物理化学第2版万洪文詹正坤主编练习题答案

万洪文教材习题全解第一编化学热力学化学热力学第一章热力学基本定律第一章热力学基本定律练题0g下蒸发，已知g01-5设一礼堂的体积是1000m3,室温是290K,气压为p,今欲将温度升至300K,需吸收热量多少(若将空气视为理想气体，并已知其Cp,m为·mol-。)T0Q01-6单原子理想气体，由600K,对抗P绝热膨胀恒外压到pe解：理想气体绝热不可逆膨胀Q=0。△U=W即0二1-7在，6×压力下，1mol0若为；(1)可逆膨胀的气体的最终温度；气(2)对抗恒外压p膨胀，求上述二绝热膨胀过程体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。(已知Cp,m=R)。解：(1)绝热可逆膨胀：γ=5/3,过程方程△U=W=nCV,m(T2-T1)=,△H=nCp,m(T2-T1)=(2)对抗恒外压p膨胀求出水在100℃,pe下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体),然后等温可逆膨胀p,计算全过程的△U,△H。0解：过程为等温等压可逆相变十理想气体等温可逆膨胀，对后一步△U,△H均为g热可逆膨胀到6dm,温度下降21K。能否判断容器中是何种气体(若设单原子气,双原子气体的CV,m=.过程方程=7/5容器中是N2.单原子理想气体(CV,m=),温度为273K,体积为,经由A途径变化到温度为546K、体积仍为；再经由B途径变化到温度为546K、体积为；最后经由C途径使系统回到其初态。试求出：(1)各状态下的气体压力；(2)系统经由各途径时的Q,W,△U,△H值；(3)该循环过程的Q,W,△U,△H。0某双原子分子理想气体,始态为,,经pT=常数的可逆过程，压缩到终态为.求终态的体积V2温度T2及W,△U,△H(Cp,m=R).的液态水放入一小球中，小球放入373K恒温真空箱中。打破小球，刚好使H2O(1)蒸发为H20(g)为理想气体)求此过程的Q,W,△U,△H若此蒸发过程在常压下进行,则Q,W,△U,△H的值各为多少已知水的蒸发热在373K,时为一1。(1)等温等压可逆相变，△H=Q=n△s|Hm=,W=-nRT=,,△U=Q+W=(2)向真空蒸发二初、终态相同△H=,,△U=,1-13将373K,50650Pa的水蒸气等温恒外压压缩到(此时仍全为水气),后继续在恒温压缩到体积为时为止，(此时有一部分水蒸气凝聚成水).试计算此过程的,水蒸气可视为理想气体，Q,△U,△H.假设凝聚成水的体积忽略不计水的气化热为一1。2gW=-p△V+n’RT=27kJ,Q=p△V+n1-15mol单原子理想气体,可逆地沿T=aV(a为常数)的途径，自273K升温到胀到,假定过程分别为：理想气体由25℃,1MPa胀到,假定过程分别为：27℃、20dm3理想气体，在等温条件下膨胀到50dm:,假定过程为：(1)可逆膨胀；(2)自由膨胀；(3)对抗恒外压po膨胀。计算以上各过程的Q、W、(3)恒外压膨胀W=-p△V=,Q=-W=某理想气体(Cp,m=,由始态(400K,200kPa)分别经下列不同过程变到该过程所指定的终态。试分别计算各过程的Q、W、△U、△H及到600K;(2)等压冷却到300K;(3)对抗恒外压po绝热膨胀到p;(4)绝热可逆膨胀到p。以Q,W,△U,△H,△S分别等于，(2)等压降温T2=300K,W=-p△V,Q=△U-W,△S=于，,-,-,-(3)恒外压绝热膨胀Q=0,W=△U,T2=,△S=nRIn(p1/p2)1-19汽车发动机(通常为点火式四冲程内燃机)的工作过程可理想化为如下循环过程(0tto循环):(1)利用飞轮的惯性吸入燃料气并进行绝热压缩(2)点火、燃烧，气体在上死点处恒容升温(对外做功(4)在下对外做功(死点处排出气体怕容降温设绝热指数Y=、V1/V2=,求该汽车发动机的3解：①→②绝热可逆压缩②→③恒容V2升温③→④绝热可逆膨胀④→①恒容V1降温②Q+-CV(T3-T2),④→①Q-=CV(T1-T4),Q+·Q-1Q+利用绝热可逆过程方程求出η=1-(T2-T3)/(T1-T4)=1-(V1/V2)t-γ=水由始态(pe,沸点向真空蒸发变成，pe水蒸气。计算该过程g的△S(已知水在时的g解：设计等温等压可逆相变△S=△1-21已知水的沸点100℃.Co,m(H20.1)是gg=kJ·mol-,Cp,m(H20,g)=,Cp,m和均可视为常数。(1)求过程：1molH00g解：(1)等温等压可逆相变gg理想气体从300K,po下等压加热到600K,求此过程的△U,△H,0已知此理想气体的m(300K)=,Cp,m=。001已充满N2(g),将小玻璃泡打碎后，乙醚全部气化，形成的混合气体可视为理想气体。已知乙醚g在101325Pa时的沸点为35℃,其。计算(1)混合气体中乙醚的分压；(2)氮气的△H,△S,△G;解：(1)p乙醚=nRT/V=(2)该过程中氮气的压力、温度、体积均无变化△H,△S,为零。(3)对乙醚而言可视为：等温等压可逆相变十理想气体等温加压，401-24某一单位化学反应在等温、等压()下直接进行，放热40kJ,若放在可逆电池中进行则吸热4kJ。(1)计算该反应的△rsm;(2)计算直接反应以及在可逆电池中反应的熵产生△iS;(3)计算反应的△rHm;(4)计算系统对外可能作的最大电功。解：(1)△rSm=QR/T=(2)=,可逆电池中反应△iS=0直接反应△iS=△rSm-Q/T0 若已知在、p直接进行放热在可逆电池中反应放热。(1)求上述单位反应的逆反应(依然在、po的条件下)的△H,△S,△G;(2)要使逆反应发生，环境最少需付出多少电功为什么解：(1)△H=-Q=,△S=QR/T=163JK-1,△G=△H-T△S=1-26液体水的体积与压力的关系为：V=VO(1-βp),已知膨胀系数α=1V压缩系数0mol水在25℃由×10Pa加压到×106Pa时的△U,△H,△S,△F,△G。daJaS0△Up二同d5p1-27将1kg25℃的空气在等温、等压下完全分离为氧气和纯氮气，至少需要耗费多少非体积功假定空气由02和N2组成，其分子数之比02:N2=21:79;有关气体均可视为理想℃的空气中n(02)=,x(02)=,n(N2)=,x(N2)=,解：1℃的空气中n(02)=,x(02)=,n(N2)=,x(N2)=,混合过程△G=n(02)RTInx(02)+n(N2)RTIn所以完全分离至少需要耗费非体积功。0解：理想气体等温可逆过程△U=△H=0,W=-Q=nRTIn(p2/p1)=0同的终态，求此过程的²Q,W,△U,的外压等温压缩到相△H,△F,△G,△S和△iS,并判断此过程的性质。二此过程为不可逆过程。1-33证明：对于纯理想气体多方过程的摩尔热容所做的功态过程都称之为多方过程。已经讨论过的可逆过程，如等压过程(n=0)、等温过积分求出(2)的结果第二章多相多组分系统热力学练题之间关系以rrV二02-3在15℃,p下某酒窖中存有104dm的酒，w(乙醇)=96%’。今欲加水调制为w(乙醇)=C,0时水的密度为;水与乙醇的偏摩尔体积为：6解：按集合公式：y=VH(1)w(乙醇)=56%,故可求出应加水(2)再次利用集合公式求出w(乙醇)=56%的酒为15267dm³。2-4乙腈的蒸气压在其标准沸点附近以3040PaK-的变化率改变，又知其标准沸点为80℃,试计算乙腈在80℃的摩尔气化焓。2-5水在100℃时蒸气压为101325Pa,气化焓为40638Jmol-1。试分别求出在下列各种情况下，水的蒸气压与温度关系式In(p*/Pa)=f(T),(实测值为(1)设气化焓△Hm=为常数；ʃ△m2))ʃ△并计算80℃水的蒸气压-1-1为;计算出80℃水的蒸气压为×105Pa。为×105Pa。p*/Pa)=-6726/T-T+×10-3T+,计算出蒸气压2-6固体CO2的饱和蒸气压与温度的关系为：lg(*已知其熔化焓△(3)找出液体CO2的饱和蒸气压与温度的关系5用用△2-8在40℃时，将2H5Br和2H5l的混合物(均为液体)放在真空容器假设其为理想混合物，且p*(C2H5Br)=,p*(C2H5l)=,试求：(1)起始气相的压力和组成(气相体积不大，可忽略由蒸发所引起的溶液组成的变化);7(2)若此容器有一可移动的活塞，可让液相在此温度下尽量蒸发。当只剩下最后一滴液体时，此液体混合物的组成和蒸气压为若干解：(1)起始气相的压力p=xBrp*(C2H5Br)+(1-xBr)p*(C2H5l)=。起始气相的组成yBr=p/〔xBrp*(C2H5Br)〕=2H5Br)+(1-xBr解出xBr=,p=02-9在25°℃,p(组分2)混合成理想液态混合物，求时把苯(组分1)和甲苯x1=(1态)稀释到x1=(Ⅱ态)这一过程中△G。2-10℃时溶液A的组成为1NH3.8H20,其蒸气压为×104Pa,溶液B的组成21H20,其蒸气压为×10₃Pa。0(2)在20℃时，若将压力为p的1molNH3(g)溶解在大量的溶液B中，求2-116H5Cl和C6H5Br相混合可构成理想液态混合物。℃时，纯C6H5ClBr的蒸气压分别为×105Pa和×105Pa。计算：(1)要使混合物在101325Pa下沸点为C,则混合物应配成怎样的组成(2)在℃时，要使平衡蒸气相中两个物质的蒸气压相等，混合物的组成又如何解：(1)101325=×105(1-xBr)+×105xBr,求出xBr=。2-1200℃时，纯CC14及SnC14的蒸气压分别为×10sPa及×10sPa。这两种液体可组成理想液态混合物。假定以某种配比混合成的这种混合物，在外压为的条件下，加热到100℃时开始沸腾。计算：(1)该混合物的组成；(2)该混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。解：(1)该混合物中含CCl4为x,101325=×105(1-x)+×10sx,求出x=。二组分理想液态混合物，在×105下加热到80℃开始沸腾已知纯A液体相同压力下的沸点为90℃,假定A液体适用特鲁顿规则，计算在80℃的蒸气压和平衡气相组成。*在×105。下沸点为90℃,Pa所8解：△T+解：△T+酞的相对分子质量M=306gmo|蒸气总压p=p*(A)(1-xB)+p*(B)×B=128kPa,yB=pB/p=2-14℃时，当HCl的分压为×105。,它在苯中的平衡组成x(HCl)为。若20℃时纯苯的蒸气压为×105。,问苯与HCl的总压为×105。时，100g苯中至多可溶解HCl多少克。解：p(总)=p*(苯)(1-xHCl)+kxxHCl,求出xHCl=,所以100g苯中至多可溶解克。2-15樟脑的熔点是172℃,kf=40Kkgmol-1(这个数很大，,溶质的摩尔质量，通常只需凡毫克的溶质就够子)。今有酚因此用樟脑作溶剂测该溶液的凝固点比樟脑低℃。求酚酞的相对分子质量。/M,所以酚2-16在15℃时1摩尔NaOH溶于摩尔H20中所形成的溶液蒸气压为,在此温度下纯水的蒸气压力1705Pa,设纯水活度为1。试计(1)溶液中水的活度因子；(2)水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。3’2-17研究C2H5OH(A)-H20(B)混合物。在50℃时的一次实验结果如下：**出YA,aA0..出此系统的沸点组成图。9(2)将3molHNO3和2molH20的混合气冷却到互成平衡的两相组成如何互比量为多少点升高4K时，馏出物组成约为多少(4)将(3)中混合物进行完全分馏，得到何物1100留物组成x(HNO3)=2-23在303K时，将40g酚和60g水混合，系统分为两层，在酚层中含酚70%,在水层中含水92%,试计算两层液体的质量各为多少[酚层水层]度如下表所列，请据此画出相图，标出相区的相态和化合物的组成。但在液态下能完全互溶。A、B的正常熔点分别为600℃、1100℃。化合物A2B3的熔点A形成的低共熔点为450℃。化合物AB3在800℃下分解为A2B3和溶液，与B形成的低共熔点为650℃。根据上述数据(1)画出A-B系统的熔点-组成图，并标示出图中各区的相态及成分；(2)画出xA=、xA=熔化液的步冷曲线，注明步冷曲线转折点处系统相态及成分的变化和步冷曲线各段的相态及成分。mol-)分别为3-4在2mol-)分别为3-4在22-27已知,固体A和B的熔点分别为500℃和800℃,它们可生成固体化合物AB(s)。AB(s)加热至400℃时分解为AB2(s)和xB=的液态混嗒AB2(s)在600℃分解为B(s)和xB=的液态混合物。该系统有一最低共熔点，温度为300℃,对应的组成(1)根据以上数据，画出该系统的熔点-组成图，并标出图中各相区的相态与成分；(2)将xA=的液态A,B混合物120mol,冷却接近到600℃,问最多可获得纯B第三章化学反应系统热力学练习题91～333K温度范围内，下述各物质的Cp,m/(JK-应010101CH4(g)+202(g)==C02(g)+2H2O(I)的恒压反应热效应为。.求应为多少333K时该反应的恒容反应热效解：(1)求333K时恒压反应求恒容反应热效应：△U(333K)=H(333k)-03(下数据计算2,2,3,3003-6已知25℃时下列数据：0 0=计算25℃时甲醇的饱和蒸气压p*。4001001010△3-8已知反应C(石墨)+H20(g)→CO(g)+H2(g)的△HK)=133kJmol-1,计算该反应在125℃时的如下△H。假定各物质在25～125℃范围内的平均等压摩尔热容003-9已知下述单位反应：H2(g)+12(s)===2HI(g);12(s)在熔点+00求反应0二00二S[CH30H(g)]=+×10₃/298+RIn100)=JK-mol-,0010101010101010二0Um00(H20)=,若H20(g)可视为理想气体，求0已知△G(CH3OH,g,=kJ·mol-,25℃时p*(CH3OH)=,若0CH30H(g)可视为理想气体，求△G(CH3OH,l,。00001013-13已知Br2(I)的饱和蒸气压p*(Br2)=28574Pa,求反应Br2(I)=Br2(g)的00(1)系统中四种气体的分压均为时，上述反应的自发方向如何(2)p(CO)=10,p(H2O)=50,p(C02)=p(H2)=时，反应的自发方向又如何解：(1)J=[p(C02)p(H2)]/[p(CO)p(H20)]=1>Ko逆向自发(2)J=<Ko正向自发003-16通常钢瓶中装的氮气含有少量的氧气，在实验中为除去氧气，可将气体通过高温下的0二今若在600℃时反应达到平衡，问经此手续处理后，氮气中剩余氧的浓度为若干0二0mkJmol-Ke=×106,[02]= ×109,问：气体压力不应3-17某合成氨厂用的氢气是由天然气CH4与水蒸气反应而来，其反应为已知此反应在1000K下进行的K=,如果起始时和H20(g)的物质的量之比为1:2,试计算当要求CH4的转化率为75%时，反应系统的压力应为多少。解：起始时CH4(g)的压力为p0,CH4的转化率为75%时0p2]/[p0(2p0)]求出pO=,反应系统的压力为超过多大已知混合气平均分子量为,上述反应150℃时，Ke=×10-6。[Ni(CO)4]=p(总)××10-/,p(C0)=010101013-19对反应H2(g)+2(g)==H2S(g),实验测得下列数据(2)计算1500K反应的K△,Ω。G,r0二00解：以对1/T作图斜率r距001试求其分解温的下列物质的有关数据：质物0ff0 m001000二VUrr3-21已知反应(CH3)2CHOH(g)=(CH3)2CO(g)+H2(g)的△Cp=,在0Tmr03-22潮湿Ag2CO3在100℃下用空气流进行干燥，试计算空气流中CO2的分压最少应为多少方能避免Ag2CO3分解为Ag20和CO200△000r第四章统计热力学基本概念及定律练题一个系统中有四个可分辨的粒一个系统中有四个可分辨的粒其中W为某种能量单位，当系统的总量为2w时，试计算：(1)若各能级非简并，则系统可能的微观状态数为多少(2)如果各能级的简并度分别为g0=1,g1=3,g2=3,则系统可能的微观状态数又为多少解：(1)解：(1)21(2)微观状态数为g0zg12C+gO₃g2c4=664-3已知某分子的第一电子激发态的能量比基态高400kJ·mo1-1,且基态和第一激发态都是非简并的，试计算：(1)300K时处于第一激发态的分子所占分数；(2)分配到此激发态的分子数占总分子数10%时温度应为多高4-42分子在电弧中加热，根据所测定的光谱谱线的强度，求得处于不同振动激发态的分子数Nv与基态分子数NO之比如下表所示：请根据以上条件证明火焰中气体处于热平衡态。解：气体处于热平衡Nv/NO=exp[-uhv/(kT)],N1:N2:N3=::4-5N个可别粒子在ε0=0,ε1=kT,ε2=2kT三个能级上分布，这三个能级均为非简并能级，系统达到平衡时的内能为1000kT,求N值。Nexp(-2)/q4-6HCI分子的振动能级间隔为×10-20J,试计算某一能级与其较低一能级上的分子数的比值。对于12分子，振动能级间隔为×10-20J,试作同样的计算。分子比值为×10-,对12分子比值为.第五章统计热力学基本方法练习题5-7已知HBr分子在转动基态上的平均核间距离r=×10-1m,求HBr分子的转动惯量、转动特征温度、时的转动配分函数以及HBr气体的摩尔转动熵。解：转动惯量I=μrz=×,◎=he/(8π2k)=5-8计算Na(g)在和101325Pa时的标准摩尔Gibbs自由能。5-9Cl(g)的电子运动基态是四重简并的，其第一激发态能量比基态高87540m-1(波数),且为二重简并。求(1)态上的分子数与总分子数之比；(3)电子运动对摩尔熵的贡献。(提示：其中u~是波数，光速c=×10em·s-动配分函数q=,动配分函数q=,定为零的配分函数)(1)求振动特征温度；(2)求处于振动基态能级5-11NO晶体是由它所形成的二聚体N202分子所组成.该分子在晶格中可有两种随机取向：5-12已知HCl(g)分子的平衡核间距为×10-1om,振动频率为×10zs-,求HCI在及101325Pa作为理想气体的标准摩尔统计熵，并与量热法得出的标准量热熵+]=,Sm,r≈作为理想气体的标准摩尔统计熵为JK-1·mol5-13试分别计算300K和101325Pa时气体氩(Ar)和氢分子(H2)平动的N/明不可别粒子系统通常ni<<gi。解：由qt=×10z(MrT)₃/zV求出N/qt=[×1026(MrT)₃z(kT/p)]-1p1变到p2解：单原子理想气体在等温条件下△S=R第三篇胶体及界面化学第六章胶体及界面化学练习题时水在湿空气中的表面张力为×10-Nm-¹,其表面张力温度系数为×K-1:试求在恒温恒压下.系统体积不变时可逆增加2cm的表面积时，该过程的热、功、σ6-4有一完全浮在空气中的肥皂泡，若其直径×10-m,已知肥皂溶液表面张力,则肥皂泡内所受的附加压力是多少6-5303K时，乙醇的密度为780kgm3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为×10-试计算在内径为的毛细管中它能上升的高度。6-6氧化铝瓷件上需要披银。当烧至银能否润湿氧化铝表面已知10001000℃时，液态润湿。6-720℃时水和汞的表面张力系数分别为×10-Nm-,m-,汞-水界面张力为Nm-1,试判断水能否在汞的表面上铺展开来。(汞-水),能铺展6-8将正丁醇(Mr=74)蒸气骤冷至0℃,发现其过饱和度p=/p0=4时能自动凝结为液滴,若273K时正丁醇表面张力σ=;密度p=1000kgm3;试计算在此过饱和度所凝结成液滴的半径及液滴所含分子数。6-9某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为dm3;若晶体与溶液间界面张力为。微小晶体直径为×10-cm,.则该小晶体溶解度是大块晶体溶解度的多少倍6-1019℃时丁酸水溶液的表面张力系数可以表示为σ=σO+b1n(1+c/K′),式中σ0为水的(1)试求该溶液中丁酸的表面超量「与浓度c的关系。(2)若已知b=×10-Nm-1,K′=×10-2moldm3,试求当c=moldm3时(3)计算当c/K′>>1时的「为多少若此时表面层丁酸成单分子层吸附，试计算丁酸分子的截面积Langmuir公式，其具体形式为0V是铜粉对氢气的吸附量(,体积)p是氢气压力。已知氢分子横截面积为×10-22m³,求1kg铜粉的表面积。6-12在℃时，用硅胶吸附N2气。测定在不同平衡压力下，每千克硅胶吸附N2的体积(标准状况)如下：p/(kPa)已知℃时N2的饱和蒸气压为,N2分子截面积为×10-2om²,用BET公式求所用硅胶比表面积。解：处理数据，以10-dm-,V=1/(斜率+截距)=dm,a0=V~0NA/=×10mkg+6-14含Fe2Oa浓度为kgm3的溶胶，稀释察，数出视野10000倍后，在超显微镜下观中颗粒平均为个(视野面积为半径×10-sm的圆，厚度×10-sm),已知质点的密度p为×10skgm3,设胶粒为球形，试计算此胶粒平均半径。解：4πr3/3=cV/(pN),求出r=×10-7m6-15Fe(OH)3溶胶于298K度为2Vcm-1.已知水通电45分钟，界面移动10mm,电场强的相对电容率为79,粘度为×10-Pas,求溶胶的ζ电势(真空电容率6-16在298K时，膜两边离子初始浓度分布如下,左边RCl溶液浓度为dm3,体积为1dm,右边NaCl溶液浓度为dm3,体积为2dm3,问达到膜平衡后，其渗透压为多少为高分子电解质，假设完全电离，达到膜平衡前后，两边溶液体积不变)解：膜平衡+2x)2x=2,解出x=moldm-3,△c=mol6-17某一大分子溶液在300K时，测得有关渗透压的数据为试求此大分子的数均分子解：以(π/c)对c作图，直线的截距=98Pag1dm³,M=RT/截距=×10-gmol-第四篇化学动力学第七章基元反应动力学练习题凡一)/X应，器中混合并反应将的A与1mol的B放入容那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少：反应物消耗一半时[A]=[A]0,[B]=[B]0,r=7-3反应aA==D,A反应掉15/16所需时间恰是反应掉3/4所需时间的2倍，则该反应是始浓虞==7-4双分子反应2A(g)□□→B(g)+D(g),在623K、初始浓度为dm-3半衰期为105s,请求出(1)反应速率常数k(2)A(g)反应掉90%所需时间为多少(3)若反应的活化能为140kJmol-1,573K时的最大反应速率为多少解：(1)r=k[A]?,t=1/(2k[A]0),k=最大反应速率rmax=k[A]0₂=×10-4moldm-3s-1.气相基元反应皆为(1)求反应的速率系数k;(2)当反应物A、B的初始分压均为50kPa(开始无C),体系总压为75kPa时所需时7-6已知在540—727K之间和定容条件下双分子反应CO(g)+N02(g)+NO(g)的速率系数k表示为k/(mol-1dms-1)=×10oexp[Ea/(RT)],Ea=-的初始压力分别为667和933Pa,试计算：的分压为若干。解：(1)T=600K时的k=dmmol-1s-1值(2)kp=k/(RT)=×10>Pas-,NO的分压为p;7-7N0(g)的热分解反应为,从实验测出不同温度时各,从实验测出不同温度时各(1)求反应级数和两种温度下(3)若1030K时N20(g)的初始压力为kPa,求压力达到时所需时间。解：(1)r=kpo2t1/2=1/(2(2)活化能Ea=7-8某天然矿含放射性元素铀，其蜕变反应为U设已达稳态放射蜕变平衡，测得镭与铀的浓度比保持为[Ra]/[U]=×10-7,产物铅与铀的浓度比为[Pb]/[U]=,已知镭的半衰期为1580年，(2)估计此矿的地质年龄(计算时可作适当近似)。kU/kRa=[Ra]/[u]=×10--,镭的半衰期=1n2/kRa铀的半衰期=1n2/kU=×109年(2)[U]0-[U]=[Pb],In{[u]/[u]0}=-kUt,t-×109年7-9硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应，其速率系数可用下式表示(1)计算反应的活化能T(2)在283K时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为×,求反应的半衰期。×,298K时反应经分解，而在308K时，10分钟有55%分解，计算：(1)该反应的活化能。(2)288K时，10分钟能分解多少(3)293K时，若有50%的CH3C0OC2H5分解需时多少解：(1)1/[A]-1/[A]0=kt,k(298K)=7-11两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子，反应1的活化能比反应2的活化能高出一1在373K时，若反应1的反应物初始浓度为一3经过60min后反应已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为一时，要使反成70%需要多长时间(单位min)7-12氧化乙烯的热分解是单分子反应,在651K时，分解50%所需时间为363min,活化能Ea=kJmol-1试问如要在120min内分解75%,温度应控制在多少K7-13请计算在298K恒容下，温度每增加10KEa=kJmol-1(1)碰撞频率增加的百分数；(2)有效碰撞分数增加的百分数，由此可得出什么结论(Ea=kJmol-1)解：(1)Z2/Z1=(T2/T1)=,增加的百分数1.7%增加的百分数108%7-14800K时单分子反应的速率系数的高压极值为5×10-s-1,在相同温度下一级速率系数在4Pa压力下降为此值的一半，计算分子活化步骤的速率系数(以浓度单位表[M]),高压极值k2k+1/k-=×10-4s-,k+1=×10-4Pa-1s-1,k+1=×实验测得丁二烯气相二聚反应的速率系数为00反应(1)已知此△≠,试用过渡态理论求算此反应在600K时反应的指前因子A,并与实验值比较。(2)已知丁二烯的碰撞直径d=,试用碰撞理 论求算此反应在600K时的A值。解释二者计算的结果。0解：(1)A=(kT/h)(1/co)exp(△≠S/R)e=×1010dm³mol-1s-1体)的速率系数如下双环戊二烯单分子气相热分解反应(产物环戊二烯单解：由logk对1/T作图,直线的斜率为-×10K,截m第八章复杂反应动力学8-4某对峙反应反应开始时只有A,问当A和B的浓度相等时，需要多少时间在温度和碘的浓度一定的条件下，CHCl和Cl,的起始浓度均为，30min后515%转变为邻-C6H4C12解：1/[A]-1/[A]0=(k1+k2)8-7.在1189K下，乙酸的气相分解有两条平行的反应途径：(1)求乙酸反应掉99%所需的时间；(2)求在此温度下乙烯酮的最大产k的物质的量为mol开始，试计算10min之后可得L-R1R2R3C-Br若干8-9.有气相反应都增(1)求298K(2)计算正、逆反应的活化能；的起始压力为101kPa,若使总压达到152kPa,需要多少时间(3)k1>k2p,忽略逆反应，In(pA/pA,0)=-k1t,p(总)=2pA,0-用不同的起始压力时，得不同的半衰期，实验数据如下： 率为-,.求出n=8-15.二氧化氮的热分解为二级反应，已知不同温度下的反应速率系数k的数据如下：(1)确定反应速率系数与温度的函数关系式； T十应器中盛有H2和C12,以400nm的光照射反应器，实验测得Cl2吸收光能的速率为×10-6Js-1。照射1min后，测得Cl2的分压由kPa降至校正为273K)。求产物HCl的总量子效率。解：△n(Cl2)=△pV/(RT)=×10-mol,吸收光子n=lat/(Lhc/λ)=×10-量子效率=△n(Cl2)/n=×1068-17在dm的反应器中盛有气态丙酮，在840K下，以313nm的光照射，发生下列分已知入射光能为×,而丙酮吸收入射光的分数为,照射7h后反应气体的压力由kPa变为kPa。试计算该反应的量子效解：△n(丙酮)=△pV/(RT)=×10-mol,吸收光子n=latη/(Lhc/λ)=×10-量子效率=△n(丙酮)/n=8-18.丁二酸钠(S)在酶(E,丁二烯脱氢酶)的作用下，氧化生成反丁烯二酸钠。依次改变丁二酸钠浓度下，测得相应的初速率，数据如下：求反应的极限速率和米氏常数。直线的斜率为×10as,截距为0.限速率rm=×10-moldm-3s-,米氏常数×10-8-19乙烷催化氢化反应可表示如下：2在464K时测得有关数据如下：=kPa时的反应速率。若反应的速率公式可表示为解方程得n=-2,m=18-20下述反应被酸催化：若反应的速率公式可表示为在一定的温度及初始浓度条件下测得两组分数寿期(1)求反应级数a和(2)求不同温度时的反应速率系数k值；(3)计算反应的实验活化能Ea的值。溶液放入直径为2AgC1电极的距离为20cm,电极间电势降为50V。如果电势梯度稳定不变。又知291K时的电迁移率分别为×10-8和×10-m2V-1s-1,问通电30分钟后：(1)各离子迁移的距离；(2)各离子通过迁移管某一截面的物质的量；(3)各离子的迁移数。解：(1)离子迁移的距离L(Na)=U(Na)(dφ/dl)t=,L(C1-)=9-2用银作电极电解AgNO溶液，通电后有克银在阴极沉积出来，经分析知阳极有克，水克，而未电解前的溶液为每克水含有克AgNO,试求Ag+离子的迁移数。解：n(电解)=108mol,n(前)=×170mol,n(后)=170mol9-3某电导池先后充以dm-3的HCl、dm3的NaCl和dm3的NaNO三种溶液，分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO的摩尔电导率cm²mol-1,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化，试计算(2)电导池常数I/A(3)此电导池中充以dm-HNO溶液的电阻和HNO的电导率解：(1)K=cA=×10Scm-(2)l/A=k/G=电导池、浓度相同时有G(HNO3)=G(HCI)+G(NaNO3)-G(NaCl),R(HNO3)=475Q9-5已知298K时A(NH4C1)=×10-Sm²mol-,toom4)=。求λ~9-6BaS04饱和溶液在时电导率为×10-Scm-1,求该溶液的浓度。已知水的电导率为×10~Scm²,A。()=×10~Smmol-。电导池分别测定浓度为和moldm3的不同电解质(但类型相的电导，其电阻分别为1000Q及250Q,则它们的摩尔电导率之比是多少极限摩尔电导率为×10-Smmol-,则在298K时dm-HAc溶液的pH值为多少饱和水溶液与纯水的电导率分别为×105Sm1和×10-5Sm¹,而且已知A(AgBr)=×10-Sm²mol-,求AgBr饱和水溶液的浓度9-10291K下测得纯水的电导率K=×10Sm¹,密度为dm3,又知该温度下mmol-,求此时水的离解平衡常数001×10-7(采用浓度mol9-12求下列电池在时的电动势：0√00A:Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)0mfmf9-14时电池Ag|AgC1(s)|HC1(a)|Hg2C12温度系数电量时电池反应的△G、△H、△S。9-15电解食盐水溶液的原电池如下：(1)试用公式In0001(2)计算该电池的电动势。09-16氨燃料电池的电池反应为用热力学数据计(1)标准状态下，每一单位反应所可能提供的最大电功；0解：查热力学数据计算：(1)每一单位反应可能提供的最大电功为kJ0(2)-zFemf=△G,z=3,mf=001(2)电池可逆工作时分解1molAgC1(s)的热；(3)电池电动000001molkg-Kl溶液中的溶解度。(1)Emf=-(RT/F)|nKsp+(RT/F)In(2)Agl在纯水中的溶解度cs=(Ksp).cs=×10-moldm3在1molkgKl溶液中的溶解度cs=Ksp-0a(1)γ]=×10-160E(PbSO+2e→Pb+S⁰2-)-(RT/2F)In(Ks0000101V009-21电池Pt|H2(o)|HClmoldm=)|AgCl(s)|Ag在时的电动势土求moldm3HCl的平均离子活度a±、平均离子活度因子γ及溶液的pH。土0E±010101010101011如1下列物质的标准熵0若反应Ag(s)+(s)==AgCl(s)+Hg(s)的△H等于7950Jmol-,求电池0m0已知时该电池的(1)写出该电池的表示式和电极反应(2)计算HSO的平均离子活度(3)计算该电池反应的△G(4)计算该电池反应的Ko解：(1)电池的表示式Pb(s)|PbSO(s)|HSO(a)|PbSO(s)|PbO,(s)(2)E=E⁰+(2RT/F)In(a),±=09-24测得电池反应为Ag(s)+(s)=AgCl(s)+Hg(I)的电池在298K时的电动势为(2)若该反应在电池中可逆进行时放热(或吸热)多少(3)若让Ag与HgCl直接作用时，放热(