物理化学复习题答案(part2)-2013年12月分析

1、答案（第二部分）动力学9. N2O5在惰性溶剂中 CC14分解是一级反应： -1 -N2O52NO2 -O22NO2 N2O4分解产物NO2 , N2O4都能溶于CC14中，而。2则不溶，在恒温、恒压下测定 O2的体积， 实验在46 C时进行，当02的体积为10.75cm3时，开始计时（t 0）,当t 2400s时，O2 的体积为29.65cm3,反应完后（t ）, O2的体积为45.50cm3,试求反应的k及*2。解9:令c及n分别表示反应产生的。2的浓度及物质的量，则k 11n包九比1ln - t c t n t VVt413.27 10 4s 1t120.693k2120sAk1RAk2

2、S10.对于反应NH4CNO CO NH2 2已知实验数据如下表示:NH4CNO 0/mol dm 3牛衰期/h0.0537.030.1019.150.209.45试求反应的级数。解10:由题给数据可知，2与Co有关，故该反应不是一级反应ln t12 t12n 1 ln a a将已知数据代入上式:1.951.982.02(1) (2)组(2) (3)组(3) (3)组取平均值n 1.98 2,故为二级反应11.某物质气相分解反应为平行一级反应:298K时，测得 =24,试估算573K时色的数值。k2k2解 11：ki Ai expEiRT,A1A2设Ei、E2不随温度而变k1 573K Ink

3、2 573K照InE9573K k2 298K298,In 24573K 573K 522k2 573K12.物质A的分解反应为一级反应，已知300K下其半衰期为1800s。试求:(1)该一级反应的速率系数；(2)若该反应的活化能为80kJ.1mol ，试求反应在500K时的速率系数?解12: ( 1) 一级反应t1/2In 2k1代入数据得k13.854110 sec(2)由 Ink2 k1EaR1T2Tiln3.85k24110 sec求知500K时13.某一级平行反应反应开始时CaoCb 0.08moI dm80 103J mol 18.314J mol 1 K 1 500K, 1k2

4、143.7seck130.50mol dmCc 0.22moI dm1300K已知反应进行到 30min 时，分析可知(1)该时间反应物A的转化率（用百分号表示）;(2)反应的速率系数kik2?及 ki / k2?解13:(1)转化率xCa0CaCbCc0.08 0.22 60%(2)CA0CA00.50对于平行一级反应dCAdtk1cAk2 cA(kik2)CA(2)k1B ,Ca0ln0(k1k2)tCa3,0.50mol dm(k1 k2) 30minIn3(0.08 0.22) mol dm k2 其中I为不稳定的中间产物。若以产物 P的生成速率表示反应速率，试问: 什么条件下，总反应

5、表现为二级反应 什么条件下，总反应表现为三级反应14.反应k1CbCc1k20.03min30.08mol dm_ _ _；30.22mol dmk1k2-、k1解之一k20.36A+2BP的可能历程如下:(2)解14:I为不稳定的中间产物,利用稳态近似法得k A Bk 1 k2 Bdtk22k1k2 A Bk2 Bdtk1 A二级反应dt三级反应式中kk1k215.实验测得N2O5气相分解反应的反应机理为：N2O5 脩:腺 NO2+ NO3 k 1NO2 + NO3k2NO2+ O2+ NONO + NO 3 k3 2NO2其中NO3和NO是活泼中间物。试用稳态法证明N2O5气相分解反应的速

6、率方程为仇山。5卜网2。5dtd N2O5dtk1 N2O5k 1 NO2 NO3d NO3-k 1 NO2 NO3k1 N2O5dtk2 NO2NO3k3 NO NO30d NOk3 NO NO3k2 NO2 NO3 =0（2）dt(1)、(2)联立,求得NO33K N2O5k 1 2k2 NO2d N2O5dtk1 N2O5k 1 NO 2 NO3k1 N2O5k 1 NO2k1 N2O5k 1 2k2 NO2k1 N2O5,k1 N2O5k 1 7k 1 2k2k N2O516.某物分解遵守一级反应规律，实验测得不同温度下的速率系数：T1 293.2Kk1 7.62 10 6s 1 ,

7、T2 303.2K51k2 2.41 10 5s1。求该反应的实验活化能Ea及 _298.2K 时的指前因子 A , rHm,r Sm , rGm j10a10671（答案）解 16：据 ln k kiEa 11一,一一，可得 Ea 84.7 kJ molR T1 T2M Ea RT 84.7 103 8.314 298.2 kJ mol 1 82.2 kJ mol298.水时?6.21 1012s1%TexprGRTln klnrGRT298.2K 时 k511.40 10 s代入上式，可得rGm 100.7kJ mol据rGmrHm T rSmSm62.04J K molln A lnkT

8、 ln e -r-Sm-A 9.72 109s 1hR31317. 20c时，汞的表面张力为483 10 N m ,体积质量（密度）为13.55 10 kg m把内直径为10 483 10 3 （ 1） 4 mm的玻璃管垂直插入汞中，管内汞液面会降低多少？已知汞与玻璃的接触角为180,重力加速度g29.81 m s 。2 cos , 解 17：由 p gh2 cosgr0.0145mr解18：实际蒸汽压 p 5.62 103 0.56Pa=3.15 103Pa 3.17 103Pa,实际蒸汽压小于夜间饱和蒸汽压，所以夜间不会凝结。在土壤毛细管中，水形成凹液面。由于水对土壤完全润湿，故凹液面曲率

9、半径r 0.5 10 7m ,由开尔文公式ln艮 P2 M 0.0208PrRTr(0.979 3.17 103)Pa 3.10 103Pa 3.15 103Pa(实际)所以夜间水蒸气能在土壤毛细管中凝结19. 25 C时乙醇水溶液的表面张力随乙醇浓度c的变化关系为:：103N m1 72人,-八 ，口20.5 c/L0.2 c/c-试分别计算乙醇浓度为0.1mol3 dm一3和0.5mol dm 时，乙醇的表面吸附重(c: 1mol dm 3)解 19：由 /10 3N m 1720.5 c/c曰20.2 c/dc由吉布斯吸附等温式0.5 0.4c/c103RT dc0.10.5RT0.40

10、.5 0.4c/ c10 30.1 10 38.314 29818.610 9mol dm 3当 c 0.5 mol dm 30.50.5 0.4 0.5 10 38.314 298一一 一 ,一 9.360.5 10 mol dm0.8 dm3 kg . 、20.某聚合物摩尔质量 50 kg mol ，比谷 v （即1/粒子），溶解于某一溶剂中，形成溶液的密度是1.011 kg dm3 ,将溶液置于超离心池中并转动，转速7.50 cm 处浓度比值，温度为 310 Ko15000 min 1。计算在 6.75 cm处的浓度与在解 20：根据沉降平衡公式222ln(c2/c1) = M (1 v )2 (x22 x12) / 2RT2220.12450(1 0.8 1.011)(15000/60)2(0.0752 0.06752)/(2 8.314 310)c2 /c11.1313.55 103 9.81 5 10 4即管内汞液面降低了0.0145米。18.由于天气干旱，白天空气相对湿度仅56% （