物理化学下册答案化工专用.

1、7.9已知25 时水的离子积Kw=1.008×10-14，NaOH、HCl和NaCl的分别等于0.024811 S·m2·mol-1，0.042616 S·m2·mol-1和0.0212545 S·m2·mol-1。（1）求25时纯水的电导率；（2）利用该纯水配制AgBr饱和水溶液，测得溶液的电导率（溶液）= 1.664×10-5 S·m-1，求AgBr（s）在纯水中的溶解度。已知：L（Ag+）= 61.9×10-4S·m2·mol-1，L（Br-）=78.1

2、15;10-4S·m2·mol-1。       解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为                  纯水的电导率                

3、60;  即有：  （2）（溶液）=（AgBr）+（H2O）即：（AgBr）=（溶液）-（H2O） =1.664×10-5 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m-17.11 现有25时，0.01mol·kg-1BaCl2溶液。计算溶液的离子强度I以及BaCl2的平均离子活度因子±和平均离子活度。       解：离子强度 根据： 7.14 25 时，电池Zn|ZnCl2（0.55

4、5 mol·kg-1）|AgCl（s）|Ag的电动势E = 1.015V。已知E（Zn2+|Zn）=-0.7620V，E（Cl-|AgCl|Ag）=0.2222V，电池电动势的温度系数为：      （1）写出电池反应；（2）计算反应的标准平衡常数K；（3）计算电池反应的可逆热Qr,m；（4）求溶液中ZnCl2的平均离子活度因子±。解：（1）电池反应为Zn（s）+ 2AgCl（s）= Zn2+ + 2Cl- + 2Ag（s）（2）即：K= 1.90×1033（3）（4）± = 0.50997.2

5、1为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+ 还是以形式存在，涉及了如下电池测得在18 时的E = 29 mV，求亚汞离子的形式。    解：设硝酸亚汞的存在形式为，则电池反应为       电池电动势为作为估算，可以取 。所以硝酸亚汞的存在形式为。7.23 在电池PtH2（g，100kPa）HI溶液（a=1）I2（s）Pt中，进行如下电池反应：（1）H2 （g，100kPa）+ I2 （s）2HI（a=1） （2）H2（g，p） + I2（s） HI

6、（aq,a=1） 应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E、和K。解：（1）电池反应为H2 （g，100kPa）+ I2 （s）2HI（a=1）时，电池反应处于标准态，即有： E = EI-（a=1）I2Pt- EH+（a=1）H2（g，100kPa）Pt= EI-溶液（a=1）I2（s）Pt= 0.5353V （2）电动势值不变，因为电动势是电池的性质，与电池反应的写法无关， E= 0.5353V Gibbs 自由能的变化值降低一半，因为反应进度都是1 mol ，但发生反应的物质的量少了一半，即 根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系， 7.28  已知25 时E（Fe3+

7、 | Fe）= -0.036V，E（Fe3+， Fe2+）=0.770V。试计算25 ºC时电极Fe2+ | Fe的标准电极电势E（Fe2+ | Fe）。       解：上述各电极的电极反应分别为Fe3+ + 3e- = Fe （1）Fe3+ + e- = Fe2+ （2）Fe2+ + 2e- = Fe （3）显然，（3）=（1）-（2），因此46 气相反应的机理为试证： 证：应用稳态近似法41 对于两平行反应： 若总反应的活化能为E，试证明：证明：设两反应均为n级反应，且

8、指前因子相同，则反应速率方程为上式对T求导数 35 反应的速率方程为（1）；300 K下反应20 s后，问继续反应20 s后（2）初始浓度同上，恒温400 K下反应20 s后，求活化能。解：反应过程中，A和B有数量关系，方程化为        （2）400 K下              34 某反应由相同初始浓度开始到转化率达20 %所需时间，在

9、40 ºC时为15 min，60 ºC时为3 min。试计算此反应的活化能。解：根据Arrhenius公式 由于对于任意级数的化学反应，如果初始浓度和转化率相同，则，因此25 65 ºC时气相分解的速率常数为，活化能为，求80 ºC时的k及。解：根据Arrhenius公式 根据k的单位，该反应为一级反应16 NO与进行如下反应： 在一定温度下，某密闭容器中等摩尔比的NO与混合物在不同初压下的半衰期如下：50.045.438.432.426.995102140176224求反应的总级数。解：在题设条件下，速

10、率方程可写作，根据半衰期和初始浓度间的关系       处理数据如下3.21893.12242.95492.78502.59904.55394.62504.94165.17055.4116       ，总反应级数为2.5级。14 溶液反应 的速率方程为20 ºC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为，反应20 h后，测得，求k。    解：题给条件下，在时刻t有，因此积分得   

11、 7 解：设放出的CO2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表2.283.925.928.4211.9217.47¥1.01580.85390.69160.52850.36460.20111.1830-0.1524              -0.3260-0.5368-0.8057-1.1770-1.77191作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。5 对于一级反应，使证明

12、转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？  解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，1.        反应为一级气相反应，320 ºC时。 问在320 ºC加热90 min的分解分数为若干？解：根据一级反应速率方程的积分式   答：的分解分数为11.2%2.        某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分

13、数。解：同上题，答：还剩余A 1.56%。三、计算1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求（1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度；（2）该溶液的凝固点降低值；（3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol1Kg1 , Kb =0.513K mol1Kg1 ，vapH0m=40662J mol12、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×1071、计算H2和O2分压各为1.00×10 4 Pa,水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的rGm，并判断反应自发进行的方

14、向。2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分压最少需多大？装 订 线 rGm=-1.6105Jmol1；正向自发；P（H2O）=1.24107Pa。在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C下分解为NH3（g）与H2S（g），平衡时容器内的压力为66.6kPa 。（1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。4、已知250C时0(

15、Fe3+/ Fe) =-0.036V，0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势0(Fe2+/ Fe)。 答案: 0(Fe2+/ Fe)= -0.439V5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol1计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3时的pH值。 （2）250C，0.001mol dm-3 醋酸水溶液的摩尔电导率和pH值。答案:（1）pH=3.38；（2）摩尔电导率=0.520×1

16、0-3S m2 mol1 pH=2.886、溴乙烷分解反应的活化能为229.3KJ mol1，650K时的速率常数k=2.14×10-4S-1，求：（1）该反应在679K条件下完成80%所需时间。 （2）该反应在679K时的半衰期。 答案: k=1.31×10-3S-1；t=1.23×103S, t1/2=529S。7、环氧乙烷在3800C时的反应是一级反应，其半衰期为363min，反应的活化能为217.57KJ mol1，欲使该反应在15min內完成75%，问将反应温度应控制在多少度。答案: K1=1.91*103 min1 ，K2=9.24*102 min1T

17、 2=723.2Kt1/2=7.5 min8、250C时，电池（Pt）H2（1P0）HCl（b=0.1molKg1）AgClAg(s)，其电池动势E=0.3524V，求该HCl溶液中的离子平均活度系数r± 。（0Ag/ AgCl =0.2224V）答案:r±=0.7969、250C时氯化银饱和水溶液的电导率为3.41*10-4 S m-1。已知同温下配制此溶液所用的水的电导率为1.60*10-4 S m-1， 银离子的极限摩尔电导率为61.92*10-4 S m2 mol1, 氯离子的极限摩尔电导率为76.34*10-4 S m2 mol1 。计算250C时氯化银的溶解度和

18、溶度积。c=0.01309mol/m3；Ksp=(0.01309 mol/m3)210、200C时HCl溶于苯中达平衡。气相中HCl的分压为101.325KPa时，溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知200C时苯的饱和蒸气压为10.0KPa，若200C时HCl和苯蒸气总压为101.325KPa，求100g苯中溶解多少克HCl，11、已知水在1000C时的饱和蒸气压为101.325KPa，气化热为2260Jg1 。试求：（1）水在950C时饱和蒸气压；（2）水在110 .00KPa时的沸点。 12、800C时纯苯的蒸气压为100KPa，纯甲苯的蒸气压为38.7KPa。两液体可形成理想液态混

19、合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，800C时气相中苯的摩尔分数y（苯）=0.300，求液相中苯和甲苯的摩尔分数。答案:x（苯）=0.142，x（甲苯）=0.858。13、已知醋酸酐的分解反应为一级反应，其速度常数K（S-1 ）与温度T(K)具有关系式 ,试问（1）欲使此反应在10分钟内转化率达到90%温度应控制多少度？ （2）求该温度下的速度常数K（S-1 ）。（3）求该温度下的半衰期。（4）求该反应的活化能。答案: (1)T=522K（2）K=3.84×10-3S1（3）t1/2=182S（4）Ea=144.3KJ mol11. 14、00C时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0

20、.4。今有该有机酸5g溶于100cm3水中形成的溶液。（1）若用40 cm3乙醚一次萃取（所用乙醚已事先被水饱和，因此萃取时不会有水溶于乙醚）求水中还剩下多少有机酸？（2）将40 cm3乙醚分为两份，每次用20 cm3乙醚萃取，连续萃取两次，问水中还剩下多少有机酸？答案：(1) W1=2.5g；（2）W2=2.25g。装 订 线15、（9分）250C时，电池：Ag| AgCl (s)|HCl(b)| Cl2(g，100KPa)|Pt的电动势E=1.136V，电动势温度系数(E/T)P=-5.95×10-4V K-1。电池反应为： Ag+ 1/2 Cl2(g，100KPa)= AgCl

21、 (s)计算250C时该反应的rHm、rSm、rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。16、某金属钚的同位素进行放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：(1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间。17、乙烷可按下式脱氢：CH3CH3（g）CH2CH2（g）+H2（g）(设反应的rCp=0)试计算（1）在标准压力及298K时，求该反应的 rH0m；rG0m；rS0m；K0（298K）；（2）在标准压力及1000K时，求该反应的K0（2000K）；乙烷的平衡转化率是多少？热力学数据（298K）：fH0m/( KJmol1)fG0m/( KJmol

22、1)S0m/( JK1mol1)CH3CH3 (g)-84.67-32.886229.49CH2CH2 (g)52.29268.178219.45H2 (g)00130.587rH0m=136.96 KJmol1；rG0m=101.06 KJmol1；rS0m=120.55 JK1mol1。 K0（298K）=1.9310-18；K0（2000K）=0.138；=34.9%18、（11分）共 4 页，第 4 页一般化学反应的活化能在40400kJ mol-1范围内，多数在50250 kJ mol-1之间(1)若活化能为100 kJ mol-1，试估算温度由300K上升10K、由400K上升10

23、K时，速率常数k各增至多少倍。设指前因子A相同。(2)若活化能为150 kJ mol-1，作同样的计算。(3)将计算结果加以对比，并说明原因。（1）、K310K/ K300K =3.64；K410K/ K400K =2.08；（2）、K310K/ K300K =6.96；K410K/ K400K =3.00；（3）、lnk与T2成反比；活化能高的反应对温度更敏感一些19、（10分）250C时有两种溶液(1)：a(Sn2+)=1.0, a(Pb2+)=1.0； (2)：a(Sn2+)=1.0， a(Pb2+)=0.1,当将金属Pb放入溶液时，能否从溶液中置换出金属Sn。已知0（Sn 2+| Sn）=-0.136V, 0（Pb2+| Pb）=-0.126V。rGm>0，不可以；rGm<0，可以。20、（17分）固态氨的饱和蒸气压为：lnP=3754/T + 27.92液态氨的饱和蒸气压为：lnP=3063/T + 24.38其中P的单位是Pa，试求：（1）氨的三相点的温度