精品最全物理化学下册答案化工专用

1、. z.-7.9 已知 25 时水的离子积 Kw =1.00810-14，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) =1.66410-5 S m-1 ，求 AgBr (s)在纯水中的溶解度。已知： (Ag+ ) = 61.9 10-4S m2 mol-1， (Br- ) =78.1 10-4S m2 mol-1。 解：(1)水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率K

2、(H O) = K c w (H O)2 w m 2即有：=1.008人10一14人1人103 人 0.054777 = 5.500 人10-6 S . m一1(2)(溶液) =(AgBr) +(H O) 2即：(AgBr) =(溶液) -(H O)2=1.66410-5 5.50010-6 = 1.11410-5 S m-17.11 现有 25时， 0.01mol kg-1BaCl 溶液。 计算溶液的离子强度 I 以及 BaCl 2 2的平均离子活度因子 和平均离子活度。解：离子强度根据： lgY士 =-Az+ z一 I =-0.509人 2 人 - 1 人 0.03=-0. 1763；Y士

3、 =0.66637.14 25 时，电池 Zn|ZnCl (0.555 mol kg-1 ) |AgCl (s) |Ag 的电动势 E = 21.015V。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 Q ； r,m(4)求溶液中 ZnCl 的平均离子活度因子 。 2 解：(1)电池反应为Zn (s) + 2AgCl (s) = Zn2+ + 2Cl- + 2Ag (s). z.-(2)A G =-RT ln K = zE Fr

4、mln K = zE F = 2 根L0.2222 (0.7620 )根 96500 = 76.63即： RT 8.314 根 298.15K= 1.901033(3)Qr,m =TAr Sm = zFT (|()|pRT ( b )3 zF ln 4Y |(b0 )|E = E RT ln a(Zn2+ )a2 (Cl )= E( 4 ) zF = 0.50997.21 为了确定亚汞离子在水溶液中是以 Hg+ 还是以Hg+ 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。2NO 解a1N硝)汞g2的(N存O3g3 O a2 (NO )+ 2Hg2 (N

5、O3 )2 a1 Hg2 (NO3 )2 电池电动势为作为估算，可以取 a1 (NO )= a2 (NO )；a1 Hg2 (NO3 )2 c1 Hg c a2 Hg2 (NO3 )2 c2 Hg2 (NO3 )2 c 。所以硝酸亚汞的存在形式为 Hg 7.23 在电池 Pt H (g， 100kPa) HI 溶液( a=1 ) I (s) Pt 中，进行 2 2如下电池反应：( 1) H (g， 100kPa) + I (s) 2HI ( a=1 ) 2 21 1( 2) 2 H (g，p) + 2 I (s) HI (aq,a=1) 2 2应用表的数据计算两个电池反应的 E 、 Ar Gm

6、 和 K。. z.-解：( 1 )电池反应为 H (g， 100kPa) + I (s) 2HI ( a=1 )2 2时，电池反应处于标准态，即有：E = E I- ( a=1 ) I Pt - E H+ ( a=1 ) H (g， 100kPa) Pt2 2= E I- 溶液( a=1 ) I (s) Pt2= 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= 0.5353VGibbs 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

7、 ( Fe3+ | Fe) = -0.036V，E ( Fe3+， Fe2+ ) =0.770V。 试计算 25 C 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 Fe3+ + e- = Fe2+Fe2+ + 2e- = Fe 显然，( 3 ) = ( 1)46 气相反应- ( 2)，因此的机理为( 1 )(2)( 3 )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(

8、1) ；300 K 下反应 20 s 后. z. z.-，问继续反应 20 s 后，求活(2)初始浓度同上，恒温 400 K 下反应 20 s 后，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*反应由相同初始浓度开始到转化率达 20 %所需时间，在 40 C 时为 15 min，60 C 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2565 C 时 气相分解的速率常数为 ，活化能为 ，求 80 C 时的 k 及 。. z.-解：根据 Arrhenius 公式根据

9、 k 的单位，该反应为一级反应16NO 与 进行如下反应：在一定温度下， *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：26.922445.410238.414032.417650.095求反应的总级数。 解： 在题设条件下， ，速率方程可写作 ，根据半衰期和初始浓度间的关系处理数据如下2.95494.94162.78505.17052.59905.41163.21894.55393.12244.6250，总反应级数为 2.5 级。-14 溶液反应的速率方程为20 C，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

10、，因此积分得解：设放出的 CO (g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由2算出：7时放出的 CO (g)2在时刻 t, 硝基乙酸的量为 ，列表2.283.925.928.4211.9217.471.01580.8539 0.6916 0.5285 0.3646 0.2011 1.1-0.1524 -0.3260 -0.5368 -0.8057 -1.1770 -1.7719作图 ，由于反应不是从 开始，用公式 拟合. z. z.-得到 。5 对于一级反应，使证明转化率达到 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

11、于二级反应，1.反应 为一级气相反应，320 C 时 。问在 320 C 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.*一级反应 的半衰期为 10 min。求 1h 后剩余 A 的分数。解：同上题，答：还剩余 A 1.56%。三、计算1、测得 300C 时*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 mol 1Kg 1 , Kb=0.513K mol 1Kg 1 ，vapH0m=40662J mol 12、有理想

12、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 1.0010 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？. z. z.- rGm=-1.6 105Jmol 1 ； 正 向 自 发 ； P (H2O) =1.24 107Pa。在真空的容器中放入固态的 NH4HS，于 250C 下分解为 NH3 (g)与 H2S (g)

13、 ，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(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

14、 醋酸水溶液在 250C 时的摩 尔电导率为 1.62 10-3S m2 mol 1，无限稀 释 时 的 摩 尔 电 导 率 为 39.07 10-3S m2 mol 1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 10-3S m2 mol 1 pH=2.886 、 溴 乙 烷 分 解 反 应 的 活 化 能 为 229.3KJ mol 1 ， 650K 时 的 速 率 常 数 k=2.14 10-4S-1，. z.

15、-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 mol 1，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*10 3 min 1 ，K2=9.24*10 2 min 1T 2=723.2Kt1/2=7.5 min8 、 250C 时，电池( Pt) H2 (1P0

16、)| HCl (b=0.1molKg 1)| AgClAg(s)，其电池动势 E=0.3524V，求该 HCl 溶液中的. z.-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 mol 1, 氯离子的极限摩尔电导率为 76.34*10-4 S m2 mol 1 。计算 250C 时氯化银的溶解度 和溶度积。c=0.01309mol/m3； Ksp=(

17、0.01309 mol/m3)2 10 、 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 2260Jg 1 。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 3

18、8.7KPa。两液体可形成理想 液态混合物。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:* (苯) =0.142， * (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 ,. z.-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=3.8410-3S 1 (3)

19、 t1/2=182S (4) Ea=144.3KJ mol 11.14、00C 时*有机酸在水和乙醚中的分配 系数为 0.4。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装 订 线-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。15 、 ( 9 分 ) 250C 时 ， 电 池 ： Ag| AgCl (s)|HCl(b)| Cl2(g ， 1

20、00KPa)|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 (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 、 *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%. z.-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)

21、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/(KJmol 1)CH3CH3 -84.67(g)S0m/( JK 1mol 1)229.49fG0m/(KJmol 1)-32.886. z. z.-CH2CH2 52.292 68.178 219.45(g)H2 (g) 0 0 130.587rH0m=136.96 KJmol 1；rG0m=101.06 KJmol 1；rS0m=120.55 JK 1m

22、ol 1。K0 (298K) =1.93 10-18；K0 (2000K) =0.138；=34.9%18 、 (11 分)一般化学反应的活化能在 40 400kJ 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 10K 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。. z.-(1) 、K310K/ K300K =3.64；K410K/ K400K =2.08；(2)

23、、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 。 rGm0，不可以；rGm0，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 +. z.-24.38其中 P 的单位是 Pa，试求： (1)氨的三相点的温度和压强； (2)三相点时的升华热、蒸发热、熔化热 是多少？(1) 、 subHm =31.2KJmol 1；vapHm =25.47KJmol