物理化学习题解答.doc

第二章2-2已知当NaCl溶液在1kg水中含nmolNaCl时，体积V随n的变化关系为求当n为2mol时H2O和NaCl的偏摩尔体积为多少？解：当n=2mol时，当2molNaCl溶于1kg水中时，溶液的体积 2-8 在413.15K时，纯C6H5Cl和纯C6H5Br的蒸汽压分别为125.238kPa和66.104kPa。假定两液体组成理想溶液，在413.15K，101.325kPa下沸腾，试求该混合物的液相组成及液面上蒸汽的组成。解：设C6H5Cl在液相中为x（摩尔分数），则C6H5Br在液相中为1-x则 解得：C6H5Br在液相中为0.4044C6H5Cl在气相为C6H5Br在气相为2-10 苯和甲苯在293.15K时的蒸气压分别为9.958kPa和2.973kPa，今以等质量的苯和甲苯在293.15K时相混合，试求：（1）苯和甲苯的分压；（2）液面上蒸气的总压力（设混合物为理想溶液）。解：（1）苯的物质的量用n1表示，甲苯的物质的量用n2表示 （2）2-16 三氯甲烷（A）和丙酮（B）所成的溶液，若液相的组成，则在301.35K时总蒸汽压为29.39kPa，在蒸气中。若已知在该温度时，纯A的蒸汽压为29.57kPa，试求：（1）混合液中三氯甲烷的活度；（2）三氯甲烷的活度系数。解：（1）（2）2-17 288.15K是，1molNaOH溶在4.59molH2O中所形成溶液的蒸汽压为596.5Pa。在该温度下，纯水的蒸气压为1705Pa，求：（1）溶液中水的活度等于多少？（2）在溶液中，水的化学势与纯水相差多少？解： （1）（2）2-18 在300K时，液态A的蒸汽压为37.33kPa，液态B的蒸汽压为22.66kPa，当2molA和2molB混合后，液面上蒸气的压力为50.66kPa，在蒸气中A的摩尔分数为0.60，假定蒸气为理想气体。求：（1）溶液中A和B的活度；（2）在溶液中A和B的活度系数。解：（1）（2） 2-20 由丙酮（A）和甲醇（B）组成的二组分系统。在57.2、101.325kPa时测得平衡时丙酮的液相组成，气相组成。已知在该温度下纯丙酮的饱和蒸汽压，纯甲醇的饱和蒸汽压。试计算这两个组分在溶液中的活度与活度系数。解： 第三章3-1 在298.15K、时，环丙烷、石墨及氢的分别为-2092、-393.5及-285.84kJ.mol-1，若已知丙烯（g）的，试求（1）环丙烷的；（2）环丙烷异构化变为丙烯的。解：（1）（2）3-2 已知下述反应：在298.15K的，的标准摩尔燃烧焓为-1366.8kJ.mol-1，的标准摩尔燃烧焓为-874.54kJ.mol-1。试求的标准摩尔生成。解： 同理带入上式得到3-3 试求反应的标准摩尔反应焓变。已知、的分别为52.3、31.4及37.7J.K-1.mol-1。解：298.25K时3-4 3-5 试根据标准生成焓和标准摩尔熵的数据，计算下列反应的：解：查表得数据3-10 已知298.15K时，反应：的。试判断在该温度下反应进行的方向。（1）N2O4（100kPa），NO2（1000kPa）解：此反应在上述条件下逆方向进行3-11 反应：的在T=1000K时，。（1）试判断当，时反应进行的方向。（2）若，则SO3的分压应为若干才能使反应向右进行？解：（1）反应向左进行（2） 解得3-13 在一个抽空的容器中引入Cl2和SO2，若它们之间没有发生反应，则在375.3K时的分压分别为47.836kPa和44.786kPa。把容器温度保持在375.3K，经一定时间后压力变为一常数，且等于86.096kPa。求反应：在375.3K的。解：设反应初始的物质的量为1mol 容器的体积不变 解得3-14 五氯化磷的分解反应为200时。计算200时、200kPa下PCl5的离解度。组成为1:5的PCl5与Cl2混合气体，在200时、100kPa下PCl5的离解度。解：设初始有1mol的PCl5 解得： 解得：3-17 温度为T、体积为V的容器中有1mol和3mol，设平衡时有xmolHI生成，若再加入2mol，则平衡时有2xmolHI生成。试计算反应的解： 解得从而得3-18 将1.1gNOBr放入-55抽空的体积为1dm3的容器中，加入容器至25。容器内物质皆为气态，压力为32.424kPa，容器内存在下列化学平衡：求上述反应25的解： 解得3-19 （1）在1120下用H2还原FeO（s），平衡混合物中H2的摩尔分数为0.54。求FeO（s）的分解压。已知同温度下反应：的（2）在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原：求1120下，还原1molFeO（s）需若干摩尔CO（g）？已知同温度下反应的解： （1） 上述两式相加得 根据方程式得 即 解得（2） 两式相减 解得3-23 在高温下，水蒸气通过灼热煤层反应生成水煤气：已知在1000K及1200K时，分别为2.472及37.58。（1）计算该反应在此温度范围内的；（2）计算1100K时该反应的解：（1）根据 带入数据解得（2） 解得3-24 反应的，。（1）导出此反应的及关系式；（2）计算此反应在500K时的和。解：（1）根据基尔霍夫公式得同理得 （2）第四章4-1 根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式（试用各种物质分别表示）：（1）（2）解：4-5 气相双分子反应假设反应开始时B不存在，系统恒温恒容，初始压力为。（1）证明反应系统的总压力p与时间t的关系为证明： 对于双分子反应 将带入上式 化简得：4-6 已知气相基元反应的半衰期与反应物初始压力成反比，且和的关系如下表。（1）计算和；（2）计算活化能；（3）1000K时将A放入抽空的容器中，达到。计算系统总压力达到所需的时间。解：（1）由基元反应得：则（2）解得：（3） 解得：4-7 某单分子反应在340K时完成20%需时间3.2min，而在300K时同样完成20%需时间12.6min，试计算该反应的活化能。解：单分子反应 得：340K时， 300K时， 得： 4-9 气相单分子反应，500K时将0.0122molA引入0.76dm3的真空容器中，经1000s后测得系统的总压，试计算该温度下反应的速率常数k和半衰期。解： 对于理想气体 对于一级反应 4-11 假定的正、逆向反应都是基元反应；正、逆向速率常数分别为和，实验测得下列数据。试求（1）600K及645K时反应的平衡常数，（2）正向反应及；（3）正、逆向反应活化能；（4）判断原假设是否正确。解：（1）（2） 解得：根据 得（3） 解得 逆向反应的活化能为（4）活化能应为正值，原假设不对。4-12 某气相1-2级对持反应：，298K时，当温度升高到310K时，和均增大一倍。试求算（1）该反应在298K时的；（2）正、逆反应的活化能；（3）总反应的；（4）298K时，若反应物A起始压力达到，则当总压力达到需多少时间？解：（1）（2）正向反应 解得：同理逆向反应 （3）温度298K时，温度310K时根据 可得（4）4-13 下列两个一级平行反应进行：是分别表示与时间t的关系。4-20 已知对持反应在不同温度下的值为：试计算（1）不同温度下反应的平衡常数值；（2）该反应的（设该值与温度无关）和600K时的。解：同4-94-25 下表列出反应初始浓度和初始速率。求此反应的速率方程。解：根据表中数据得： 解得：m=1同理 解得：n=0 此反应的速率方程4-26 在某恒定温度下测得了乙醛分解反应在不同分解程度时的反应速率。试确定此反应级数和速率常数。解：假设反应级数是一级，将数据带入一级反应速率方程的微分公式： 4-30 N2O（g）的热分解反应为。实验测得不同温度时各个起始压力与半衰期值如下：（1）求反应级数和两种温度下的速率常数；（2）若1030K是N2O（g）的初始压力为54.00kPa，求压力达到64.00kPa时所需的时间。解：（1） 根据表中数据：967K时，解得同理：1030K时， 对于二级反应 967K时，1030K时，（2） 解得：