物理化学第二作业答案

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第五版物理化学第二章习题答案

第五版物理化学第二章习题答案

第二章热力学第一定律1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。

解:理想气体n = 1mol对于理想气体恒压过程,应用式(2.2.3)W =-p ambΔV =-p(V2-V1) =-(nRT2-nRT1) =-1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。

求过程的功。

假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。

解: n = 1mol恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式(2.2.3)W =-p ambΔV =-p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT =在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。

H2O(l) = H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol恒温恒压化学变化过程, 应用式(2.2.3)W=-p ambΔV =-(p2V2-p1V1)≈-p2V2 =-n2RT=-系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。

若途径a的Q a=,Wa=-;而途径b的Q b=-。

求W b.解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b∴ W b = Q a + W a-Q b = -始态为25℃,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。

途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa的末态,步骤的热。

途径b为恒压加热过程。

求途径b的及。

解:先确定系统的始、末态3111061902000001529831485m ...P nRT V =××==32101601000005824431485m ...P nRT V V =××=== kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=-对于途径b ,其功为kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001-)-(--===根据热力学第一定律4mol 某理想气体,温度升高20℃, 求ΔH-ΔU 的值。

物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案(二)-相平衡物理化学习题答案(二)一. 选择题1. 当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则:( C )(A) p 必随T 之升高而降低(B) p 必不随T 而变(C) p 必随T 之升高而变大(D) p 随T 之升高可变大或减少2. 水的三相点,其蒸发热和熔化热分别为44.82和5.994kJ·mol。

则在三相点冰的升华热约为:( B )(A) 38.83 kJ?mol-1 (B) 50.81 kJ?mol-1 (C) -38.83 kJ?mol-1(D) -50.81 kJ?mol-13. 已知苯一乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3K,乙醇的沸点是351.6K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2K。

今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气、液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。

问:下列结论何者正确?(C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2(D) 不能确定4. 如上题,若将上述溶液精馏,则能得到:(D )(A) 纯苯(B) 纯乙醇(C) 纯苯和恒沸混合物(D) 纯乙醇和恒沸混合物5. 绝热条件下,273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中,体系的温度将如何变化? (B )(A) 不变(B) 降低(C) 升高(D) 不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4 ,其组分数C为:( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3(D) 47. 在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g),此平衡体系的自由度为:(A )(A) 0 (B) 1 (C) 2(D) 38. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为:(D )(A) 1 (B) 2 (C) 3(D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系,其组分数为:(B )(A) 2 (B) 3 (C) 4(D) 510. 由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为:( C)(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0(D) f = 311. N2的临界温度是124K,室温下想要液化N2, 就必须:( D)(A) 在恒温下增加压力(B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度(D) 在恒压下降低温度12. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线:(C)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T(D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在二个相:(A )(A) 恒沸点(B) 三相点(C) 临界点(D) 最低共熔点14. 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在一个相:(C )(A) 恒沸点(B)熔点(C) 临界点(D) 最低共熔点15. 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起(A )(A) 沸点升高(B) 熔点升高(C) 蒸气压升高(D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述其中正确的是( C) 1 -1(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性(B)所有依数性都与溶剂的性质无关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比(D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg水的烧杯,一只溶0.01mol蔗糖,另一只溶有0.01molNaCl,按同样速度降温,则:(A)(A)溶有蔗糖的杯子先结冰(B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯子先结冰(D)视外压而定18. 下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律(C )。

物理化学第二章作业及答案

物理化学第二章作业及答案

第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水,2代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数,若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系;答: b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量, b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义;由V = A +B b 2+C (b 2)2 , V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积,即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1:V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2],∵b 2→0,V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。

(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1,V 2 的表达式可知, b 2 增大,V 2 也增加,V 1降低。

2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答: 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为:,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见,偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。

第五版物理化学第二章习题答案

第五版物理化学第二章习题答案

第二章热力学第一定律2、1 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。

解:理想气体n = 1mol对于理想气体恒压过程,应用式(2、2、3)W =-p ambΔV =-p(V2-V1) =-(nRT2-nRT1) =-8、314J2、2 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,101、325kPa下全部凝结成液态水。

求过程的功。

假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。

解: n = 1mol恒温恒压相变过程,水蒸气可瞧作理想气体, 应用式(2、2、3)W =-pambΔV =-p(Vl-Vg) ≈ pVg = nRT = 3、102kJ 2、3 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。

H2O(l) =H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol恒温恒压化学变化过程, 应用式(2、2、3)W=-pambΔV =-(p2V2-p1V1)≈-p2V2=-n2RT=-3、718kJ2、4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。

若途径a的Q a=2、078kJ,Wa=-4、157kJ;而途径b的Q b=-0、692kJ。

求W b、解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b∴ W b = Q a + W a-Q b = -1、387kJ2、5 始态为25℃,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。

途经a先经绝热膨胀到 -28、47℃,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa 的末态,步骤的热。

途径b为恒压加热过程。

求途径b的及。

解:先确定系统的始、末态3111061902000001529831485m ...P nRT V =××==32101601000005824431485m ...P nRT V V =××===kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=-对于途径b,其功为kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001-)-(--===根据热力学第一定律2、6 4mol 某理想气体,温度升高20℃, 求ΔH -ΔU 的值。

物理化学 答案 第二章_习题解答

物理化学 答案 第二章_习题解答
解:设 O2、N2、Ar 的压力分别为 pO 时,每 1.0kg 水中分别能溶解气体的物质的量为
nO2 、 nN2 、 nAr ,收集得到的干燥空气中各气体的物质的量为 nO′ 2 、 n′N2 、 nA′ r ,空气组成
为 78%N2,21%O2 和 0.94%Ar。
依据亨利定律对 1.0kg H2O 有:pB = kB nB
= 0.017
2-6 20℃下 HCl 溶于苯中达平衡,气相中的 HCl 的分压为 101.325kPa 时,溶液中
HCl 摩尔分数为 0.0425,已知 20℃时苯的饱和蒸气压为 10.0kPa。若 20℃时 HCl 和苯蒸气
总压为 101.325kPa,求 100 克苯中溶解多少克 HCl。
解:令 A 为苯,B 为 HCl。
mol·dm3 = 0.547mol·dm-3
bB
=
nB mA
=
wB M (1 − wB )
=
0.095 0.18 × (1 − 0.095)
mol·kg-1 = 0.583mol·kg-1
2-4 若将 25℃、101.325KPa 纯理想气体的状态定为气体的标准状态,则氧气的标准
熵 S1O =205.03J·K-1·mol-1,现改为 25℃、100Kpa 的纯理想气体作为气体的标准态,氧气
=
pA p
=
p
* A
x
A
p
=
91.19kPa × 1 3
50.663kPa
= 0.6
5
yB = 1 - yA = 0.4 2-10 苯和甲苯在 293.15K 时的蒸气压分别为 9.958 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)。

物理化学2答案

物理化学2答案

物理化学试卷班级 姓名 分数一、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1. 2 分 (3019) 3019答:-2610mol dm ⋅ (2分) BB -26/()10mol dm c x K K pRT νν∑∑==⋅2. 2 分 (3172) 3172过饱和溶液中溶剂的化学势 ________ 纯溶剂的化学势。

溶质的化学势_________ 纯溶质的化学势。

3. 2 分 (3293) 3293一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中,内有水及其相平衡的水蒸气。

现充入惰性气体(即气体既不与水反应,也不溶于水中),则水蒸气的压力: ( )(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 惰性气体压力低于101 325 Pa ,水蒸气压增加,高于101 325 Pa 时,则减小。

4. 2 分 (3217) 3217q 是选择最低能级的能量值为ε0时的配分函数,q 0是选择最低能级的能量值为零 的配分函数,则q 0/q = ___________ 。

5. 2 分 (3017) 3017答:(1) 6.44p K =$;(2)41.47p K =$(2分)二、计算题 ( 共 6题 60分 ) 6. 10 分 (1015) 1015303.15 K 时,1 mol 某理想气体从压力为810.6 kPa 经等温可逆过程变化到压力为101.3 kPa ,求该过程的Q ,W ,ΔU m ,ΔH m ,ΔS m ,ΔF m ,ΔG m 。

7. 10 分 (6823) 6823低压下,600 K 时, Ni 表面上氢的吸附量近似与氢压力的平方根成正比。

由 Gibbs 吸附等温式导出吸附气体的二维状态方程式,并说明其意义。

8. 10 分 (6169) 6169设N 2O 5(g) 的分解为基元反应,在不同的温度下测得的速率常数k 值如下表所示: T / K 273 298 318 338 k / min -1 4.7×10-5 2.0×10-3 3.0×10-2 0.30试从这些数据求:阿仑尼乌斯经验式中的指数前因子A ,实验活化能E a , 273 K 时过渡态理论中的∆r ≠S m 和 ∆r ≠H m 。

《物理化学(二)》课后练习

《物理化学(二)》课后练习

期末试卷
一、单项选择题
1.一封闭系统从A态出发,经一循环过程后回到A态,则下列何者为零
A.Q
B.W
C.Q+W
D.Q-W
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:化学反应热效应的计算、能量代谢与微量量热技术简介,
2.系统经一等压过程从环境吸热,则
A.Q>0
B.△H>0
C.△U>0
D.a,b都对
【正确答案】A
【答案解析】
本题知识点:热化学,
3.若要通过节流膨胀达到制冷目的,则节流操作应控制的条件是
A.μJ-T<0
B.μJ-T>0
C.μJ-T=0
D.不必考虑μJ-T值
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:热化学,
4.已知某反应的标准反应熵大于零,则该反应的标准反应吉布斯自由焓将随温度的升高
A.增大
B.不变
C.减小
D.不确定
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:卡诺循环、卡诺定理、熵,
5.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加惰性气体,且保持体系
【正确答案】D
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
6.Mg0(s)+CI(g)=MgCl2(s)+O2(g)达平衡后,增加总压(气体为理想气体),
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
7.反应2C(s)+O2(g)2CO(g)
,单位为:J·mol-1,若温度增加,则。

物理化学习题详细答案2

物理化学习题详细答案2

8 在真空的容器中放入固态的NH4HS, 于25℃下分解为NH3 与 在真空的容器中放入固态的NH4HS, 于25℃下分解为NH3 与 H22S,平衡时容器内的压力为66.66kPa. (1)当放入NH44HS时容器中 H S, 平衡时容器内的压力为66.66kPa. (1)当放入NH HS时容器中 已有39.99kPa的H22S,求平衡时容器中的压力; (2)容器中原有6.666 已有39.99kPa的H S, 求平衡时容器中的压力; (2)容器中原有6.666 kPa的NH4,,问需加多大压力的H2S, 才能形成NH4HS固体? kPa的NH4 问需加多大压力的H2S, 才能形成NH4HS固体? NH4HS(s) = NH3(g) + H2S (g)
(3)
Θ K 3 = ( pO 2 / p Θ )1 / 2 = K 1Θ K 1Θ = 0.8519 × 5.831 × 10 7 = 4.967 × 10 7
求得FeO的分解压 pO 2 = 2.467 × 10 11 kPa
5
12(2) 在炼铁炉中, 氧化铁按如下反应机理还原: 在炼铁炉中, 氧化铁按如下反应机理还原: FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO22(g) FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO (g) 求1120℃下, 还原1 mol FeO需用CO若干摩尔? 已知同温度下 求1120℃下, 还原1 mol FeO需用CO若干摩尔? 已知同温度下 2CO22(g)= 2CO(g) + O22(g) K =1.4×10-12 2CO (g) = 2CO(g) + O (g) K =1.4×10-12 (2) CO2(g) = CO(g) + (1/2)O2(g)

(完整版)物理化学作业答案

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第二章 热力学第一定律2.11 1 mol 理想气体于27°C ,101.325kPa 的始态下,先受某恒定外压温压缩至平衡态,再恒容 升温至97.0°C ,250.0 kPa ,求过程的W ,Q , U , H,已知气体的C v,m =20.92J 。

mol -1•K -1。

解:111325.10115.3001V kPa p K T mol n ===−−→−=0dT 22215.3001V p K T moln ==−−→−=0dV 233300.25015.3701V V kPap K T moln ====因为23V V =,有3322T p T p=,kPa kPa T T p p 72.20215.37015.30000.2503232=⨯==02=WkJJ p pnRT p nRT p nRT V V p W 497.2)]1325.10172.202(15.300314.81[)1()(12111211221=-⨯⨯⨯=-=+-=--=所以 kJ W W W 497.221=+=()()()kJkJ W U Q kJ J T T R Cn T TnC H kJJ T T nC U mV mp m V 033.1497.2464.1(046.2)]15.30015.370()314.892.20(1[)(464.1)15.30015.370(92.201[13,13,13,-=-=-∆==-⨯+⨯=-+=-=∆=-⨯⨯=-=∆2.39 某双原子理想气体1 mol 从始态350K ,200kPa 经过如下五个不同过程达到各自的平衡态,求各过程的功W1) 恒温可逆膨胀到50kPa ;2) 恒温反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀; 3) 恒温向真空膨胀到50kPa ; 4) 绝热可逆膨胀到50kPa ;5) 绝热反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀; 解:(1)kJ J p p nRT W 034.4)20050ln 350314.81(ln12-=⨯⨯⨯== (2)kJj p nRTp nRT p V V p V p W 182.2)]200350314.8150350314.81(50[)()(1212-=⨯⨯-⨯⨯⨯=--=--=∆-=(3)0=amb p ,0=∆-=V p W amb(4)对绝热可逆过程:R C m p 5.3,=,R C m V 5.2,=()K K T p p T R R C R T m p 5.235]350)20050[()(5.3/1/12,=⨯=⨯= 因为Q=0,所以()()[]kJJ T T nC Q U W m V 380.23505.235314.85.21012,-=-⨯⨯⨯=--=-∆=(5)Q=0,所以 ()12,T T nC U Q U W m V -=∆=-∆=而 )(11222p nRT p nRT p V p W --=∆-= 联合上述二式可得)350(314.85.21350314.8120050314.8)1(22K T K T -⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯- 解出 K T 2752=于是()()[]kJ J T T nC U W m V 559.13505.235314.85.2112,-=-⨯⨯⨯=-=∆= 第三章 热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。

物理化学第二章作业及答案

物理化学第二章作业及答案

2007-4-24 §2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水,2代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数,若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系;答: b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量, b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1由V = A +B b 2+C (b 2)2 , V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积,即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1:V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2],∵b 2→0,V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。

(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1,V 2 的表达式可知, b 2 增大,V 2 也增加,V 1降低。

2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量?答: 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为:,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭可见,偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。

物理化学第二版作业答案

物理化学第二版作业答案

物理化学第二版作业答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】物理化学作业题答案第六章 相平衡思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。

指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。

所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。

习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。

(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。

(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。

解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。

在没有发生反应时,组分数2C =。

现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。

当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。

这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。

(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。

有一个化学平衡,1R =。

没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。

现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。

若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。

也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。

5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。

物理化学第二版作业参考答案6-8

物理化学第二版作业参考答案6-8

物理化学作业题答案第六章 相平衡 思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。

指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。

所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。

习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。

(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。

(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。

解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。

在没有发生反应时,组分数2C =。

现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。

当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。

这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。

(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。

有一个化学平衡,1R =。

没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。

现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。

若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。

也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。

5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为273.16 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。

物理化学第二版作业答案

物理化学第二版作业答案

物理化学作业题答案第六章 相平衡思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。

指出该系统的独立组分数、相数和自由度答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。

所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。

习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。

(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。

(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。

解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。

在没有发生反应时,组分数2C =。

现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。

当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。

这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。

(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。

有一个化学平衡,1R =。

没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。

现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。

若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。

也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。

5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大已知水的三相点的温度和压力分别为273.16 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。

中南大学《物理化学》网上(课程)作业二及参考答案

中南大学《物理化学》网上(课程)作业二及参考答案

(一) 单选题1.下面4种电解质溶液,浓度均为0.01mol,现已按它们的摩尔电导率值由大到小排了次序。

请根据你已有的知识,判定下面排序正确的是()(A)(B)(C)(D)参考答案:(B)2. 溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动产生的,在下列各种现象中,不属于溶胶动力性质的是()(A)渗透压(B)扩散(C)沉降平衡(D)电泳参考答案:(D)3. 当表面活性物质加入溶剂后,所产生的结果是()(A)正吸附(B) 负吸附(C) 正吸附(D) 负吸附参考答案:(A)4.在298K时,浓度为0.1和0.01mol的HCl溶液组成浓差电池的液接电势为Ej⑴,浓度相同而电池电解质溶液换用KCl,其液接电势为Ej⑵。

则两液接电势的关系为()(A)(B)(C) Ej⑴=Ej⑵(D) 无法判断参考答案:(A)5. 若算得电池反应的电池电动势为负值,表示此电池反应是()(A)正向进行(B)逆向进行(C)不可能进行(D)反应方向不确定参考答案:(B)6. 液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素无关?()(A)温度(B)液体密度(C)重力加速度(D)大气压力参考答案:(D)7.以下4种电解质溶液的浓度都是0.01,其中平均活度系数最大的是()(A)KCl (B) CaCl2 (C) Na2SO4 (D) A1C13参考答案:(A)8. 有以下两个电池,电动势分别为E1和E2比较其电动势大小()(A)(B) (C) E1=E2(D) 不能确定参考答案: (C) 9.这两个电池电动势E1和E2的关系为()(A)E1=E2(B)E1=2E2(C)E1=0.5E2(D)无法比较参考答案: (C)10. 将大分子电解质NaR 的水溶液用半透膜和水隔开,达到Donnan 平衡时,膜外水的pH ()(A)大于7(B)小于7(C)等于7(D)不能确定参考答案: (A)11. 当发生极化时,组成电池的两电极的电极电势将会是()(A)阳极电势越来越负,阴极电势越来越正(B) 阳极电势越来越正,阴极电势越来越负(C) 阳极电势和阴极电势均越来越正(D) 阳极电势和阴极电势均越来越负参考答案:(B)12. 下列电池中,电池电动势与Cl-离子的活度无关的是()(A)(B)(C)(D)参考答案:(C)13.某电池反应为,当电池反应达平衡时,电池的电动势E必然()(A)(B) E=(C)(D) E=0参考答案:(C)14. 有一飘荡在空气中的球形液膜,内部也是空气。

第五版物理化学第二章习题答案解析

第五版物理化学第二章习题答案解析

第二章 热力学第一定律2.1 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。

解:理想气体n = 1mol对于理想气体恒压过程,应用式(2.2.3)W =-p amb ΔV =-p(V 2-V 1) =-(nRT 2-nRT 1) =-8.314J2.2 1mol 水蒸气(H 2O,g)在100℃,101.325kPa 下全部凝结成液态水。

求过程的功。

假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。

解: n = 1mol恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式(2.2.3)W =-p amb ΔV =-p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 3.102kJ2.3 在25℃及恒定压力下,电解1mol 水(H 2O,l),求过程的体积功。

H 2O(l) = H 2(g) + 1/2O 2(g) 解: n = 1mol恒温恒压化学变化过程, 应用式(2.2.3)W=-p amb ΔV =-(p 2V 2-p 1V 1)≈-p 2V 2 =-n 2RT=-3.718kJ2.4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。

若途径a 的Q a =2.078kJ,Wa=-4.157kJ ;而途径b 的Q b =-0.692kJ 。

求W b .解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故 ΔU a = ΔU b由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a -Q b = -1.387kJ2.5 始态为25℃,200 kPa 的5 mol 某理想气体,经途径a ,b 两不同途径到达相同的末态。

途经a 先经绝热膨胀到 -28.47℃,100 kPa ,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa 的末态,步骤的热。

途径b 为恒压加热过程。

求途径b 的及。

解:先确定系统的始、末态3111061902000001529831485m ...P nRT V =××==32101601000005824431485m ...P nRT V V =××=== kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=-对于途径b ,其功为kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001-)-(--===根据热力学第一定律2.6 4mol 某理想气体,温度升高20℃, 求ΔH-ΔU 的值。

物理化学(第二版)习题解答

物理化学(第二版)习题解答

第二章热力学第二定律1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3,试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。

(1)可逆膨胀;(2)自由膨胀;(3)对抗恒外压101kPa膨胀。

解:(1)ΔU=ΔH=0;Q=-W==2.0×8.314×300×=4571(J);ΔS===15.24(J·K-1)(2)Q=0;W=0;ΔU=0;ΔH=0;ΔS===15.24(J·K-1)(3)ΔU=ΔH=0;Q=-W=101×(50-20) =3030(J);ΔS===15.24(J·K-1)2、1.0molα-Fe由25℃加热到850℃,求ΔS。

已知C p,m=30.30J·mol-1·K-1解:ΔS==30.30×=40.20(J·K-1)3、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃,试计算该过程的ΔS。

已知C p,m=29.10 J·mol-1·K-1。

解:属于pTV都改变的过程。

ΔS==8.38-11.53=-3.15(J·K-1)4、N2从20.0dm3、2.00MPa、474K恒外压1.00MPa绝热膨胀到平衡,试计算过程的ΔS。

已知N2可看成理想气体。

解:Q=0; ΔU=W,即nC p,m(T2-T1)=-p e(V2-V1)将n==10.15(mol); C p,m=3.5R; V2==84.39×10-6T2代入上式得:10.15×3.5R×(T2-474)=-1.0×106×(84.39×10-6T2-20×10-3)解得T2=421.3K该过程属于pTV都改变的过程,所以错错ΔS==-34.81+58.49=23.68(J·K-1)5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。

清华大学物理化学第二次作业参考答案与分析

清华大学物理化学第二次作业参考答案与分析

7.(1) W=P ΔV=101.325*(1.677-0.001043)*18=3057J=3.057KJ(2) W=PVg=101.325*1.677*18=3059J=3.059KJ, 误差 2/3057=0.065%(3) Vg=nRT/P=8.314*373/101.325/1000=0.0306m 3 W=101.325*0.0306=3.101KJ(4) ΔH=Qp=40.63KJ ΔU=Q-W=40.63-3.101=37.53KJ10.V 2=50.663*100/101.325=50dm 3W= nRTln(V 2/V 1)+P 2*ΔV=50.663*100*ln0.5+101.325*(10-50)=-3511-4053J=-7564J=-7.6kJ 初始水蒸气n=PV/RT=50.663*100/8.314*373mol=1.63mol终态水蒸气n 2=101.325*10/8.314/373mol=0.327mol 由于是等温过程,水蒸气的内能没有变化因此Q=-40.63*(1.63-0.327)-3.51kJ=-56.5kJΔU=Q-W=-56.5+7.6kJ=-49.1kJΔH=ΔU+Δ(PV)=-49.0+(101.325*10-50.663*100)/1000kJ=-53.1kJ16. 系统的等压热效应就是反应系统的焓变,用Δr H 表示;若反应在等容条件下进行,其热效应称为等容热效应,且等容热效应就是反应系统的内能变,用Δr U 表示。

(1)题意表明,该燃烧热是用定容量热计测得,即等容条件下Δc H m =Δr U m +RT对于反丁烯二酸而言,Δc H m ,反=Δr U m ,反+RT= -1333.4kJ/mol对于顺丁烯二酸而言,Δc H m ,顺=Δr U m ,顺+RT= -1356.6kJ/mol所以 对于反丁烯二酸而言,Δr H m ,反= -812.3kJ/mol对于顺丁烯二酸而言,ΔR H m ,顺=-789.1kJ/mol(2) Δr U m=23.,2kJ/mol该题批改过程中,有相当一部分同学忽略了定容量热计的条件,直接将等容热等同于等压热,造成计算错误;还有一些同学只是罗列公式同样忽略了定容量热计的条件,没有计算直接COPY 答案,这种做法不可取!17. 该题比较简单,计算过程略!19.T=373K P 1 =50.663kPa V 1=100dm 3 n mol H 2O(g) T=373K P 2=101.325kPa V 2=? dm 3 n mol H 2O(g) T=373K P 3=101.325kPa V 3=10dm 3 n 2 mol H 2O(g) 等温可逆压缩 恒外压等温压缩 V 1=410.3dm 3 P 1=101.325kPa T 1 ? V 2=?dm 3 P 2=2*101.325kPa T 2 ? PT=常数(1)T 1=P 1V 1/nR=1000KP 1T 1=P 2T 2=CT 2=P 1T 1/P 2=500K(2)ΔU=nCv,m(T 2-T 1) = -51.90kJΔH=nCp,m(T 2-T 1) = -72.75kJW=⎰21V V PdV p 表示为V 的函数做积分,也可以简化: PT=C and nRT=PV nRT 2=VC T 2=VC/nR 2TdT=C/nRdV W=⎰21V V PdV =CdT nR T P T T ÷⋅⋅⎰212=2nR(T 2-T 1)= -41.57kJ Q=ΔU+W= -93.47kJ该题的难点在于W 的计算,批改过程中错误的解法是利用ΔH=Q ,来进行计算,从而推出W 。

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试
题库2023年
1.电池可在以下三种情况下放电:(1)电流趋于零;(2)有一定大小的工作电流;
(3)短路。

则下列关于电池的电动势和端电压的描述正确的是
参考答案:
在三种放电情况下,电池的电动势相同,端电压不同;
2.液体在毛细管内上升的高度反比于:
参考答案:
毛细管半径
3.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散为许多微小水滴,以下性质不
变的是:
参考答案:
表面张力
4.很稀的电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为
参考答案:
随浓度增大而先增大后减小
5.在液相进行的A和B之间的非催化反应,其反应速率不受惰性溶剂存在与
否的影响。

参考答案:
错误
6.在定温、定压的电池反应中,当反应达到平衡时,电池的电动势等于
参考答案:
7.反应物A在固体催化剂K表面上进行单分子分解反应,且A在催化剂K上
的吸附属Langmuir吸附。

据此可写出以A的消耗速率表示的反应速率方程,并判断:在压强很低或者反应物在催化剂K上是弱吸附时,反应表现为几级?
参考答案:
一级
8.物质的量浓度相同的下列物质的稀水溶液,能发生较强正吸附的物质是:
参考答案:
硬脂酸
9.设对行反应正方向是放热的,并假定正、逆都是元反应,则升高温度更有利
于增大正反应的速率系数。

参考答案:
错误
10.下列说法中哪种是错误的?
参考答案:
反应物的初始浓度越大,其半衰期也一定越长。

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物理化学作业题答案第六章 相平衡 思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。

指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。

所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。

习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。

(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。

(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。

解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S=。

在没有发生反应时,组分数2C =。

现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。

当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。

这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。

(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。

有一个化学平衡,1R =。

没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C=。

现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。

若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。

也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。

5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为273.16 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。

设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是常数。

解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和, 用Clausius-Clapeyron 方程,计算268.15 K (-5℃)时冰的饱和蒸气压(268.15K )51 06011ln611 Pa 8.314273.16268.15p =-⎛⎫ ⎪⎝⎭解得 (268.15K)401.4 Pa p =而268.15 K (-5℃)时,水蒸气的分压为266.6 Pa ,低于霜的水蒸气分压,所以这时霜要升华。

当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时,霜可以存在。

9.根据2CO 的相图,回答如下问题。

(1)说出OA ,OB 和OC 三条曲线以及特殊点O 点与A 点的含义。

(2)在常温、常压下,将2CO 高压钢瓶的阀门慢慢打开一点,喷出的2CO 呈什么相态?为什么?(3)在常温、常压下,将2CO 高压钢瓶的阀门迅速开大,喷出的2CO 呈什么相态?为什么? (4)为什么将2CO (s)称为“干冰”?2CO (l)在怎样的温度和压力范围内能存在?解:(1)OA 线是2CO (l)的饱和蒸气压曲线。

OB 线是2CO (s)的饱和蒸气压曲线,也就是升华曲线。

OC 线是2CO (s)与2CO (l)的两相平衡曲线。

O 点是2CO 的三相平衡共存的点,简称三相点,这时的自由度等于零,温度和压力由系统自定。

A 点是2CO 的临界点,这时气-液界面消失,只有一个相。

在A 点温度以上,不能用加压的方法将2CO (g)液化。

(2)2CO 喷出时有一个膨胀做功的过程,是一个吸热的过程,由于阀门是被缓慢打开的,所以在常温、常压下,喷出的还是呈2CO (g)的相态。

(3)高压钢瓶的阀门迅速被打开,是一个快速减压的过程,来不及从环境吸收热量,近似为绝热膨胀过程,系统温度迅速下降,少量2CO 会转化成2CO (s),如雪花一样。

实验室制备少量干冰就是利用这一原理。

(4)由于2CO 三相点的温度很低,为216.6 K ,而压力很高,为518 kPa 。

我们处在常温、常压下,只能见到2CO (g),在常压低温下,可以见到2CO (s),这时2CO (s)会直接升华,看不到由2CO (s)变成2CO (l)的过程,所以称2CO (s)为干冰。

只有在温度为216.6 K 至304 K ,压力为518 kPa 至7400 kPa 的范围内,2CO (l)才能存在。

所以,生活在常压下的人们是见不到2CO (l)的。

12.在大气压力下,液体A 与液体B 部分互溶,互溶程度随温度的升高而增大。

液体A 和B 对Raoult 定律发生很大的正偏差,在它们的B T w -的气-液相图上,在363 K 出现最低恒沸点,恒沸混合物的组成为B 0.70w =。

液体A 与液体B 的B T w -的气-液相图,与液体A 与B 部分互溶形成的帽形区在363 K 时重叠,在363 K 的水平线上有三相共存:液体A 中溶解了B 的溶液1l ,其B 0.10w =;液体B 中溶解了A 的溶液2l ,其B 0.85w =;以及组成为B 0.70w =的气-液组成相同的恒沸混合物。

根据这些数据:(1)画出液体A 与液体B 在等压下的B T w -的相图示意图。

设液体A 的沸点为373 K ,液体B 的沸点为390 K 。

(2)在各相区中,标明平衡共存的相态和自由度。

(3)在大气压力下,将由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系缓缓加热,在加热到接近363 K (而没有到达363 K )时,分别计算1l 和2l 两个液体的质量。

解:(1)根据题意,所画的相图示意图如下,(2)CED 线以上,是A 和B 的混合气体单相区,对于二组分系统,根据相律,条件自由度*2f=;A CF 线以左,是液体A 中溶解了B 的溶液1l ,单相区,*2f =; CFE 线之内,是气体与溶液1l 的两相平衡共存区,*1f =; B DG 线以右,是液体B 中溶解了A 的溶液2l ,单相区,*2f =; DEG 线之内,是气体与溶液2l 的两相平衡共存区,*1f =; FEG 线以下,是溶液1l 与溶液2l 的两相平衡共存区,*1f =;(3)在由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系中,B 150 g0.30(150350)gw ==+在B 0.30w =的物系加热到接近363 K 时,还是两个溶液组成的两相区,近似利用363 K 时两液相的组成,以B 0.30w =为支点,利用杠杆规则,计算1l 和2l 两个液相的质量 解得, 1()367 g m l =, 2()133 g m l = 第七章 化学反应动力学 思考题9.已知平行反应1,a,1A B k E −−−−→和2,a,2A C k E −−−−→,且a ,2a ,1E E >,为提高B 的产量,应采取什么措施?答:措施之一:选择合适的催化剂,只减小活化能a,1E ,加快生成B 的速率系数;措施之二:提高反应温度,使1k 的增加量大于2k 的增加量,使B 的含量提高。

习题解析3.已知物质A 的分解反应是一级反应。

在一定温度下,当A 的起始浓度为30.1 mol dm -⋅时,分解20%的A 需时50min 。

试计算(1) 该反应的速率系数k 。

(2) 该反应的半衰期12t 。

(3) 当A 的起始浓度为30.02 mol dm -⋅时,分解20%的A 所需的时间。

解:(1) 因为是一级反应,已知在50min 内A 的分解分数,可利用一级反应的定积分式,计算速率系数k 。

即(2)一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关,只要知道速率系数的值,就能计算一级反应的半衰期,即1231ln 2ln 2155.4 min 4.4610 min t k --===⨯ (3) 对于一级反应,在达到各种转化分数时,所需的时间与半衰期一样,都与反应物的起始浓度无关。

所以,只要转化分数相同,所需的时间也就相同。

现在A 的分解分数都是20%,所以(3)的答案与已知的条件相同,也是50min 。

11.在298 K 时,测定乙酸乙酯皂反应的速率。

反应开始时,溶液中乙酸乙酯与碱的浓度都为30.01 mol dm -⋅,每隔一定时间,用标准酸溶液滴定其中的碱含量,实验所得结果如下:3 5 7 10 15 21 257.406.345.504.643.632.882.54(1)证明该反应为二级反应,并求出速率系数k 的值。

(2)若乙酸乙酯与碱的浓度都为30.002 mol dm -⋅,试计算该反应完成95%时所需的时间及该反应的半衰期。

解:(1) 假设反应是二级反应,代入二级反应(a b =)的定积分式,()1xk t a a x =-,计算速率系数值。

已知的是剩余碱的浓度,即()a x -的数值,所以同理,可以求出其他的速率系数值分别为:311411.55(mol dm )min k ---=⋅⋅,311511.70(mol dm )min k ---=⋅⋅,311611.77(mol dm )min k ---=⋅⋅,311711.75(mol dm )min k ---=⋅⋅。

速率常数基本为一常数,说明该反应为二级反应,其平均值为:31111.67 (mol dm )min k ---=⋅⋅。

也可以用作图法来确定反应的级数。

假设反应为二级,以1t a x-作图。

若得一直线,说明是二级反应。

从直线的斜率计算速率系数的值。

(2)利用以转化分数表示的二级反应的定积分式,和a b =的二级反应的半衰期公式,就可以计算出转化95%所需的时间和半衰期。

14.某些农药的水解反应是一级反应。

已知在293 K 时,敌敌畏在酸性介质中的水解反应也是一级反应,测得它的半衰期为61.5 d ,试求:在此条件下,敌敌畏的水解速率系数。

若在343 K 时的速率系数为0.173 h -1,求在343 K 时的半衰期及该反应的活化能E a 。

解: 一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关,从293 K 时的半衰期表示式,求出该温度下的反应速率系数 12ln 2ln 2(293 K)61.5 dk t ==1410.0113 d 4.7110h ---==⨯ 再从343 K 时的速率系数值,求出该温度下的半衰期 1212ln 20.693(343 K) 4.01 h 0.173 h t k -=== 已知两个温度下的速率系数,根据Arrhenius 公式的定积分公式,就可以计算反应的活化能。

a 2112()11ln()E k T k T R T T ⎛⎫=- ⎪⎝⎭a 4110.17311ln4.71108.314 J K mol 293K 343K E ---⎛⎫=- ⎪⨯⋅⋅⎝⎭解得1a 98.70 kJ mol E -=⋅18.某一级反应,在40℃时,反应物转化20%需时15 min ,已知其活化能为1100 kJ mol -⋅。

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