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=1.00810-14，naoh、hcl和nacl的分别等于0.024811 sm2mol-1，0.042616 sm2mol-1和0.0212545 sm2mol-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 sm-1，求agbr（s）在纯水中的溶解度。已知：l（ag+）= 61.910-4sm2mol-1，l（br-）=78.110-4sm2mol-1。解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率即有：（2）（溶液）=（agbr）+（h2o）即：（agbr）=（溶液）-（h2o） =1

2、.66410-5 5.50010-6 = 1.11410-5 sm-17.11 现有25时，0.01molkg-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（0.555 molkg-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

3、为zn（s）+ 2agcl（s）= zn2+ + 2cl- + 2ag（s）（2）即：k= 1.901033（3）（4） = 0.50997.21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（aq,a=1） 应用表7.7.1的

4、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+ | fe）= -0.036v，e（fe3+，

5、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 （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

6、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。解：根据arrhenius公式根据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，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

7、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 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，因此积分得 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2.283.925.928.4211.9217.471.01580.85390.69160.52850.36460.20111.18

8、30-0.1524-0.3260-0.5368-0.8057-1.1770-1.77191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 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.某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时某蔗糖水溶液的渗透压为252kpa。求（

9、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=1.551071、计算h2和o2分压各为1.0010 4 pa,水蒸气分压为1.00105 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1.0010 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=-1.6105j

10、mol1；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(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

11、: 0(fe2+/ fe)= -0.439v5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250c时的摩尔电导率为1.6210-3s m2 mol1，无限稀释时的摩尔电导率为39.0710-3s 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=0.52010-3s 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=2.1410-4s-1，求：（1）该反应在679k条件下完成80%所需时间

12、。 （2）该反应在679k时的半衰期。 答案: k=1.3110-3s-1；t=1.23103s, 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 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

13、=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2

14、00c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

15、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=3.8410-3s1（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0.4。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

16、？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=-5.9510-4v 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、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：ch

17、3ch3（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/( kjmol1)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

18、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。（1）、k310k/ k300k =3.64；k410k/ k400k =2.08；（2）、k310k/ k300k =6.96；k4

19、10k/ 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 + 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 =31.2kjmol1；vaphm =25.47kjmol1；fushm =5.75kjmol1；（2）、p=5934pa, t=195.2k。21、