物理化學(xué)（下冊(cè)）答案化工專用

.../7.9已知25

℃時(shí)水的離子積Kw=1.008×10-14,NaOH、HCl和NaCl的分別等于0.024811S·m2·mol-1,0.042616S·m2·mol-1和0.0212545S·m2·mol-1?！?求25℃時(shí)純水的電導(dǎo)率；〔2利用該純水配制AgBr飽和水溶液,測(cè)得溶液的電導(dǎo)率κ〔溶液=1.664×10-5S·m-1,求AgBr〔s在純水中的溶解度。已知：〔Ag+=61.9×10-4S·m2·mol-1,〔Br-=78.1×10-4S·m2·mol-1。

解：〔1水的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為

純水的電導(dǎo)率即有：〔2κ〔溶液=κ〔AgBr+κ〔H2O即：κ〔AgBr=κ〔溶液-κ〔H2O=1.664×10-5–5.500×10-6=1.114×10-5S·m-17.11現(xiàn)有25℃時(shí),0.01mol·kg-1BaCl2溶液。計(jì)算溶液的離子強(qiáng)度I以及BaCl2的平均離子活度因子γ±和平均離子活度。

解：離子強(qiáng)度

根據(jù)：

7.1425

℃時(shí),電池Zn|ZnCl2〔0.555mol·kg-1|AgCl〔s|Ag的電動(dòng)勢(shì)E=1.015V。已知E〔Zn2+|Zn=-0.7620V,E〔Cl-|AgCl|Ag=0.2222V,電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)為：〔1寫出電池反應(yīng)；〔2計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K；〔3計(jì)算電池反應(yīng)的可逆熱Qr,m；〔4求溶液中ZnCl2的平均離子活度因子γ±。解：〔1電池反應(yīng)為Zn〔s+2AgCl〔s=Zn2++2Cl-+2Ag〔s〔2即：K=1.90×1033〔3〔4γ±=0.50997.21為了確定亞汞離子在水溶液中是以Hg+

還是以形式存在,涉及了如下電池測(cè)得在18℃

時(shí)的E

=29mV,求亞汞離子的形式。

解：設(shè)硝酸亞汞的存在形式為,則電池反應(yīng)為

電池電動(dòng)勢(shì)為作為估算,可以取

。所以硝酸亞汞的存在形式為。7.23在電池Pt│H2〔g,100kPa│HI溶液〔a=1│I2〔s│Pt中,進(jìn)行如下電池反應(yīng)：〔1H2〔g,100kPa+I2〔s2HI〔a=1

〔2H2〔g,p+I2〔sHI〔aq,a=1應(yīng)用表的數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)電池反應(yīng)的E、和K。解：〔1電池反應(yīng)為H2〔g,100kPa+I2〔s2HI〔a=1時(shí),電池反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài),即有：E=E｛I-〔a=1│I2│Pt｝-E｛H+〔a=1│H2〔g,100kPa│Pt｝=E｛I-溶液〔a=1│I2〔s│Pt｝=0.5353V〔2電動(dòng)勢(shì)值不變,因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)是電池的性質(zhì),與電池反應(yīng)的寫法無(wú)關(guān),E=0.5353VGibbs自由能的變化值降低一半,因?yàn)榉磻?yīng)進(jìn)度都是1mol,但發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量少了一半,即根據(jù)平衡常數(shù)與Gibbs自由能變化值的關(guān)系,7.28

已知25℃時(shí)E〔Fe3+|Fe=-0.036V,E〔Fe3+,Fe2+=0.770V。試計(jì)算25oC時(shí)電極Fe2+|Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E〔Fe2+|Fe。

解：上述各電極的電極反應(yīng)分別為Fe3++3e-=Fe〔1Fe3++e-=Fe2+〔2Fe2++2e-=Fe〔3顯然,〔3=〔1-〔2,因此46氣相反應(yīng)的機(jī)理為試證：證：應(yīng)用穩(wěn)態(tài)近似法41．對(duì)于兩平行反應(yīng)：若總反應(yīng)的活化能為E,試證明：證明：設(shè)兩反應(yīng)均為n級(jí)反應(yīng),且指前因子相同,則反應(yīng)速率方程為上式對(duì)T求導(dǎo)數(shù)35．反應(yīng)的速率方程為〔1；300K下反應(yīng)20s后,問繼續(xù)反應(yīng)20s后〔2初始濃度同上,恒溫400K下反應(yīng)20s后,,求活化能。解：反應(yīng)過程中,A和B有數(shù)量關(guān)系,方程化為〔2400K下34．某反應(yīng)由相同初始濃度開始到轉(zhuǎn)化率達(dá)20%所需時(shí)間,在40oC時(shí)為15min,60oC時(shí)為3min。試計(jì)算此反應(yīng)的活化能。解：根據(jù)Arrhenius公式由于對(duì)于任意級(jí)數(shù)的化學(xué)反應(yīng),如果初始濃度和轉(zhuǎn)化率相同,則,因此25．65oC時(shí)氣相分解的速率常數(shù)為,活化能為,求80oC時(shí)的k及。解：根據(jù)Arrhenius公式根據(jù)k的單位,該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)16．NO與進(jìn)行如下反應(yīng)：在一定溫度下,某密閉容器中等摩爾比的NO與混合物在不同初壓下的半衰期如下：50.045.438.432.426.995102140176224求反應(yīng)的總級(jí)數(shù)。解：在題設(shè)條件下,,速率方程可寫作,根據(jù)半衰期和初始濃度間的關(guān)系處理數(shù)據(jù)如下3.21893.12242.95492.78502.59904.55394.62504.94165.17055.4116,總反應(yīng)級(jí)數(shù)為2.5級(jí)。14．溶液反應(yīng)的速率方程為20oC,反應(yīng)開始時(shí)只有兩反應(yīng)物,其初始濃度依次為,,反應(yīng)20h后,測(cè)得,求k。解：題給條件下,在時(shí)刻t有,因此積分得7解：設(shè)放出的CO2<g>可看作理想氣體,硝基乙酸的初始量由時(shí)放出的CO2<g>算出：在時(shí)刻t,硝基乙酸的量為,列表2.283.925.928.4211.9217.471.01580.85390.69160.52850.36460.20111.1830-0.1524

-0.3260-0.5368-0.8057-1.1770-1.77191作圖,由于反應(yīng)不是從開始,用公式擬合得到。5對(duì)于一級(jí)反應(yīng),使證明轉(zhuǎn)化率達(dá)到87.5%所需時(shí)間為轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%所需時(shí)間的3倍。對(duì)于二級(jí)反應(yīng)又應(yīng)為多少？解：轉(zhuǎn)化率定義為,對(duì)于一級(jí)反應(yīng),對(duì)于二級(jí)反應(yīng),1.反應(yīng)為一級(jí)氣相反應(yīng),320oC時(shí)。問在320oC加熱90min的分解分?jǐn)?shù)為若干？解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分式答：的分解分?jǐn)?shù)為11.2%2.某一級(jí)反應(yīng)的半衰期為10min。求1h后剩余A的分?jǐn)?shù)。解：同上題,答：還剩余A1.56%。三、計(jì)算1、測(cè)得300C時(shí)某蔗糖水溶液的滲透壓為252KPa。求〔1該溶液中蔗糖的質(zhì)量摩爾濃度；〔2該溶液的凝固點(diǎn)降低值；〔3在大氣壓力下,該溶液的沸點(diǎn)升高值已知Kf=1.86Kmol–1Kg–1,Kb=0.513Kmol–1Kg–1,△vapH0m=40662Jmol–12、有理想氣體反應(yīng)2H2<g>+O2<g>=H2O<g>,在2000K時(shí),已知K0=1.55×1071、計(jì)算H2和O2分壓各為1.00×104Pa,水蒸氣分壓為1.00×105Pa的混合氣體中,進(jìn)行上述反應(yīng)的△rGm,并判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。2、當(dāng)H2和O2分壓仍然分別為1.00×104Pa時(shí)。欲使反應(yīng)不能正向自發(fā)進(jìn)行,水蒸氣分壓最少需多大？裝訂裝訂線△rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自發(fā)；P〔H2O=1.24﹡107Pa。在真空的容器中放入固態(tài)的NH4HS,于250C下分解為NH3〔g與H2S〔g,平衡時(shí)容器內(nèi)的壓力為66.6kPa。〔1當(dāng)放入NH4HS時(shí)容器中已有39.99kPa的H2S〔g,求平衡時(shí)容器內(nèi)的壓力；〔2容器中已有6.666kPa的NH3〔g,問需加多大壓力的H2S〔g,才能形成NH4HS固體。177.7kPa2P〔H2S大于166kPa。4、已知250C時(shí)φ0<Fe3+/Fe>=-0.036V,φ0<Fe3+/Fe2+>=-0.770V求250C時(shí)電極Fe2+|Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)φ0<Fe2+/Fe>。答案:φ0<Fe2+/Fe>=-0.439V5、0.01moldm-3醋酸水溶液在250C時(shí)的摩爾電導(dǎo)率為1.62×10-3Sm2mol–1,無(wú)限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率為39.07×10-3Sm2mol–1計(jì)算〔1醋酸水溶液在250C,0.01moldm-3時(shí)的pH值?！?250C,0.001moldm-3醋酸水溶液的摩爾電導(dǎo)率和pH值。答案:〔1pH=3.38；〔2摩爾電導(dǎo)率=0.520×10-3Sm2mol–1pH=2.886、溴乙烷分解反應(yīng)的活化能為229.3KJmol–1,650K時(shí)的速率常數(shù)k=2.14×10-4S-1,求：〔1該反應(yīng)在679K條件下完成80%所需時(shí)間?！?該反應(yīng)在679K時(shí)的半衰期。答案:k=1.31×10-3S-1；t=1.23×103S,t1/2=529S。7、環(huán)氧乙烷在3800C時(shí)的反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng),其半衰期為363min,反應(yīng)的活化能為217.57KJmol–1,欲使該反應(yīng)在15min內(nèi)完成75%,問將反應(yīng)溫度應(yīng)控制在多少度。答案:K1=1.91*10–3min–1,K2=9.24*10–2min–1 T2=723.2K t1/2=7.5min8、250C時(shí),電池〔PtH2〔1P0｜HCl〔b=0.1molKg–1｜AgCl－Ag<s>,其電池動(dòng)勢(shì)E=0.3524V,求該HCl溶液中的離子平均活度系數(shù)r±?！拨?Ag/AgCl=0.2224V答案: r±=0.7969、250C時(shí)氯化銀飽和水溶液的電導(dǎo)率為3.41*10-4Sm-1。已知同溫下配制此溶液所用的水的電導(dǎo)率為1.60*10-4Sm-1,銀離子的極限摩爾電導(dǎo)率為61.92*10-4Sm2mol–1,氯離子的極限摩爾電導(dǎo)率為76.34*10-4Sm2mol–1。計(jì)算250C時(shí)氯化銀的溶解度和溶度積。 c=0.01309mol/m3；Ksp=<0.01309mol/m3>210、200C時(shí)HCl溶于苯中達(dá)平衡。氣相中HCl的分壓為101.325KPa時(shí),溶液中HCl的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0425。已知200C時(shí)苯的飽和蒸氣壓為10.0KPa,若200C時(shí)HCl和苯蒸氣總壓為101.325KPa,求100g苯中溶解多少克HCl,11、已知水在1000C時(shí)的飽和蒸氣壓為101.325KPa,氣化熱為2260Jg–1。試求：〔1水在950C時(shí)飽和蒸氣壓；〔2水在110.00KPa時(shí)的沸點(diǎn)。12、800C時(shí)純苯的蒸氣壓為100KPa,純甲苯的蒸氣壓為38.7KPa。兩液體可形成理想液態(tài)混合物。若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物,800C時(shí)氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)y〔苯=0.300,求液相中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)。答案: x〔苯=0.142,x〔甲苯=0.858。13、已知醋酸酐的分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng),其速度常數(shù)K〔S-1與溫度T<K>具有關(guān)系式,試問〔1欲使此反應(yīng)在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%溫度應(yīng)控制多少度？〔2求該溫度下的速度常數(shù)K〔S-1。〔3求該溫度下的半衰期。〔4求該反應(yīng)的活化能。答案:<1>T=522K〔2K=3.84×10-3S–1〔3t1/2=182S〔4Ea=144.3KJmol–11.14、00C時(shí)某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4。今有該有機(jī)酸5g溶于100cm3水中形成的溶液?！?若用40cm3乙醚一次萃取〔所用乙醚已事先被水飽和,因此萃取時(shí)不會(huì)有水溶于乙醚求水中還剩下多少有機(jī)酸？〔2將40cm3乙醚分為兩份,每次用20cm3乙醚萃取,連續(xù)萃取兩次,問水中還剩下多少有機(jī)酸？答案：<1>W1=2.5g；〔2W2=2.25g。裝裝訂線15、〔9分250C時(shí),電池：Ag|AgCl<s>|HCl<b>|Cl2<g,100KPa>|Pt的電動(dòng)勢(shì)E=1.136V,電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)<?E/?T>P=-5.95×10-4VK-1。電池反應(yīng)為：Ag+1/2Cl2<g,100KPa>=AgCl<s>計(jì)算250C時(shí)該反應(yīng)的△rHm、△rSm、△rGm,以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過程的Qr.m。16、某金屬钚的同位素進(jìn)行β放射,14d后,同位素活性下降了6.85%。試求該同位素的：<1>蛻變常數(shù),<2>半衰期,<3>分解掉90%所需時(shí)間。17、乙烷可按下式脫氫：CH3CH3〔g═CH2CH2〔g+H2〔g<設(shè)反應(yīng)的△rCp=0>試計(jì)算〔1在標(biāo)準(zhǔn)壓力及298K時(shí),求該反應(yīng)的△rH0m；△rG0m；△rS0m；K0〔298K；〔2在標(biāo)準(zhǔn)壓力及1000K時(shí),求該反應(yīng)的K0〔2000K；乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率是多少？熱力學(xué)數(shù)據(jù)〔298K：△fH0m/<KJmol–1>△fG0m/<KJmol–1>S0m/<JK–1mol–1>CH3CH3<g>-84.67-32.886229.49CH2CH2<g>52.29268.178219.45H2<g>00130.587△rH0m=136.96KJmol–1；△rG0m=101.06KJmol–1；△rS0m=120.55JK–1mol–1。K0〔298K=1.93﹡10-18；K0〔2000K=0.138；α=34.9%18、〔11分共4頁(yè),第4頁(yè)一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在40～400kJmol-1共4頁(yè),第4頁(yè)<1>若活化能為100kJmol-1,試估算溫度由300K上升10K、由400K上升10K時(shí),速率常數(shù)k各增至多少倍。設(shè)指前因子A相同。<2>若活化能為150kJmol-1,作同樣的計(jì)算。<3>將計(jì)算結(jié)果加以對(duì)比,并說明原因?！?、K310K/K300K=3.64；K410K/K400K=2.08；〔2、K310K/K300K=6.96；K410K/K400K=3.00；〔3、lnk與T2成反比；活化能高的反應(yīng)對(duì)溫度更敏感一些19、〔10分250C時(shí)有兩種溶液<1>：a<Sn2+>=1.0,a<Pb2+>=1.0；<2>：a<Sn2+>=1.0,a<Pb2+>=0.1,當(dāng)將金屬Pb放入溶液時(shí),能否從溶液中置換出金屬Sn。已知φ0〔Sn2+|Sn=-0.136V,φ0〔Pb2+|Pb=-0.126V?！鱮Gm>0,不可以；△rGm<0,可以。20、〔17分固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為：lnP=–3754/T+27.92液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為：lnP=–3063/T+24.38其中P的單位是Pa,試求：〔1氨的三相點(diǎn)的溫度和壓強(qiáng)；〔2三相點(diǎn)時(shí)的升華熱、蒸發(fā)熱、熔化熱是多少？〔1、△subHm=31.2KJmol–1；△vapHm=25.47KJmol–1；△fusHm=5.75KJmol–1；〔2、P=5934Pa,T=195.2K。21、〔1