物理化學(xué)習(xí)題解答

1、2-2已知當(dāng)NaCl溶液在1kg水中含nmolNaCl時(shí)，體積V隨n的變化關(guān)系為求當(dāng)n為2mol時(shí)H2O和NaCl的偏摩爾體積為多少？解：當(dāng)n=2mol時(shí)，當(dāng)2molNaCl溶于1kg水中時(shí)，溶液的體積2-8 在413.15K時(shí)，純C6H5Cl和純C6H5Br的蒸汽壓分別為125.238kPa和66.104kPa。假定兩液體組成理想溶液，在413.15K，101.325kPa下沸騰，試求該混合物的液相組成及液面上蒸汽的組成。解：設(shè)C6H5Cl在液相中為x（摩爾分?jǐn)?shù)），則C6H5Br在液相中為1-x則 解得：C6H5C6H5Cl在氣相為C6H5Br在氣相為kPa，今以等質(zhì)量的苯和甲苯在293.1

2、5K時(shí)相混合，試求：（1）苯和甲苯的分壓；（2）液面上蒸氣的總壓力（設(shè)混合物為理想溶液）。解：（1）苯的物質(zhì)的量用n1表示，甲苯的物質(zhì)的量用n2表示（2）2-16 三氯甲烷（A）和丙酮（B）所成的溶液，若液相的組成，在蒸氣中。若已知在該溫度時(shí)，純A的蒸汽壓為29.57kPa，試求：（1）混合液中三氯甲烷的活度；（2）三氯甲烷的活度系數(shù)。解：（1）（2）2-17 288.15K是，1molNaOH溶在4.59molH2O中所形成溶液的蒸汽壓為596.5Pa。在該溫度下，純水的蒸氣壓為1705Pa，求：（1）溶液中水的活度等于多少？（2）在溶液中，水的化學(xué)勢(shì)與純水相差多少？解： （1）（2）2-1

3、8 在300K時(shí)，液態(tài)A的蒸汽壓為37.33kPa，液態(tài)B的蒸汽壓為22.66kPa，當(dāng)2molA和2molB混合后，液面上蒸氣的壓力為50.66kPa，在蒸氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.60，假定蒸氣為理想氣體。求：（1）溶液中A和B的活度；（2）在溶液中A和B的活度系數(shù)。解：（1）（2）2-20 由丙酮（A）和甲醇（B）組成的二組分系統(tǒng)。在，氣相組成。已知在該溫度下純丙酮的飽和蒸汽壓，純甲醇的飽和蒸汽壓。試計(jì)算這兩個(gè)組分在溶液中的活度與活度系數(shù)。解：第三章3-1 在298.15K、時(shí)，環(huán)丙烷、石墨及氫的分別為-2092、-393.5及-285.84kJ.mol-1，若已知丙烯（g）的，試求（1）環(huán)

4、丙烷的；（2）環(huán)丙烷異構(gòu)化變?yōu)楸┑?。解：?）（2）3-2 已知下述反應(yīng)：，的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓為-1366.8kJ.mol-1，的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓為-874.54kJ.mol-1。試求的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成。解：同理帶入上式得到3-3 試求反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變。已知、的-1.mol-1。解：3-4 3-5 試根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵的數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的：解：查表得數(shù)據(jù)3-10 已知298.15K時(shí)，反應(yīng)：的。試判斷在該溫度下反應(yīng)進(jìn)行的方向。（1）N2O4（100kPa），NO2（1000kPa）解：此反應(yīng)在上述條件下逆方向進(jìn)行3-11 反應(yīng)：的在T=1000K時(shí)，。（1）試判斷當(dāng)，時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向

5、。（2）若，則SO3的分壓應(yīng)為若干才能使反應(yīng)向右進(jìn)行？解：（1）反應(yīng)向左進(jìn)行（2）解得3-13 在一個(gè)抽空的容器中引入Cl2和SO2，若它們之間沒有發(fā)生反應(yīng)，則在375.3K時(shí)的分壓分別為47.836kPa和44.786kPa。把容器溫度保持在375.3K，經(jīng)一定時(shí)間后壓力變?yōu)橐怀?shù)，且等于86.096kPa。求反應(yīng)：。解：設(shè)反應(yīng)初始的物質(zhì)的量為1mol容器的體積不變 解得3-14 五氯化磷的分解反應(yīng)為200時(shí)。計(jì)算200時(shí)、200kPa下PCl5的離解度。組成為1:5的PCl5與Cl2混合氣體，在200時(shí)、100kPa下PCl5的離解度。解：設(shè)初始有1mol的PCl5 解得：解得：3-17

6、溫度為T、體積為V的容器中有1mol和3mol，設(shè)平衡時(shí)有xmolHI生成，若再加入2mol，則平衡時(shí)有2xmolHI生成。試計(jì)算反應(yīng)的解： 解得從而得-55抽空的體積為1dm3的容器中，加入容器至25。容器內(nèi)物質(zhì)皆為氣態(tài)，壓力為32.424kPa，容器內(nèi)存在下列化學(xué)平衡：求上述反應(yīng)25的解：解得3-19 （1）在1120下用H2還原FeO（s），平衡混合物中H2的摩爾分?jǐn)?shù)為0.54。求FeO（s）的分解壓。已知同溫度下反應(yīng)：的（2）在煉鐵爐中，氧化鐵按如下反應(yīng)還原：求1120下，還原1molFeO（s）需若干摩爾CO（g）？已知同溫度下反應(yīng)的解：（1）上述兩式相加得根據(jù)方程式得即解得（2）兩

7、式相減 解得3-23 在高溫下，水蒸氣通過灼熱煤層反應(yīng)生成水煤氣：已知在1000K及1200K時(shí)，分別為2.472及37.58。（1）計(jì)算該反應(yīng)在此溫度范圍內(nèi)的；（2）計(jì)算1100K時(shí)該反應(yīng)的解：（1）根據(jù) 帶入數(shù)據(jù)解得（2）解得3-24 反應(yīng)的，。（1）導(dǎo)出此反應(yīng)的及關(guān)系式；（2）計(jì)算此反應(yīng)在500K時(shí)的和。解：（1）根據(jù)基爾霍夫公式得同理得（2）第四章4-1 根據(jù)質(zhì)量作用定律寫出下列基元反應(yīng)的反應(yīng)速率表示式（試用各種物質(zhì)分別表示）：（1）（2）解：4-5 氣相雙分子反應(yīng)假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)B不存在，系統(tǒng)恒溫恒容，初始?jí)毫?。?）證明反應(yīng)系統(tǒng)的總壓力p與時(shí)間t的關(guān)系為證明：對(duì)于雙分子反應(yīng)將帶入上

8、式 化簡得：4-6 已知?dú)庀嗷磻?yīng)的半衰期與反應(yīng)物初始?jí)毫Τ煞幢?，且和的關(guān)系如下表。（1）計(jì)算和；（2）計(jì)算活化能；（3）1000K時(shí)將A放入抽空的容器中，達(dá)到。計(jì)算系統(tǒng)總壓力達(dá)到所需的時(shí)間。解：（1）由基元反應(yīng)得：則（2）解得：（3） 解得：4-7 某單分子反應(yīng)在340K時(shí)完成20%需時(shí)間3.2min，而在300K時(shí)同樣完成20%需時(shí)間12.6min，試計(jì)算該反應(yīng)的活化能。解：單分子反應(yīng)得：340K時(shí)， 300K時(shí)，得：4-9 氣相單分子反應(yīng)3的真空容器中，經(jīng)1000s后測(cè)得系統(tǒng)的總壓，試計(jì)算該溫度下反應(yīng)的速率常數(shù)k和半衰期。解：對(duì)于理想氣體對(duì)于一級(jí)反應(yīng)4-11 假定的正、逆向反應(yīng)都是基元

9、反應(yīng)；正、逆向速率常數(shù)分別為和，實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)。試求（1）600K及645K時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)，（2）正向反應(yīng)及；（3）正、逆向反應(yīng)活化能；（4）判斷原假設(shè)是否正確。解：（1）（2）解得：根據(jù) 得（3）解得 逆向反應(yīng)的活化能為（4）活化能應(yīng)為正值，原假設(shè)不對(duì)。4-12 某氣相1-2級(jí)對(duì)持反應(yīng)：，298K時(shí)，當(dāng)溫度升高到310K時(shí)，和均增大一倍。試求算（1）該反應(yīng)在298K時(shí)的；（2）正、逆反應(yīng)的活化能；（3）總反應(yīng)的；（4）298K時(shí)，若反應(yīng)物A起始?jí)毫_(dá)到，則當(dāng)總壓力達(dá)到需多少時(shí)間？解：（1）（2）正向反應(yīng)解得：同理逆向反應(yīng) （3）溫度298K時(shí)，溫度310K時(shí)根據(jù) 可得（4）4-13 下列兩個(gè)一級(jí)平行反應(yīng)進(jìn)行：是分別表示與時(shí)間t的關(guān)系。4-20 已知對(duì)持反應(yīng)在不同溫度下的值為：試計(jì)算（1）不同溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值；（2）該反應(yīng)的（設(shè)該值與溫度無關(guān)）和600K時(shí)的。解：同4-94-25 下表列出反應(yīng)初始濃度和初始速率。求此反應(yīng)的速率方程。解：根據(jù)表中數(shù)據(jù)得： 解得：m=1同理 解得：n=0此反應(yīng)的速率方程4-26 在某恒定溫度下測(cè)得了乙醛分解反應(yīng)在不同分解程度時(shí)的反應(yīng)速率。試確定此反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率常數(shù)。解：假設(shè)反應(yīng)級(jí)數(shù)是一級(jí)，將數(shù)據(jù)帶入一級(jí)反應(yīng)速率方程的微分公式：4-30 N2O（g）的熱分解反