物理化學(xué)下冊(cè)答案化工專用

1、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0.024811 S·m2·mol-1，0.042616 S·m2·mol-1和0.0212545 S·m2·mol-1。（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（溶液）= 1.664×10-5 S·m-1，求AgBr（s）在純水中的溶解度。已知：L（Ag+）= 61.9×10-4S·m2·mol-1，L（Br-）=78.1

2、15;10-4S·m2·mol-1。       解：（1）水的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率為                  純水的電導(dǎo)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 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±和平均離子活度。       解：離子強(qiáng)度 根據(jù)： 7.14 25 時(shí)，電池Zn|ZnCl2（0.55

4、5 mol·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±。解：（1）電池反應(yīng)為Zn（s）+ 2AgCl（s）= Zn2+ + 2Cl- + 2Ag（s）（2）即：K= 1.90×1033（3）（4）± = 0.50997.2

5、1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 = 29 mV，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PtH2（g，100kPa）HI溶液（a=1）I2（s）Pt中，進(jìn)行如下電池反應(yīng)：（1）H2 （g，100kPa）+ I2 （s）2HI（a=1） （2）H2（g，p） + I2（s） HI

6、（aq,a=1） 應(yīng)用表7.7.1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 （s）2HI（a=1）時(shí)，電池反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，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）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)的寫法無關(guān)， E= 0.5353V Gibbs 自由能的變化值降低一半，因?yàn)榉磻?yīng)進(jìn)度都是1 mol ，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+

7、 | Fe）= -0.036V，E（Fe3+， Fe2+）=0.770V。試計(jì)算25 ºC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 （1）Fe3+ + e- = Fe2+ （2）Fe2+ + 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

8、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）；300 K下反應(yīng)20 s后，問繼續(xù)反應(yīng)20 s后（2）初始濃度同上，恒溫400 K下反應(yīng)20 s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        （2）400 K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

9、40 ºC時(shí)為15 min，60 ºC時(shí)為3 min。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 65 ºC時(shí)氣相分解的速率常數(shù)為，活化能為，求80 ºC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

10、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20 ºC，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)20 h后，測(cè)得，求k。    解：題給條件下，在時(shí)刻t有，因此積分得   

11、 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2.283.925.928.4211.9217.47¥1.01580.85390.69160.52850.36460.20111.1830-0.1524              -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

12、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)，320 ºC時(shí)。 問在320 ºC加熱90 min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10 min。求1h后剩余A的分

13、數(shù)。解：同上題，答：還剩余A 1.56%。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 =1.86K mol1Kg1 , Kb =0.513K mol1Kg1 ，vapH0m=40662J mol12、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1.00×10 4 Pa,水蒸氣分壓為1.00×105 Pa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

14、向。2、當(dāng)H2和O2分壓仍然分別為1.00×10 4 Pa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 線 rGm=-1.6105Jmol1；正向自發(fā)；P（H2O）=1.24107Pa。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。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。4、已知250C時(shí)0(

15、Fe3+/ Fe) =-0.036V，0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V求250C時(shí)電極Fe2+|Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)0(Fe2+/ Fe)。 答案: 0(Fe2+/ Fe)= -0.439V5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C時(shí)的摩爾電導(dǎo)率為1.62×10-3S m2 mol1，無限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率為39.07×10-3S m2 mol1計(jì)算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3時(shí)的pH值。 （2）250C，0.001mol dm-3 醋酸水溶液的摩爾電導(dǎo)率和pH值。答案:（1）pH=3.38；（2）摩爾電導(dǎo)率=0.520×1

16、0-3S m2 mol1 pH=2.886、溴乙烷分解反應(yīng)的活化能為229.3KJ mol1，650K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。 （2）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217.57KJ mol1，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*103 min1 ，K2=9.24*102 min1T

17、 2=723.2Kt1/2=7.5 min8、250C時(shí)，電池（Pt）H2（1P0）HCl（b=0.1molKg1）AgClAg(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± 。（0Ag/ 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*10-4 S m-1。已知同溫下配制此溶液所用的水的電導(dǎo)率為1.60*10-4 S m-1， 銀離子的極限摩爾電導(dǎo)率為61.92*10-4 S m2 mol1, 氯離子的極限摩爾電導(dǎo)率為76.34*10-4 S m2 mol1 。計(jì)算250C時(shí)氯化銀的溶解度和

18、溶度積。c=0.01309mol/m3；Ksp=(0.01309 mol/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2260Jg1 。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

19、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（2）K=3.84×10-3S1（3）t1/2=182S（4）Ea=144.3KJ mol11. 14、00C時(shí)某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0

20、.4。今有該有機(jī)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40 cm3乙醚分為兩份，每次用20 cm3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；（2）W2=2.25g。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=-5.95×10-4V K-1。電池反應(yīng)為： Ag+ 1/2 Cl2(g，100KPa)= AgCl

21、 (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/( 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 頁(yè)，第 4 頁(yè)一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在40400kJ mol-1范圍內(nèi)，多數(shù)在50250 kJ mol-1之間(1)若活化能為100 kJ mol-1，試估算溫度由300K上升10K、由400K上升10

23、K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150 kJ mol-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。（1）、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0（Sn 2+| Sn）=-0.136V, 0（Pb2+| Pb）=-0.126V。rGm>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