱過(guò)程。即：Q0，系統(tǒng)從環(huán)境獲取電功，故W0。依據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：UQW，所以UW0。(3)這是一個(gè)孤立系統(tǒng)，故UQW0。2．系統(tǒng)狀態(tài)如發(fā)生以下變化，試問(wèn)各變化過(guò)程的Q、W、U和H為正、為負(fù)仍是為零？理想氣體自由膨脹；理想氣體定壓膨脹（V＞0）；理想氣體定溫可逆膨脹；在充滿氧氣的定容絕熱反響器中，石墨強(qiáng)烈焚燒，以反響器及此中所有物質(zhì)為系統(tǒng)；水蒸氣經(jīng)過(guò)蒸氣機(jī)對(duì)外做必定量的功后恢復(fù)原狀，以水蒸氣為系統(tǒng)。解：(1)依據(jù)焦耳實(shí)驗(yàn)可知，理想氣體自由膨脹時(shí)T0，故Q0；又因該過(guò)程為向真空膨脹，pe0，故W0。理想氣體的內(nèi)能與焓只與溫度相關(guān)，該過(guò)程溫度未變，故UH0。(2)該過(guò)程的WpV0。依據(jù)pVnRT可知：該過(guò)程的T0，即該過(guò)程為吸熱過(guò)程，故：Q0。由理想氣體的性質(zhì)可知，理想氣體的內(nèi)能與焓但是溫度的函數(shù)。該過(guò)程為升溫過(guò)程，故U0，H0。(3)因該過(guò)程為定溫過(guò)程，故UH0。且為膨脹過(guò)程，V0，故W0。由熱力學(xué)第必定律得：QW0。(4)因該過(guò)程為定容過(guò)程，有：V0故W0。該過(guò)程亦為絕熱過(guò)程，有：Q0，故UQW0。由焓的定義式可得：HU(pV)，該反響為放熱反響，因是定容絕熱系統(tǒng)，故隨著反響的進(jìn)行系統(tǒng)的溫度高升，壓力增大，體積不變。對(duì)于上式有：HUVp，因p0、U0，所以H0。(5)因該過(guò)程為循環(huán)過(guò)程，故狀態(tài)函數(shù)U與H均恢復(fù)原值。即：UH0因在該過(guò)程中水蒸氣經(jīng)過(guò)蒸氣機(jī)對(duì)外做功，故W0由熱力學(xué)第必定律知：QUW，故Q0。3．計(jì)算1mol理想氣體在以下過(guò)程中所做的功。已知?dú)怏w的始態(tài)體積為0.050m3，終態(tài)為0.20m3，始態(tài)和終態(tài)的溫度均為100℃。向真空膨脹；在外壓恒定為氣體終態(tài)的壓力下膨脹；(3)開始膨脹時(shí)，在外壓恒定為氣體體積等于0.10m3的平衡壓力下膨脹，當(dāng)膨脹至0.10m3后（此時(shí)溫度仍為100℃），再在外壓減小至氣體體積等于0.20m3時(shí)的平衡壓力下膨脹。定溫可逆膨脹。試將上述過(guò)程所做的功加以比較，結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？解：依據(jù)題意有：(1)因pe=0，故W1peV0W2peVp2V2V1nRT2V2V1(2)因pe=p2，故V2(3)分步膨脹(i)pe=p’，則分步膨脹(ii)pe=p2，則此過(guò)程的總功為：W3WiWii1550.61550.63101J由定溫可逆膨脹功的計(jì)算式得：由計(jì)算結(jié)果可知，功與過(guò)程相關(guān)，并且可逆膨脹過(guò)程系統(tǒng)做最大功。4．1mol單原子理想氣體，經(jīng)由右圖所示的（a）、（b）及（c）三個(gè)可逆過(guò)程組成一個(gè)循環(huán)。（已知：狀態(tài)1為405.3kPa、11.2L、273℃；狀態(tài)2為202.65kPa、11.2L、0℃；狀態(tài)3為202.65kPa、22.4L、273℃）。試求：每一過(guò)程的Q、W和U；整個(gè)循環(huán)過(guò)程的Q、W和U。解：(1)由圖可知過(guò)程（a）為恒容過(guò)程，即：V0，故Wa0，由熱力學(xué)第必定律知，此時(shí)UaQanCV,mTnCV,mT2T1對(duì)于單原子理想氣體有：CV,m32R，將其代入上式得：由圖可知過(guò)程（b）為恒壓過(guò)程，則由狀態(tài)1與3的數(shù)據(jù)可知，過(guò)程（c）為恒溫過(guò)程，而理想氣體的內(nèi)能為溫度的函數(shù)，故此過(guò)程Uc0。則(2)U是狀態(tài)函數(shù)，對(duì)于循環(huán)過(guò)程有：U05．已知水和冰的密度分別為1000kg·m-3和920kg·m-3，現(xiàn)有1mol的水發(fā)生以下變化(假定密度與溫度無(wú)關(guān))：在100℃和標(biāo)準(zhǔn)壓力下蒸發(fā)為水蒸氣（假定水蒸氣為理想氣體）；在0℃和標(biāo)準(zhǔn)壓力下凝結(jié)為冰。試求上述兩過(guò)程系統(tǒng)所做的體積功。解：(1)該過(guò)程為恒溫恒壓可逆過(guò)程，故對(duì)該過(guò)程有：(2)該過(guò)程為恒溫恒壓可逆過(guò)程，故對(duì)該過(guò)程有：一禮堂中有950人在開會(huì)，每人平均每小時(shí)向四周發(fā)散出420kJ的熱量。(1)假如以禮堂中空氣和椅子等為系統(tǒng)，則在開會(huì)時(shí)的20min內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)能增添了多少？假如以禮堂中的空氣、人和其余所有的東西為系統(tǒng)，則其內(nèi)能的增添又為多少？解：(1)開會(huì)20min時(shí)開釋的熱量為：此為恒容系統(tǒng)，故W0由熱力學(xué)第必定律知：UQW1.33108J(2)此為孤立系統(tǒng)，則U07．已知乙醇的蒸發(fā)熱為858×103J·kg-1，每0.001kg蒸氣的體積為607×10-6m3。試計(jì)算以下過(guò)程的Q、W、U和H：0.020kg液體乙醇在標(biāo)準(zhǔn)壓力，溫度78.4℃（乙醇沸點(diǎn)）下蒸發(fā)為氣體（計(jì)算時(shí)可忽略液體體積）；(2)若將壓力101.325kPa，溫度78.4℃下0.02kg的液體乙醇忽然移放到定溫78.4℃的真空容器中，乙醇立刻蒸發(fā)并充滿容器，最后氣體的壓力為101.325kPa。解：(1)該過(guò)程為恒溫恒壓可逆過(guò)程，則有：因該過(guò)程的始、終態(tài)與(1)相同，對(duì)狀態(tài)函數(shù)有：由題意知，該過(guò)程為向真空蒸發(fā)，則W208．已知水的汽化熱為2259J·g-1?，F(xiàn)將115V、5A的電流經(jīng)過(guò)浸在100℃、裝在絕熱筒中的水中的電加熱器，電流通了1h。試計(jì)算：有多少水變?yōu)樗魵?？將作出多少功？以水和蒸氣為系統(tǒng)，求U。解：(1)通電1h水吸取的熱量為：則變?yōu)樗魵獾馁|(zhì)量為：2.07106/2259916g作的功為：由熱力學(xué)第必定律知：9．1mol單原子理想氣體，始態(tài)壓力為202.65kPa，體積為0.0112m3，經(jīng)過(guò)pT=常數(shù)的可逆壓縮過(guò)程至終態(tài)為405.3kPa，試求：終態(tài)的體積和溫度；U和H；該過(guò)程系統(tǒng)所做的功。解：(1)因?yàn)樵撓到y(tǒng)為理想氣體，pT=常數(shù)，則CV,m3Cp,m5RR2(2)因是單原子分子，其2、，則因pT=常數(shù)，即pTC。則；10．已知?dú)錃獾亩▔耗枱崛軨p,m為：試求：(1)溫度為800K時(shí)的Cp,m值；定壓下1mol氫氣的溫度從300K升到800K時(shí)需要多少熱；若在定容下，需要多少熱；在上述溫度范圍內(nèi)氫的平均定壓摩爾熱容。解：(1)Cp,m26.884.347103T0.3265106T2非體積功為零時(shí)有：對(duì)理想氣體有：CV,mCp,mR則Cp,mQ1458329.17JK1mol1(3)T8003000.002m3、1000kPa，經(jīng)(a)定溫可逆膨脹到11．1摩爾雙原子分子理想氣體從500kPa；或經(jīng)(b)絕熱可逆膨脹到500kPa。試求：過(guò)程(a)和(b)的Q、W、U和H；畫出兩過(guò)程在p-V圖上的形狀表示圖；在p-V圖上畫出第三過(guò)程—將(a)和(b)兩過(guò)程相連，則該過(guò)程為定容過(guò)程仍是定壓過(guò)程。解：依據(jù)題意有：(1)因(a)為定溫過(guò)程，而U與H為狀態(tài)函數(shù)，故：HaUa0。則Cp,m7RCV,m5RCp,m1.4雙原子分子的22CV,m因(b)為理想氣體的絕熱過(guò)程，其Qb0。且有：(2)(3)12．某理想氣體的Cp,m＝29.10J·K-1·mol-1。(1)當(dāng)1mol該氣體在25℃、1200kPa時(shí)做絕熱可逆膨脹到最后壓力為400kPa；當(dāng)該氣體在外壓恒定為400kPa時(shí)做絕熱膨脹。試分別求算上述兩過(guò)程終態(tài)的溫度和體積以及過(guò)程的W、U和H。解：(1)對(duì)絕熱過(guò)程有：Q0，則dUδWnCv,mdTnRT因是絕熱可逆過(guò)程，上式可表示為：VdV又因是理想氣體，存在關(guān)系式：CV,mCp,mR將其代入上式整理后兩邊同時(shí)積分有：29.10T28.314ln400103ln1200103將各值代入，有：298解得：T2218K(2)對(duì)絕熱過(guò)程有：Q0因是絕熱恒外壓過(guò)程，故：UW解得：T2241K13．已知以下反響在25℃時(shí)的熱效應(yīng)：Na(s)1Cl2(g)NaCl(s),rHm411kJ(1)2(2)2Na(s)S(s)2O2(g)Na2SO4(s),rHm1383kJ(3)1H2(g)1Cl2(g)HCl(g),rHm92.3kJ22(4)H2(g)S(s)2O2(g)H2SO4(l),rHm811.3kJ求反響2NaCl(s)H2SO4(l)Na2SO4(s)2HCl(g)在25℃時(shí)的解：由蓋斯定律知，所求反響式為：2(3)(2)2(1)因該反響的n2，故：14．計(jì)算以下反響的rHm0(298K)0(298K)分別為：已知：C2H5OH(l)、CO2(g)和H2O(l)的fHmkJ·mol-1。解：本題為由生成熱求反響熱，故15．試證明：

rUm和rHm。(4)，則-277.7kJ·mol-1、-393.5kJ·mol-1和-285.3UCppVTTp(1)pUCVTppV(2)V證：(1)由UHpV，得dUdHpdVVdp恒壓條件下有dp=0，將上式兩邊同除以dT得：得證。(2)設(shè)UfT、V，微分得

UUdTdUdVVTTV恒容條件下將上式兩邊同除以dp得：16．試證明：HCVpTVVTV(1)HHpCp(2)TVpTTV證：(1)由HUpV，得dHdUpdVVdp恒容條件下有dV=0，將上式兩邊同除以dT得：(2)設(shè)HfT、p，微分得

HHdTdHdppTTp恒容條件下將上式兩邊同除以dT得：cHm0為-2816kJ·mol-1和-5648kJ·mol-1。試求17．在25℃和標(biāo)準(zhǔn)壓力下，測(cè)得葡萄糖和麥芽糖的焚燒熱此條件下，0.018kg葡萄糖按以下反響方程式轉(zhuǎn)變?yōu)辂溠刻堑撵首兪嵌嗌?？解：由葡萄糖及麥芽糖的焚燒熱可求得反響熱，即則0.018kg的葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)辂溠刻堑撵首儯捶错憻幔椋?8．人體內(nèi)產(chǎn)生的尿素是一系列酶催化反響的結(jié)果，可用以下反響式來(lái)表示（設(shè)為25℃）：2NH3(g)CO2(g)酶NH2CON2(Hs)H2O(l)計(jì)算此反響的rUm和rHm。解：查表獲取各化合物的生成熱為：依據(jù)各物質(zhì)的生成熱計(jì)算出該反響的rHm，即因該反響的n3，故：19．在25℃時(shí)，液態(tài)水的生成熱為-285.3kJ·mol-1。已知在25～100℃的溫度區(qū)間內(nèi)，H2(g)、O2(g)和H2O(l)的平均定壓摩爾熱容分別為28.83、29.16和75.31J·K-1·mol-1，試計(jì)算在100℃時(shí)液體水的生成熱。解：依據(jù)題意知依據(jù)基爾霍夫定律有：20．假定以下所有反響物和產(chǎn)物均為25℃下的正常狀態(tài)，問(wèn)哪一個(gè)反響的U和H有較大差別，并指出哪個(gè)反響的U大于H，哪個(gè)反響的U小于H。蔗糖（C12H22O11）的完整焚燒；(2)萘（C10H8）被氧氣完整氧化成鄰苯二甲酸［C6H4(COOH)2］；乙醇（C2H5OH）的完整焚燒；PbS與O2完整焚燒，氧化成PbO和SO2。解：(1)蔗糖（C12H22O11）的完整焚燒的反響式以下：對(duì)于化學(xué)反響有：HUnRT因本反響n0，故HU(2)萘（C10H8）被氧氣完整氧化成鄰苯二甲酸［C6H4(COOH)2］的反響式以下：因本反響n24.52.50，故HU乙醇（C2H5OH）完整焚燒的反響式以下：因本反響n2310，故HU(4)PbS與O2完整焚燒，氧化成PbO和SO2的反響式以下：因本反響n11.50.50，故HU21．設(shè)有壓力為101325Pa、溫度為293K的理想氣體6dm3，在等壓下加熱，直到最后的溫度為373K為止。計(jì)算過(guò)程中的Q、W、U和H。?已知該氣體的等壓摩爾熱容Cp,m=27.28J·K-1·mol-1。npV10132561030.250molRT8.314293解：22．已知CH3OH（l）在298Ｋ時(shí)的焚燒熱為-726.1kJ·mol-1，CO2(g)和H2O(l)在298K時(shí)的生成熱fHm0-1，fHm0(HO)(l)＝-285kJ·mol-1，求CHOH（l）在298K時(shí)的生成熱。223解：CH3OH+3/2O2=CO2(g)+2H2O(l)rHm0fHm0(CO2)+2fHm02O)(l)-fHm0=(H(CH3OH)(l)(-393)+2×(-285)-fHm0(CH3OH)=-726.1，故fHm0(CH3OH)(l)=-236.9kJ·mol-1。第二章熱力學(xué)第二定律與化學(xué)平衡習(xí)題解答1．1L理想氣體在298K時(shí)壓力為151kPa，經(jīng)等溫膨脹最后體積變到10L，計(jì)算該過(guò)程的W、H、U、S。WV2p1V1ln1015112.303348JpdVnRTlnV2解：V1V12．一個(gè)理想卡諾熱機(jī)在溫差為100K的兩個(gè)熱源之間工作，若熱機(jī)效率為25%，計(jì)算T1、T2和功。已知每一循環(huán)中T1熱源吸熱1000J，假定所作的功W以摩擦熱形式完整消逝在T2熱源上，求該熱機(jī)每一循環(huán)后的熵變和環(huán)境的熵變。T2T125%100T2T2解：WWQ1W0.25WW=333.3J1000Q2W333.30.251333JS體0(因?yàn)闊釞C(jī)循環(huán)一周回到原態(tài))3．1molN在27℃從體積為1L向真空膨脹至體積為20L，求系統(tǒng)的熵變。若使該氣體在27℃從1L經(jīng)恒溫可逆2膨脹至20L其熵變又為多少？解：因?yàn)槭嵌剡^(guò)程，所以U=0，-1因?yàn)殪厥菭顟B(tài)函數(shù)，故2。S=24.91J·K4．1mol水于0.1MPa下自25℃升溫至50℃，求熵變及熱溫熵，并判斷過(guò)程的可逆性。已知Cp,m=75.40J·K-1·mol-1。⑴熱源溫度為750℃；⑵熱源溫度為150℃。S1nCp,mlnT275.40ln323.26.070JK1解：⑴T1298.2S總1S1Ssur,16.0701.8424.228JK1＞0，不行逆。⑵S2S16.070JK1S總2S2Ssur,26.0704.4541.616JK1＞0，不行逆。依據(jù)總熵變可知，第一個(gè)過(guò)程的不行逆程度大于第二過(guò)程。5．1mol甲醇在64.6℃(沸點(diǎn))和101.325kPa向真空蒸發(fā)，變?yōu)?4.6℃和101.325kPa的甲醇蒸氣，試計(jì)算此過(guò)程的S系統(tǒng)、S環(huán)境和S總，并判斷此過(guò)程能否自覺(jué)。已知甲醇的摩爾氣化熱為35.32kJ·mol-1。解：設(shè)計(jì)為必定溫、定壓無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。SsurQRHRS8.314104.696.3JK1∴TsurTS總SSsur104.696.38.314JK1＞0；可自覺(jué)6．有一大恒溫槽，其溫度為98.9℃，室溫為28.9℃，經(jīng)過(guò)相當(dāng)時(shí)間后，有4184J的熱因恒溫槽絕熱不良而傳給室內(nèi)空氣，試求⑴恒溫槽的熵變；⑵空氣的熵變；⑶試問(wèn)此過(guò)程能否可逆。S1Q1418411.24JK1解：T1273.298.9SS1S211.2413.852.61JK1＞0，不行逆。7．在保溫瓶中將10g開水中加入1g273.2K的冰，求該過(guò)程的Q、W、U、H、S的值各為多少？已知冰的融化熱為6025J·mol-1，水的熱容Cp，m=75.31J·K-1·mol-1。解：以瓶?jī)?nèi)物質(zhì)為系統(tǒng)，此為絕熱過(guò)程，先求出終態(tài)溫度：解得：T=356.8K,因?yàn)槭墙^熱過(guò)程，Q=0再忽略冰和水的體積差別，則W=0，U=0，H=08．253K，101.325kPa的1mol過(guò)冷水在絕熱容器中部分凝結(jié)形成273K的冰水兩相共存的平衡系統(tǒng)，計(jì)算此過(guò)程H及S。已知冰在273K時(shí)摩爾融化熱fusHm=6008J·mol-1，水的定壓摩爾熱容為75.30J·K-1·mol-1。解：設(shè)最后系統(tǒng)有xmol水結(jié)冰，這些水結(jié)冰所放出的熱，用于過(guò)冷水的升溫。故75.30×20=x×6008∴x=0.251molH=09．1mol單原子理想氣體的始態(tài)為298.2K和5.0105Pa:（1）經(jīng)絕熱可逆膨脹至氣體壓力為1.0105Pa，由熵增原理知，此過(guò)程的熵變S1=0。（2）在外壓1.01051.0105S＞0。2（3）將（2）過(guò)程的終態(tài)在外壓5.0105Pa下，經(jīng)定外壓絕熱壓縮至氣體壓力為5.0105Pa，由熵增原理知，此過(guò)程的熵變S3>0。試問(wèn)（a）：（1）過(guò)程與（2）過(guò)程的始態(tài)壓力相同，終態(tài)壓力也相同，為何狀態(tài)函數(shù)變化不同樣，即S=0，1S2＞0。（b）：（3）過(guò)程是（2）過(guò)程的逆過(guò)程，為何二者的熵變都大于0，即S2＞0，S3＞0。請(qǐng)經(jīng)過(guò)計(jì)算加以說(shuō)明。解：(1)因?yàn)門1p11T2p12(2)Q0U-WCV,m(T2'-T1)-p2(V2-V1)3R(T2-T1)RT1p2RT22p1解得：T2=202.8K(3)同(2)Q0U-WCV,m(T3-T2)-p1(V3-V2)解得：T3=527.3K計(jì)算結(jié)果表示：(1)與(2)都是絕熱過(guò)程，但可逆與不行逆不可以抵達(dá)同一終態(tài)，始態(tài)相同，終態(tài)卻不相同；同理(3)并不是是(2)的逆過(guò)程，它不可以回到(2)的初步狀態(tài)，故有上述結(jié)果。10．已知丙酮蒸氣在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值為S0294.9JK1mol11000K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾m，求它在熵值。在273～1500K范圍內(nèi)，其蒸氣的Cp,m與溫度T的關(guān)系式為SS01000106)dT(22.470.2018T63.5解：298T11．計(jì)算以下各定溫過(guò)程的熵變：(1)VV2V(2)VVV同(1)，但將Ar變?yōu)镹2；同(2)，但將Ar變?yōu)镹2。解：(1)此為理想氣體混淆過(guò)程，（2）因混淆過(guò)程體積、分壓沒(méi)有變化，氣體之間沒(méi)有作使勁，各物質(zhì)的紛亂度均未變(3)SnARlnxAnBRlnxB0因?yàn)榛煜笕詾榧兾镔|(zhì)。混淆后氣體的總壓發(fā)生變化，相當(dāng)于氣體定溫增壓過(guò)程12．指出在下述各過(guò)程中系統(tǒng)的U、H、S、F、G何者為零？理想氣體卡諾循環(huán)。(2)H2和O2在絕熱鋼瓶中發(fā)生反響。液態(tài)水在373.15K和101.325kPa下蒸發(fā)為水蒸汽。理想氣體向真空自由膨脹。理想氣體絕熱可逆膨脹。理想氣體等溫可逆膨脹。解：(1)系統(tǒng)回到原態(tài)，所以狀態(tài)函數(shù)不變，故改變量均為零；定容過(guò)程，U=0；(3)此為定溫、定壓、不做非體積功的可逆過(guò)程，G=0；此為定溫不行逆膨脹，Q=W=U=0，H=0；此為絕熱可逆過(guò)程Q=S=0；U=0，H=013．1mol單原子理想氣體始態(tài)為273K、p0，分別經(jīng)歷以下可逆變化：（1）定溫下壓力加倍；（2）定壓下體積加倍；（3）定容下壓力加倍；（4）絕熱可逆膨脹至壓力減少1半。計(jì)算上述各過(guò)程的Q、W、U、H、S、G、F。（已知273K、p0下該氣體的摩爾熵為100J·K-1·mol-1）解：(1)定溫下的壓力加倍：UH014．請(qǐng)計(jì)算1mol過(guò)冷水在268.2K，101.325kPa時(shí)凝結(jié)為268.2K，101.325kPa的冰過(guò)程中的G及S。已知水在273.2K時(shí)摩爾融化熱fusm-1,液態(tài)水和冰的飽和蒸氣壓分別為422Pa和414Pa，水的定壓摩爾熱H=6008J·mol容為75.3J·mol-1·K-1。解：因V(l)≈V(s)故G1≈G524而G=G=0414414nRTdp414GG3V(g)dpnRTln42.7J所以422422p42215．1mol乙醇在其沸點(diǎn)351.5K時(shí)蒸發(fā)為氣體，求該過(guò)程中的Q，W，U，H，S，G，F(xiàn)。已知該溫度下乙醇的氣化熱為38.92kJ·mol-1。解：此為定壓的可逆過(guò)程Q=H=38.92kJJmol-1·K-1·和5.71J·mol-1·K-1；其標(biāo)準(zhǔn)16．298K和101.325kpa下，金剛石與石墨的規(guī)定熵分別為2.45焚燒熱分別為-395.40kJ·mol-1和-393.51kJ·mol-1。計(jì)算在此條件下，石墨→金剛石的0值，并說(shuō)明此時(shí)rm哪一種晶體較為牢固。解：rHm0cHm0(石)cHm0(金)(393.51395.40)1.89kJmol1rGm0rHm0TrSm01890298(3.26)2.862kJmol1＞0說(shuō)明在此條件下，石墨牢固。17．試由上題的結(jié)果，求算需增大到多大壓力才能使石墨變?yōu)榻饎偸恳阎?5℃時(shí)石墨和金剛石的密度分別為2.260×103-3和3.513×103-3kg·mkg·m。解：經(jīng)過(guò)加壓使rGm0p2G2G1VdpG1V(p2p1)∵p1由rGm(p2)0,解得p2≥1.52×109Pa,石墨才能變?yōu)榻饎偸?8．試求在等溫條件下，理想氣體內(nèi)能隨體積的變化及焓隨壓力的變化。解：在等溫下，將式dUTdSpdV對(duì)體積求導(dǎo)：SSp,式中，VT不易直接測(cè)定，依據(jù)式VTTVUppVT代入TTVpnR對(duì)理想氣體，用其狀態(tài)方程，可求得TVV代入上式，得

UnRTppp0VTV即理想氣體的內(nèi)能僅是溫度的函數(shù)，與氣體體積沒(méi)關(guān)。同理dHdUdpVTdSVdp對(duì)壓力爭(zhēng)導(dǎo)：SV依據(jù)式pTTp，HTVV代入上式pTTpH0相同，用理想氣體狀態(tài)方程關(guān)系代入，可得理想氣體pT。19．思慮題：①理想氣體定溫可逆膨脹過(guò)程U=0，Q=W。說(shuō)明理想氣體從單調(diào)熱源吸熱并所有轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，這與熱力學(xué)第二定律的開爾文表述有無(wú)矛盾？為何？②“在可逆過(guò)程中

QQdSdST，而在不行逆過(guò)程中T，所以可逆過(guò)程的熵變大于不行逆過(guò)程的熵變?！贝苏f(shuō)法能否正確，為何？③寫出以下公式的合用條件。④在373.15K、101.325kpa下水蒸發(fā)成水蒸氣的過(guò)程是可逆過(guò)程，因?yàn)榭赡孢^(guò)程的S=0，所以此過(guò)程的S=0。此說(shuō)法能否正確，為何？答：①這其實(shí)不矛盾，熱力學(xué)第二定律并無(wú)說(shuō)熱不可以所有轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，而是說(shuō)在沒(méi)有發(fā)生變化的條件下，熱不可以所有轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，上述過(guò)程中，氣體的體積、壓強(qiáng)等都發(fā)生了變化。②不正確，當(dāng)一直態(tài)相同時(shí)，可逆與不行逆過(guò)程的dS相同，但δQ不同樣。/③（1）純物質(zhì)純真狀態(tài)(pVT)變化、恒壓過(guò)程；（2）可逆過(guò)程；（3）關(guān)閉系統(tǒng)、、純真狀態(tài)變化；W=0（4）隨意過(guò)程；④不正確，此為定溫定壓的可逆過(guò)程，只有吉布斯判據(jù)能用，該過(guò)程不是絕熱可逆過(guò)程，所以S≠0。20．在常溫常壓下，將必定量n(mol)的NaCl加在1kg水中，水的體積V（m3）隨n的變化關(guān)系為：V1.00131031.6625105n1.773106n3/21.194107n2求當(dāng)n=2mol時(shí)H2O和NaCl的偏摩爾體積。VB,nV1.66251051.7731063n1/21.1941072n解：nBT,p,nA2105110742.086105m31.66251.7731061.5221.194mol的會(huì)合公式：VnAVA,nnBVB,n

1依據(jù)偏摩爾量21．乙醇蒸氣在25℃、1大氣壓時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)fGm0-1，求算乙醇（液）的標(biāo)＝-168.5kJ·mol準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)fGm09348Pa。，計(jì)算時(shí)假定乙醇蒸氣為理想氣體，已知25℃時(shí)乙醇蒸氣壓為解：2C+3H2+1/2O2→1mol，p0，C2H5OH(l)↓↑1mol，p0，C2H5OH(g)→1mol，9348Pa，C2H5OH(g)→1mol，9348Pa，C2H5OH(l)fGm0HOH(l))=fGm0∫Vdp+0+∫Vdp2525gl=-168.5×103+RTlnp2/p1+0=-168.5×103+8.314×298ln9348/101325=-174.4kJ-1·mol22．指出以下式子中哪個(gè)是偏摩爾量，哪個(gè)化學(xué)勢(shì)？（1）(H/ni)T、p、nj；（2）(F/ni)T、p、nj；（3）(U/ni)S、V、nj；（4）(V/ni)T、p、nj；（5）(G/ni)T、V、nj；（6）；(F/ni)T、V、nj（7）(G/ni)T、p、nj；（8）(H/ni)S、p、nj；（9）(S/ni)T、p、nj答案：偏摩爾量：(1)、(2)、(4)、(7)、(9)；化學(xué)勢(shì)：(3)、(6)、(7)、(8)。23．在溫度298K,氧氣、氮?dú)夂投趸嫉暮嗬?shù)分別為kx(O2)43108Pa；kx(N2)86108Pa和kx(CO2)1.6108Pa；若它們的分壓為pO22.0104PapN27.5104Pa，；pCO25.0103Pa求它們?cè)谒械娜芙舛?。解：由pBkx.xBxBnB/(nAnB)nB/nA同理可得：n(N2)=0.484mol·m-3；n(CO2)=1.74mol·m-324．試比較以下幾種狀態(tài)下水的化學(xué)勢(shì)的大小。a）373K，p0，H2O（l）b）373K，p0，H2O（g）c）373K，2×p0，H2O（l）d）373K，2×p0，H2O（g）e）374K，p0，H2O（l）f）374K，p0，H2O（g）a與b比較，c與d比較，e與f比較，a與d比較，d與f比較。解：ab，因?yàn)槭强赡嫦嘧僄=0；cd，當(dāng)壓力增添時(shí)，沸點(diǎn)要高升，即2個(gè)大氣壓時(shí)，沸點(diǎn)高于373K，故液相牢固，自覺(jué)過(guò)程由氣到液；f，此時(shí)溫度已超出沸點(diǎn)，液態(tài)水不可以牢固，自覺(jué)過(guò)程由液到氣；ad，由化學(xué)勢(shì)計(jì)算式可知，壓力增高，化學(xué)勢(shì)增大，故abd；f，因?yàn)閴毫υ趦蓚€(gè)大氣壓，沸點(diǎn)大概在393K，顯然壓力增幅較溫度大，故化學(xué)勢(shì)較高。25．在常壓下，苯的沸點(diǎn)為353.25K。將0.01kg固體物質(zhì)B溶于0.10kg苯中，此溶液的沸點(diǎn)為354.05K。已知苯的摩爾質(zhì)量為MA=0.07811kg·mol-1，摩爾蒸發(fā)焓為30.8kJ·mol-1，試求物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量MB及溶液的摩爾沸點(diǎn)常數(shù)。2解：Kb(RTbMA/Hvap,m)26．溶劑A摩爾質(zhì)量為9.41×10-1kg·mol-1，冰點(diǎn)為318K，在0.100kg的溶劑中加入摩爾質(zhì)量為1.10110-1kg·mol-1的溶質(zhì)5.5510-4kg，冰點(diǎn)降落了0.382K。若再加入摩爾質(zhì)量未知的溶質(zhì)4.37210-4kg，冰點(diǎn)又下降了0.467K。試計(jì)算溶劑摩爾冰點(diǎn)降落常數(shù)、未知溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量MB和溶劑A的摩爾溶化熱。KfMB'mATf1.1011010.100.382Kmol1mB'5.551047.58kg解：由231829.41101/7.58fusHRTfMA/Kf8.314=104.37kJ·mol-127．把68.4g的蔗糖加入到1000克的水中，在200C時(shí)此溶液的比重為1.024，求該溶液蒸氣壓和浸透壓?解：蔗糖的分子量342，68.4g的物質(zhì)的量為0.2摩爾；溶液的體積為1068.4/1.024毫升；體積摩爾濃度為191.7mol·m-328．已知反響2NO2g2NOgO2g在457K、總壓力為101325Pa時(shí)，NO2有5%分解，求此反響的Kp。解：2NO2g2NOgO2g設(shè)最先NO2的物質(zhì)的量為n0n0(1-0.05)0.05n00.025n0n總=1.025n029．使1molHCl與0.48molO2混淆，在660K和101325Pa達(dá)成以下平衡時(shí)，生成0.40mol的Cl2。試求（1）各氣體的平衡分壓；（2）平衡常數(shù)Kp，Kx，Kc（設(shè)為理想氣體）解：4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g)開始量（mol）10.4800平權(quán)衡（mol）120.40.480.420.40.4平衡總量n1.28molp(HCl)x(HCl)p0.210132515832.0Pa（1）1.28pCl2p2pH2Op231664.14Kp10132573.144158324（2）pHClppO2p22164.830．反響2NO2(g)=N2O4(g)，在298.2K時(shí)，rGm4.77kJmol1。試問(wèn)（1）當(dāng)混淆物中pNO22.67104Pa及pNO41.07105Pa時(shí)，反響向什么方向自覺(jué)進(jìn)行？（2）當(dāng)混淆物中pNO21.07105Pa和pNO42.67104Pa時(shí)，反響向什么方向進(jìn)行？解：2NO2(g)=N2O4(g)，298K時(shí)KpexprGmRTexp4.7710008.3142986.86QppN2O4p21.07105210132515.2KppNO2p2.67104（1），向左進(jìn)行。Qp2.671041013250.24Kp1.071052（2），反響自覺(jué)向右進(jìn)行。31．反響N2O4g2NO2g在298K的K0p0.155。（1）求總壓力為p0時(shí)N2O4的離解度。（2）求總壓力為2×p0時(shí)N2O4的離解度。（3）求總壓力為p0、離解前N2O4和N2（惰性氣體）物質(zhì)的量為1：1時(shí)N2O4的離解度。解：N2O4g2NO2g開始量（mol）10平權(quán)衡（mol）1-α2α平衡總量1+α，α為離解度0pNO22420.1550.193Kpp0pN2O412（1）0pNO224'2p0.155'0.138Kpp0pN2O4(1'2)p0(2)在加入隋性氣體后，平衡后總物質(zhì)的量為2+α32．合成氨時(shí)所用氫和氮的比率為3∶1，在673K、1013250Pa壓力下，平衡混淆物中氨的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0385。（1）求N2g3H2g2NH3g的Kp。（2）在此溫度時(shí)，若要獲取5%的氨，總壓力應(yīng)為多少？解：(1)N2g3H2g2NH3g開始量（mol）1/43/40平權(quán)衡（mol）1/4(1-x)3/4(1-x)xx為NH3為混淆氣中的摩爾分?jǐn)?shù)由(1)式中可得：33．濕潤(rùn)的Ag2CO3(s)在383K下用空氣流（101325Pa）進(jìn)行干燥。請(qǐng)問(wèn)氣流中CO2(g)的分壓最低為多少時(shí)，才能防備Ag2CO3分解？已知383K時(shí)，Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的Kp9.5103。解：Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)383K時(shí)Kp9.51103設(shè)QppCO2p，欲使Ag2CO3不分解，一定KpQp，即34．Ag在空氣中會(huì)變黑，這是因?yàn)榘l(fā)生了以下反響：2Ag(s)+H2S(g)=Ag2S(s)+H2(g)在25℃時(shí)若銀變黑，試預(yù)計(jì)空氣中H2(g)和H2S(g)的壓力比最多是多少？已知298K時(shí)H2S(g)和Ag2S(s)的fGm分別為33.60和40.25kJmol1。解：2Ag(s)+H2S(g)=Ag2S(s)+H2(g)298K時(shí)rGmfGmAg2SfGmH2SQppH2ppH2pH2S/ppH2SQpKp設(shè)，當(dāng)銀變黑時(shí)有pH214.64pH214.64pH2SpH2S，即空氣中最多35．CO2與H2S在高溫下有以下反響：CO2(g)H2S(g)COS(g)H2O(g)今在610K時(shí)，將4.4×10-3kg的CO2加入2.5L體積的空瓶中，此后再充入硫化氫使總壓為1013.25kPa。平衡后水的摩爾分?jǐn)?shù)為0.02。(1)計(jì)算610K時(shí)的K0；(2)求610K時(shí)的rGm。解：(1)4.4×10-3kg的CO2為0.10mol，其壓力為由已知條件可知：水的摩爾分?jǐn)?shù)為0.02，則COS的摩爾分?jǐn)?shù)也為0.02總物質(zhì)的量為

pV1013.252.5n0.50molRT8.314610則二氧化碳的物質(zhì)的量為0.10-0.02×0.50=0.09mol則硫化氫的物質(zhì)的量為0.50-0.09-2×0.02×0.50=0.39mol當(dāng)反響式前后計(jì)量數(shù)相等時(shí)，分壓之比便可用物質(zhì)的量之比取代(2)rGm0RTlnK08.314610ln2.8510329.7kJmol136．在298K時(shí)，以下可逆反響的平衡常數(shù)Kc8.9105。1,6-二磷酸果糖（FDP）=3-磷酸甘油醛（G-3-P）+二羥基丙酮磷酸鹽（DHAP）試求：（1）反響的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變r(jià)Gm298K。（2）若cFDP102molL1；cG3PcDHAP105molL1時(shí)，反響的方向向哪邊進(jìn)行？（設(shè)c1molL1）。解：（1）rGmRTlnKc8.314298ln8.910523.11kJmol1QccG3PccDHAPc10528cFDPc10210（2）KcQc，即反響向右進(jìn)行。fHm0分別為-110.52及-200.7kJ·mol-1，CO(g)、37．已知298.2K，CO(g)和CH3OH(g)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓H2(g)、CH3OH(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵Sm0分別為197.67、130.68及127J·mol-1·K-1。又知298.2K甲醇的飽和蒸氣壓為16.59kPa，摩爾氣化熱vapHm0為38.0kJ·mol-1，蒸氣可視為理想氣體。利用上述數(shù)據(jù)，求298.2K時(shí)，反響CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的rGm0及K0。0求解：CH3OH(l)→CH3OH(g)(298.15K，101.325kPa)已知vapHmG↓G1↑G3CH3OH(l)→CH3OH(g)(298.15K，16.59kPa)G2=0CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)38．對(duì)于生命起源有各樣學(xué)說(shuō)，此中包含由簡(jiǎn)單分子自覺(jué)地形成動(dòng)、植物的復(fù)雜分子的一些假定。比方，形成動(dòng)物代謝產(chǎn)物的尿素（NH2）2CO有以下反響：CO2（g）+2NH3（g）==（NH2）2CO（s）+H2O（l）試問(wèn)：（1）在298K時(shí)，若忽略Qa的影響，該反響能否自覺(jué)形成尿素？（2）假定rSm和rHm與溫度沒(méi)關(guān)，該反響進(jìn)行的最高溫度是多少？解：298K時(shí)查表求得rHm（1）rGm298K當(dāng)忽略Qa時(shí)，rGmrGm∴反響能自覺(jué)向右進(jìn)行形成尿素。

133.0kJmol,rSm423.7Jmol1rHm298KTrSm298KRTlnQarGm0（2）最高溫度平衡時(shí)rGmTrHmTTrSmT039．在873K時(shí)，以下反響的rHm88.0kJmol1（設(shè)與溫度沒(méi)關(guān)）C（石墨，s）+2H2（g）=CH4（g）(1)若873K時(shí)Kp0.386，試求1073K時(shí)的平衡常數(shù)。為了獲取CH4的高產(chǎn)率，溫度和壓力是高一些好仍是低一些好？解：（1）依據(jù)化學(xué)反響等壓方程，rHm與T沒(méi)關(guān)時(shí)（2）rHm0∴降低溫度對(duì)提升Kp有益；KxKppp再由B1，，故增添壓力對(duì)生成CH4有益。40．已知反響（CH3）2CHOH（g）=（CH3）2CO（g）+H2（g）的rCp16.74JK1mol1rHm61.50kJmol1；在500K時(shí)Kp1.5。懇求出，在298.2K時(shí)lnKp與T的關(guān)系式和600K時(shí)的Kp。，解：依據(jù)VantHoff等壓式298.2K時(shí)61.50100016.7429.82HC，解得HC56508即rHm16.74T56508lnKprHmdT16.74T56508RT28.314T2dT不定積分679.76ln1.52ln500I500K時(shí)500，解得I=1.57lnKpT2lnT6796.71.57∴關(guān)系式是TKp600exp2ln6006796.71.5720.8600K時(shí)600第三章相平衡習(xí)題解答1．依據(jù)相律，指出單組分系統(tǒng)的相圖中“點(diǎn)、線、面”的自由度各是多少？解：三相點(diǎn)O：K＝１，ф＝３，f＝０，但臨界點(diǎn)相數(shù)為1，自由度為0三條曲線：K＝１，ф＝２，f＝１三個(gè)面：K＝１，ф＝１，f＝２2．組分?jǐn)?shù)與物種數(shù)有何差別？解：在相平衡時(shí)，組分?jǐn)?shù)為“獨(dú)立組分?jǐn)?shù)”的簡(jiǎn)稱。可以說(shuō)明在各相中散布狀況的最小數(shù)量的獨(dú)立物質(zhì)稱為組分?jǐn)?shù)，系統(tǒng)中化學(xué)組成相同的物質(zhì)稱為一個(gè)物種。依據(jù)系統(tǒng)中有否濃度限制條件，有否化學(xué)平衡而有差別。3．什么是自由度？解：相平衡系統(tǒng)中可以獨(dú)立改動(dòng)而不影響系統(tǒng)相的數(shù)量及相的形態(tài)變化的獨(dú)立變數(shù)。4．以下平衡系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)和自由度數(shù)各為多少？NH4Cl(s)部分分解為NH3(g)和HCl(g)若在上述系統(tǒng)中額外再加入少許的NH3(g)NH4HS(s)和隨意量的NH3(g)及H2S(g)平衡C(s)，O2(g)，CO(g)，CO2(g)在100℃時(shí)達(dá)平衡解：（1）S=3,K=3-1-1=1,f=1-2+2=12）S=3,K=3-1-0=2,f=2-2+2=23）S=3,K=3-1-0=2,f=2-2+2=2（4）C(s)1＋2O2(g)=CO(g)C(s)＋O2(g)=CO2(g)1CO(g)＋2O2(g)=CO2(g)CO(g)＋C(s)=2CO(g)2S=4,K=4-2-0=2,f=2-2+1=15．試確立H(g)+I2(g)=2HI(g)平衡系統(tǒng)中，在上述狀況下的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)：2反響前只有HI(g)；(2)反響前有等物質(zhì)的量的H(g)和I(g)；22(3)反響前有隨意量的H2(g)和I2(g)。解：(1)S=3，R=1，R′=1K＝S-R-R′=3-1-1=1(2)S=3，R=1，R′=１K＝S-R-R′=3-1-1=1(3)S=3，R=1，R′=0K＝S-R-R′=3-1-0=26．將AlCl3溶于水中形成不飽和溶液，試說(shuō)明以下狀況時(shí)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)是多少？該不飽和液形成后不發(fā)生水解；(2)形成不飽和溶液后發(fā)生水解生成一種氫氧化物的積淀.解：(1)K=2+3HO=Al(OH)+3HCl(2)AlCl332S=4，R=1，K=4-1=37．試求下述系統(tǒng)的自由度數(shù)，如f≠0則指出變量是什么。在標(biāo)準(zhǔn)壓力pθ下，水與水蒸氣平衡。水與水蒸氣平衡。在標(biāo)準(zhǔn)壓力pθ下，I2在水中和在CCl4中分派已達(dá)平衡，無(wú)I2（s）存在。NH3(g)、H2(g)和N2(g)已達(dá)平衡。在標(biāo)準(zhǔn)壓力pθ下，H2SO4水溶液與H2SO4·2H2O（s）已達(dá)平衡。解：（1）K=S=1，φ=2，f=1-2+1=0，即溫度與壓強(qiáng)均由系統(tǒng)自定；2）K=S=1，φ=2，f=1-2+2=1，兩相平衡時(shí)，沸點(diǎn)與蒸氣壓僅有一個(gè)可獨(dú)立改變3）K=S=3，φ=2，f=3-2+1=2，兩相濃度和溫度三個(gè)量中有兩個(gè)獨(dú)立可變4）S=3，K=3-1-0=2，φ=1，f=2-1+2=3，三個(gè)物質(zhì)的分壓、溫度和壓強(qiáng)中取三個(gè)S=3，K=3-1-0=2，φ=2，f=2-2+1=1，溫度與溶液濃度中取一個(gè)。8．在二組分相圖上，當(dāng)系統(tǒng)處于以下各點(diǎn)時(shí)，各存在幾個(gè)相：(1)恒沸點(diǎn)(2)熔點(diǎn)(3)臨界點(diǎn)(4)低共熔點(diǎn)解：恒沸點(diǎn)存在二個(gè)相，熔點(diǎn)存在二個(gè)相，臨界點(diǎn)存在一個(gè)相，低共熔點(diǎn)存在三個(gè)相9．有一水蒸氣鍋爐，能耐壓15×P，問(wèn)此鍋爐加熱至什么溫度有爆炸的危險(xiǎn)？已知水的汽化熱是40.64kJ·mol-1。解：運(yùn)用克-克方程：得：T2=470.5K10．假定汞聽從特魯頓規(guī)則，已知汞的正常沸點(diǎn)為630.05K，試計(jì)算298.15K時(shí)汞的蒸氣壓。解：已知汞的正常沸點(diǎn)Tb=630.05K，gHm88kJ1K1由特魯頓規(guī)則：lmol，Tb=88×630.05=55.44kJ-1·mollnp2vHmT2T1)55440298.15630.0511.78p1R((298.15)∵T2T18.314630.05p27.642106106∴p1p2p17.6420.774Pa11．一批裝有注射液的安瓿放入高壓消毒鍋內(nèi)加熱進(jìn)行消毒，若用151.99103Pa的飽和水蒸氣進(jìn)行加熱，問(wèn)鍋內(nèi)的溫度有多少度？已知vapHm40.67kJ.mol1。T2=385K=112℃12．氯甲烷的蒸氣壓在226K至263K間可以下式表示：摩爾汽化熱。解：將所給式子與克-克方程的不定積分式比較可得：

11498.606lgpT試計(jì)算該液體此溫度間的lgp2588BT13．乙酰乙酸乙酯是有機(jī)合成的重要試劑，它的蒸氣壓溫度方程為：式中壓力單位為Pa，該試劑在正常沸點(diǎn)454.2K時(shí)部分分解，但在343.2K以下牢固。如用減壓蒸餾法提純時(shí)，壓力應(yīng)為多少？lgp2588B解：T已知T=454.2K，p=101325Palg1013252588B則454.2B=10.70當(dāng)T=343.2K時(shí)lgp258810.703.159則343.2p≤1443Pa14．在333.15K時(shí)酚與水二組分系統(tǒng)呈兩個(gè)共軛液相，此中水相含酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.168，酚相中含酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.551，假如該系統(tǒng)含有水0.09kg，和酚0.06kg，問(wèn)各相的質(zhì)量是多少？解：設(shè)水相質(zhì)量為mkg，酚相質(zhì)量則為0.15-mkg11依據(jù)杠桿規(guī)則有：m1×0.168+(0.15-m1)×0.551=0.06解得m=0.0591kg，酚相質(zhì)量則為0.091kg。115．CuSO4-H2O系統(tǒng)的T-x相圖以下：今在50℃時(shí)組分為xA的250kgCuSO4水溶液，冷卻至25℃析出CuSO4H2O結(jié)晶（xB），與此結(jié)晶成平衡的飽和溶液組成為xC，求該過(guò)程析出的CuSO4H2O結(jié)晶和節(jié)余溶液各為多少kg？由相圖給出CA∶AB=1∶4CA1解：由杠桿規(guī)則：AB4∵原溶液A點(diǎn)質(zhì)量為250kg2501∴析出的CuSO4H2O50kg結(jié)晶量為14節(jié)余溶液量為

4250200kg1416．某有機(jī)酸在水和乙醚中的分派系數(shù)在20℃時(shí)為0.08。該有機(jī)酸5g溶于0.1L水中組成溶液。(1)若用0.04L的乙醚一次萃取，問(wèn)水中節(jié)余有機(jī)酸多少克？若每次用0.02L的乙醚萃取兩次，問(wèn)水中節(jié)余有機(jī)酸多少克？m1m(KV1)5(0.080.1V20.080.1)0.833g解：（1）KV10.04m1m(KV1)n（2）KV1V2m2m(KV1)25(0.080.1)20.408g∴KV1V20.080.10.0217．以下數(shù)據(jù)是乙醇和乙酸乙酯的混淆溶液在標(biāo)準(zhǔn)壓力pθ及不同樣溫度時(shí)乙醇在互呈平衡的氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)：t(℃)77.1575.071.871.672.876.478.3x（乙醇液相）0.000.1000.3600.4620.7100.9421.00y（乙醇?xì)庀啵?.000.1640.3980.4620.6050.8801.00（1）以t對(duì)xC2H5OH作沸點(diǎn)組成圖，（2）畫出氣-液平衡曲線。當(dāng)溶液的組成為xC2H5OH=0.75時(shí)，最先餾出物的組成是什么？經(jīng)分餾后剩下液體的組成是什么？上述溶液能否用分餾法獲取純乙醇和純乙酸乙酯？解：(1)以t對(duì)xC2H5OH作沸點(diǎn)組成圖，畫出氣液平衡曲線：(2)當(dāng)溶液的組成為xC2H5OH=0.75時(shí)，由圖中可以查得，最先餾出的組成約xC2H5OH=0.64，經(jīng)分餾后剩下液體的組成是純乙醇，上述溶液用分餾法只好獲取純乙醇和恒沸混淆物(若溶液組成在最低恒沸點(diǎn)右側(cè))，或純乙酸乙酯和恒沸混淆物(或溶液組成在最低恒沸點(diǎn)左側(cè))。18．下表列出鄰-二硝基苯和對(duì)-二硝基苯的混淆物在不同樣組成時(shí)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)：對(duì)位化合物的1009080706050403020100重量百分?jǐn)?shù)完整融化時(shí)的173.5167.7161.2154.5146.1136.6125.2111.7104.0110.6116.9溫度（℃）1）繪制Tx圖，并求測(cè)最低共熔混淆物的組成。2）假如系統(tǒng)的原始總組成分別為含對(duì)位化合物75%和45%，問(wèn)用結(jié)晶法能從上述混淆物中回收獲取純對(duì)位化合物的最大百分?jǐn)?shù)為若干？解：（1）繪制Tx圖，求得最低共熔點(diǎn)為102℃，最低共熔混淆物的組成是22.8%。用結(jié)晶法回收純對(duì)位化合物,要獲取最大百分?jǐn)?shù),系統(tǒng)應(yīng)在狀態(tài)點(diǎn)C,由杠桿規(guī)則：n固相（對(duì)）ECn液相=CZ假如系統(tǒng)的原始總組成為含對(duì)位化合物75%，則n固相（對(duì)）0.750.228n液相=10.75=2.088n固相（對(duì)）2.088獲取純對(duì)位化合物最大百分?jǐn)?shù):n固相（對(duì)）n液相=12.088=67.6%n固相（對(duì)）0.450.228n液相假如系統(tǒng)的原始總組成為含對(duì)位化合物45%，則=10.45=0.404n固相（對(duì)）0.404n固相（對(duì)）n液相=1獲取純對(duì)位化合物最大百分?jǐn)?shù):0.404=28.7%19．KNO-NaNO-HO系統(tǒng)在5℃時(shí)有一三相點(diǎn)，在這一點(diǎn)無(wú)水KNO和無(wú)水NaNO同時(shí)與一飽和溶液達(dá)平衡。33233已知此飽和溶液含KNO3為9.04%（重量），含NaNO3為41.01%（重量），假如有一70gKNO3和30gNaNO3的混淆物，欲用重結(jié)晶方法回收純KNO，試計(jì)算在5℃時(shí)最多能回收KNO多少克？33解：F點(diǎn)為飽和溶液，含KNO3為9.04%（重量），含NaNO3為41.01%（重量），重結(jié)晶時(shí)，溶液含30gNaNO3，濃度為41.01%，xgKNO,濃度為9.04%，析出純KNO為(70-x)g，33x9.04%3041.01%x=6.6g回收KNO=70-6.6=63.4g3第四章電解質(zhì)溶液習(xí)題解答1．當(dāng)1A的電流經(jīng)過(guò)80mL、0.1mol·dm-3Fe2(SO4)3溶液時(shí)，需多少時(shí)間才能完整復(fù)原為FeSO4?解：nFe(SO)80moldm30.008mol310000.124QIt∵Z=2∴nZFZF∴tnZF0.0082965001544s25.7minI12.25℃及100kPa下電解硫酸銅溶液，當(dāng)通入的電量為965庫(kù)侖時(shí)，在陰極上積淀出0.2859g的銅，問(wèn)同時(shí)在陰極上有多少升氫氣放出？解：在陰極上發(fā)生的反響：Cu22eCu2H2eH2在陰極上析出物質(zhì)的總量（物質(zhì)的量）為(電子轉(zhuǎn)移數(shù)是2)：nnCunH2nCu0.28590.00450mol63.54而nH20.005000.004500.000500molVH2nH2RT0.0005008.3142981030.0124dm3p210010003．NH4Cl溶液在無(wú)窮稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率為0.01497S·m2·mol-1，OH-和Cl-離子無(wú)窮稀釋的離子摩爾電導(dǎo)率分別為0.0198和0.00763S·m2·mol-1，求NH3·H2O溶液在無(wú)窮稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率。解：m(NH3H2O)m(NH4Cl)m(OH)m(Cl)4．298K時(shí)，0.025mol的氯氣溶于1dm3水中所成溶液的電導(dǎo)率為0.00658S·m-1，試求溶液中H+離子的濃度。已知氯氣溶于水的反響為：Cl2H2OHClHClO，H+和Cl-離子無(wú)窮稀釋的摩爾電導(dǎo)率分別為0.03498和0.007524S·m2·mol-1，HClO的離解可忽略。解：mVmc5．電導(dǎo)池兩極面積A都為1.25cm2，兩極間距離為4.02cm測(cè)得電阻為20.78?，試求電導(dǎo)池常數(shù)和溶液的電導(dǎo)率。解：Kcelll3.216102m1A6．已知在298.15K時(shí)，丙酸鈉、氯化鈉和鹽酸的水溶液的極限摩爾電導(dǎo)率分別是0.859×10-2S·m2·mol-1、1.2645×10-2S·m2·mol-1、4.2615×10-2S·m2·mol-1。試計(jì)算在此溫度下，丙酸水溶液的極限摩爾電導(dǎo)率。解：已知m(CH3CH2COONa)0.859102Sm2mol17．現(xiàn)有濃度為0.100mol·dm-3的醋酸溶液，298K時(shí)測(cè)得其摩爾電導(dǎo)率是5.201×10-4S·m2·mol-1，求醋酸在該濃度下的電離度和電離平衡常數(shù)Ka。解：m(HAc)m(H)m(Ac)電離度m5.2011040.013313.907102m-4-18．298K和時(shí)，使用純度水及其配制出的BaSO4飽和溶液的電導(dǎo)率分別為1.05×10S·m4.20×10-4-1在該溫度下的溶解度。S·m，試求BaSO4解：(BaSO4)(溶液)(H2O)(4.201.05)1043.15104Sm1（溶液極稀，密度與水相同，為1×103kg·m-3）。1/2BaSO4的摩爾質(zhì)量為1/2×0.233kg·mol-1,BaSO4的溶解度S為9．為了在總表面積為2×10－2m2的金屬片上電鍍一層厚為1×10－5m的鎳，問(wèn)2A的電流經(jīng)過(guò)鎳鹽溶液需多少時(shí)間？已知鎳的密度為8.9×103kg·m－3。解：鎳的體積為V=2×10－2×1×10－5=2×10－7m3質(zhì)量m=8.9×103×2×10－7=1.78×10－3kg310．一電導(dǎo)池裝入0.1mol·dmKCl溶液，在298K時(shí)測(cè)得電阻為3468.86Ω，用相同的水制備某一鹽的0.1moldm·－3溶液裝入電導(dǎo)池中，測(cè)得電阻為4573.42Ω，計(jì)算該溶液在298K時(shí)的電導(dǎo)率。解：該電導(dǎo)池常數(shù)為l/A=κR=κ’R，’查表得0.1mol·dm－3－1KCl溶液κ=1.289Sm·故κ’=κR/R’=3468.86×1.289/4573.42=0.98S·m－111．某電導(dǎo)池注入0.1moldm·－3KCl溶液，在298K時(shí)測(cè)得電阻為172Ω，而注入1.214×103kg·m－330%的CuSO4溶液，在同一溫度下測(cè)得電阻為40Ω，求此溶液的摩爾電導(dǎo)率。解：l/A=κR=κ’R’－1故κ’=κR/R’=172×1.289/40=221.708/40=5.5427S·mΛm=κ/c=5.5427/[(1.214103×103/159.5)－3－130%]=2×.427×10S·m2·mol12．298K時(shí)，以0.010moldm·－3的KCl溶液充滿電導(dǎo)池，測(cè)得其電阻為112.3Ω，若將該電導(dǎo)池改充以同濃度的某待測(cè)溶液，測(cè)得其電阻為2184Ω，試計(jì)算：1）該電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)；2）待測(cè)液的比電導(dǎo)；3）待測(cè)液的摩爾電導(dǎo)率。解：(1)查表5-2得0.01mol·dm－3KCl－溶液κ=0.1411Sm·1(2)'l15.847.26103Sm1AR'2184(3)m'7.261037.26104Sm2mol1c0.0110313．某電導(dǎo)池內(nèi)裝有兩個(gè)直徑為4×10－2m相互平行的銅電極，電極間距離為12×10－2m，若在電導(dǎo)池內(nèi)裝滿0.10mol·dm－3AgNO3溶液，并施以20.0V的電壓，則所得電流強(qiáng)度為0.1976A，試計(jì)算溶液的電導(dǎo)池常數(shù)，電導(dǎo)率和溶液的摩爾電導(dǎo)。解：A=πr2=3.14×(4×10－2)2/4=1.256×10-3m2R=E/I=20/0.1976=101.2Ω14．設(shè)測(cè)得純水的電導(dǎo)率為5.5×10－6－1，求純水在298K時(shí)水的離子活度積。S·m解：Λm∞(OH-)=198.0×10-4S·m2·mol－1Λm∞(H+)=349.82×10-4S·m2·mol－1Λm∞(H2O)=（349.82+×198.0）×10-4=547.82×10-4S·m2·mol－1c(H+)=∞×10-4=1.004×10-4mol/m3=1.004×10-7mol/dm3κ/Λm=5.5×10－6/547.82W-7)2=1.01×10－14K=(1.004×1015．測(cè)得電池Zn︱ZnCl2(0.05mol－1的電動(dòng)勢(shì)在kg·)︱AgCl(s)︱Ag(ET)p為-4.92×10－4V·K－1，試寫出電池反響并計(jì)算當(dāng)電池可逆放電rGm、△rHm、△rSm及電池的可逆熱QR。解：電池反響為：Zn+2Ag+→Zn2++2Ag

298.15K時(shí)為1.015V，溫度系數(shù)2mol電子電量時(shí)，電池反響的△rGm=-ZEF=-2×1.015×96500=-195895J=-195.895kJE△rHm=△rGm+T△rSm=-ZEF+ZFT(T)p－4，=-195895+2×96500×298.15×(-4.92×10)=-224206J=-224.206kJ△rSm=ZFE－4－1，=2×96500×(-4.92×10)=-94.96J·KTpQR=T△rSm=-94.96298×.15=-28311J=-28.311kJ16．298.15K時(shí)，將某可逆電池短路使其放電1mol電子的電量。此時(shí)放電的熱量恰巧等于該電池可逆操作時(shí)所吸取熱量的40倍，試計(jì)算此電池的電動(dòng)勢(shì)為多少？已知電池電動(dòng)勢(shì)的(E)p為1.40×10－4V·K－1。T解：QR=T△S=ZFTE－4=1×96500×298.15×1.40×10=4028J=4.028kJTp△G=-ZEF=△H-T△S=Qp-T△S=(-404×.028)-4.028=-165.148kJE=-△G/ZF=-(-165148)/96500=1.711V17．電池Ag│AgCl(s)│KCl(c)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)的電池反響為：Ag+1/2Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(l)已知298.15K時(shí)，此電池反響的△rHm為5435J·mol－1，各物質(zhì)的規(guī)定熵?cái)?shù)據(jù)為物質(zhì)AgAgCl(s)Hg(l)Hg2Cl2(s)°－1－196.277.4195.6S(JK··mol)42.7mE試計(jì)算該溫度下電池的電動(dòng)勢(shì)E及電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)( )pT解：△S=77.4+96.2-(1/2)195×.6-42.7=33.1J·K－1G=△H-T△S=-ZEFE=-(△H-T△S)/ZF=(298.1533×.1-5435)/96500=0.04595V(E)p=△S/ZF=33.1/96500=3.43×10－4V·K－1T第五章化學(xué)動(dòng)力學(xué)習(xí)題解答1．在100ml水溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，用旋光計(jì)測(cè)得在28℃經(jīng)20min有32%的蔗糖發(fā)生水解。已知其水解為一級(jí)反響，求（1）反響速率常數(shù)；（2）反響開始時(shí)和反響至20min時(shí)的反響速率；（3）40min時(shí)已水解的蔗糖百分?jǐn)?shù)。解：（1）k1lna1ln11.93102min1tax2010.322）v1=kc=1.93×10-2×0.3=5.79×10-3mol·dm-3·min-1；v2=kc=1.93×10-2×0.3（1-0.32）=3.94×10-3mol·dm-3·min-1(3)C/a=exp(-kt)=exp(-1.93×10-2×40)=0.462已分解的蔗糖為100%-46.2%=53.8%2．298K時(shí)N2O5（g）分解反響其半衰期t1/2為5.70h，此值與N2O5的初步濃度沒(méi)關(guān)，試求：（1）該反響的速率常數(shù)；（2）分解反響達(dá)成80%時(shí)所需的時(shí)間。解：（1）kln20.693/5.700.122h1t1/2（2）t1lna1ln1113.2h1kC0.1220.803．已知800℃時(shí)，乙烷裂解制取乙烯C2H6C2H4H2的速率常數(shù)為3.43s-1，求當(dāng)乙烷的轉(zhuǎn)變率為50%、75%時(shí)需要的時(shí)間。解：t1/20.6930.6930.202sk3.434．在某化學(xué)反響中隨時(shí)檢測(cè)物質(zhì)A的質(zhì)量，1小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)A已作用了65%，試問(wèn)2小時(shí)后A還節(jié)余多少?zèng)]有作用？若該反響對(duì)反響物A來(lái)說(shuō)是：（1）一級(jí)反響（2）二級(jí)反響（設(shè)A與另一反響物B初步濃度相同）（3）零級(jí)反響（求A作用完所需時(shí)間）。解：（1）對(duì)一級(jí)反響有k1lnaln11.05h1lnCtC10.65kt1.0522.10C/a=12.25%ax0.65（2）對(duì)二級(jí)反響有k1.857ta(ax)1(10.65)1111.8572，求得x’=0.212=21.2%x'a（3）對(duì)零級(jí)反響有x=kt當(dāng)t=1h時(shí)，k=0.65若x=1時(shí)，反響時(shí)間為t=x/k=1/0.65=1.54h時(shí)，未到2小時(shí)反響物所有反響了。5．某抗菌素在人體血液中體現(xiàn)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反響，假如給病人在上午8點(diǎn)注射一針抗菌素，此后在不同樣時(shí)刻t測(cè)定抗菌素在血液中的濃度c（以mg/100cm3表示），獲取以下數(shù)據(jù)。t/h481216c/(mg/100cm3)0.4800.3260.2220.151（1）確立反響級(jí)數(shù)（2）求反響的速率常數(shù)k和半衰期t1/2（3）若抗菌素在血液中的濃度不低于0.37mg/100cm3才為有效，問(wèn)約何時(shí)該注射第二針？解：（1）將上表濃度取對(duì)數(shù)相應(yīng)的lnC為將lnc～t作圖，結(jié)果為素來(lái)線，可判斷該反響為一級(jí)反響。2）依據(jù)直線的斜率即求得k=0.0962h-1,t1/2=0.693/0.0962=7.20h3）由直線的截距或依據(jù)一級(jí)反響的積分公式均可求出初始濃度lna=-0.351；a=0.704mg·100cm36．用鉑溶膠作催化劑，在00CH2O2分解為O2及H2O。在不同樣時(shí)辰各取5cm3樣品液用KMnO4溶液滴定之，所耗費(fèi)的KMnO4溶液的體積V數(shù)據(jù)以下：T/min124127130133136139142V/cm310.609.408.257.006.055.254.50試求：（1）反響級(jí)數(shù)（2）速率常數(shù)（3）半衰期解：（1）KMnO4氧化H2O2，故其耗費(fèi)的體積與H2O2濃度成正比取KMnO4體積V的對(duì)數(shù)，相應(yīng)值有：lnV：2.362.241.801.661.50以lnV對(duì)t作圖為素來(lái)線，說(shuō)明反響為一級(jí)；2）由直線的斜率求出k值，k=（2.36-1.50）/(142-124)=4.78×10-2min-1t1/2=0.693/4.78×10-2=14.5min7．856℃時(shí)NH3在鎢表面上分解，當(dāng)NH3的初始?jí)毫?3.33kPa時(shí)，100s后，NH3的分壓降低了1.80kPa；當(dāng)NH3的初始?jí)毫?6.66kPa時(shí),100s后，降低了1.87kPa。試求反響級(jí)數(shù)。解：依據(jù)已知條件知，當(dāng)NH3的初始濃度增大一倍時(shí)，分壓降低幾乎相同，說(shuō)明反響速度與濃度沒(méi)關(guān)，即為零級(jí)反響。8．N2O5的熱分解反響的速率常數(shù)在15℃時(shí)是9.67×10-6-1，在65℃時(shí)是4.87×10-3-1，求反響的活化能。ss解：由阿累尼烏斯公式可得9．設(shè)某反響速率常數(shù)在25℃時(shí)為15L·mol-1·min-1，35℃時(shí)為37L·mol-1·min-1，求10℃時(shí)的反響的活化能及速率常數(shù)。解：T127325298Kk115Lmol1min110．鄰硝基氯苯的氨化反響的活化能E186500Jmol1，頻次因子A0(1)1.59107；對(duì)硝基氯苯的氨化反響的活化能E289600Jmol1，頻次因子A0(2)1.74107。若反響都在503K進(jìn)行，試比較兩個(gè)反響的速率。解：k1A0(1)exp(E1/RT)k2A0(2)exp(E2/RT)11．已測(cè)得N2O5在某些溫度下的分解反響速率常數(shù)，試求N2O5分解反響的活化能。T/℃0254565k/min-14.7×10-52.0×10-33.0×10-23.0×10-1解：k/s-17.8×10-73.3×10-55.0×10-45.0×10-3lgk-6.108-4.481-3.301-2.3011/T3.66×10-33.35×10-33.14×10-32.96×10-3以lgk對(duì)1/T作圖，斜率m為12．CH3CH2NO2+OH-→H2O+CH3CHNO2-是二級(jí)反響。0℃時(shí)k=39.1dm3·mol·min-1，現(xiàn)有硝基乙烷4.0×10-3mol·dm-3及NaOH5.0×10-3mol·dm-3的水溶液，求反響掉90%硝基乙烷所需時(shí)間。解：當(dāng)反響掉90%硝基乙烷時(shí)，x0.0040.90.0036moldm3ax0.0040.00360.0004moldm31，頻次因子A為33.581013s1。求反13．溴乙烷的分解反響為一級(jí)反響，活化能E為230.12kJmol應(yīng)以每分鐘分解1/1000的速率進(jìn)行的溫度以及反響以每小時(shí)分解95%的速率進(jìn)行時(shí)的溫度。解：k2.303lga2.303lg11.6678105s1tax60111000E∵lnklnART103∴T1E230.12622.59KA33.5810132.303Rlg2.3038.314lg105同理k1.667814．高溫時(shí)，醋酸的分解反響按下式進(jìn)行CH4+CO2（k1）CH3COOHCH2=CO+H2O（k2）在1189K時(shí)，k1=3.74s-1，k2=4.65s-1,試計(jì)算：（1）醋酸分解掉99%所需時(shí)間；（2）這時(shí)所獲取的CH2=CO的產(chǎn)量（以醋酸分解的百分?jǐn)?shù)表示）。解：（1）(k1k2)tln10.99t=0.549s199%時(shí)，設(shè)CH2=CO的濃度為c2，分解掉醋酸的量為c1+c2，則要求產(chǎn)量為(2)在醋酸分解掉c2k299%54.9%c1c2k1k215．兩個(gè)一級(jí)反響組成的平行反響，已知在25.14℃時(shí)，k1=7.77×10-5-1-5-1。若反響物A的s、k2=11.17×10s初始濃度為0.0238mol·dm-3，求⑴反響經(jīng)過(guò)7130秒時(shí)，A的轉(zhuǎn)變率。⑵反響經(jīng)過(guò)7130秒時(shí)，產(chǎn)物B和C的濃度。解：⑴t11(k1lnxAk2)1cBk1⑵k2cC∵cA,0xAcBcc∴cBk1cA,0xAk1k216．某對(duì)峙反響Ak1B，此中k1=0.006min-1,k-1=0.002min-1,假如反響開始時(shí)為純A，試問(wèn)：（1）達(dá)到Ak1和B的濃度相等需多少時(shí)間？（2）100分鐘時(shí)，A和B的濃度比為多少？解：(1)lna(k1k2)t(k1k1)xak1將x1a(0.0060.002)ta代入上式，得ln0.0060.002a2a()0.0062t=137min(2)當(dāng)t=100分鐘時(shí)，設(shè)a=1ln10.008100cA10.4131.420.008cB則0.4131cB()a0.00617．某連串反響Ak1Bk2C，其中k1=0.10min-1,k-2=0.20min-1,在t=0時(shí)，[B]=0，[C]=0，[A]=1.0mol·dm-3,試求（1）B的濃度達(dá)到最大的時(shí)間為多少？（2）該時(shí)辰A、B、C的濃度各為多少？解：（1）設(shè)該時(shí)辰三者濃度分別為x、y、zxaexp(k1tB,max)1exp(0.16.93)0.5moldm318．若增添以下各反響系統(tǒng)的離子強(qiáng)度，試依據(jù)理論判斷各個(gè)反響速率常速應(yīng)怎樣變化？1、NH4CNOCO(NH2)22、酯的皂化3、S2O82I產(chǎn)物解：⑴該反響是異號(hào)離子反響，離子強(qiáng)度增添能惹起反響速率常數(shù)減小。⑵該反響中酯分子不帶電荷，離子強(qiáng)度增添不會(huì)能惹起反響速率常數(shù)的改變。⑶該反響是同號(hào)離子反響，離子強(qiáng)度增添能惹起反響速率常數(shù)增大。19．在H2和Cl2的光化學(xué)反響中，波長(zhǎng)為480nm時(shí)的量子效率為106，試預(yù)計(jì)每吸取4.184J輻射能將產(chǎn)生HCl(g)若干mol？解：E0.11960.1196Jmol1m2.49105Jmol1480109m設(shè)被吸取光子的物質(zhì)的量為x生成HCl的量n(HCl)=2n(H2)=2n(Cl2)=2φx=2×106×1.68×10-5=33.5mol20．草酸雙氧鈾光化線強(qiáng)度計(jì)用紫外光照耀了3h，在此時(shí)間內(nèi)每秒吸取8.411017個(gè)光子，假如在所使用的波長(zhǎng)下反響的量子效率是0.57，則在光解作用中有多少草酸雙氧鈾被分解？解：實(shí)質(zhì)反響的分子數(shù)/被吸取的光量子數(shù)在此光化反響中，每秒鐘實(shí)質(zhì)被分解反響的草酸鹽分子數(shù)=φ×被吸取的光量子數(shù)=0.578.411017336005.17721021`5.177210218.60103mol所以被分解掉的草酸鹽10236.02321．普魯卡因水溶液在pH為2.3～9.0范圍內(nèi)，主要以離子型存在，它既發(fā)生酸催化，又發(fā)生堿催化。在50℃時(shí)k(H+)=3.1×10-6dm3·mol-1·s-1；k(OH-)=2.78dm3·mol-1·s-1；Kw=5.5×10-14。求普魯卡因水溶液最牢固的pH值。解：(pH)st1[lgkOHlgKWlgkH]222．反響H2+Ar→H·+H·+Ar實(shí)驗(yàn)測(cè)得在2530K時(shí)，其速率常數(shù)k=1.13×103mol-1·dm3·s-1，活化能為4.015×105J·mol-1，已知H2分子和Ar原子的半徑分別為1.24×10-10m和1.43×10-10m。試用碰撞理論公式計(jì)算出速率常數(shù)（理論值），將理論值與實(shí)驗(yàn)值加以比較。解答：28RT1/2ECk(rArB)()－)NAμRT此中(rArB)2(1.241.43)21020m27.131020m2(83.141所以，k7.1310206.02310238.3142530)2exp(19.1)1.91103=3.6mol-1·m3·s-1=3.6×103mol-1·dm3·s-1可以看出，速率常數(shù)的理論值和實(shí)驗(yàn)值(1.13×103mol-1·dm3·s-1)比較湊近。第六章表面現(xiàn)象習(xí)題解答1．已知293K時(shí)水的表面張力為7.28×l0-2N·m-1，汞的表面張力為4.83×l0-1N·m-1，汞-水表面張力為3.75×l0-1N·m-1，試判斷水能否