物理化学第六章习题答案
物理化学(天津大学第四版)课后答案 第六章 相平衡
0 1.08 1.79 2.65 2.89 2.91 3.09 3.13 3.17 （1） 画出完整的压力-组成图（包括蒸气分压及总压，液相线及气相线）；
（2） 组成为
的系统在平衡压力
下，气-液两相平衡，求
课 后 答 案 网
平衡时气相组成 及液相组成 。
（3） 上述系统 5 mol，在
课 后 答 案 网
（3） 某组成为 （含 CCl4 的摩尔分数）的 H2O-CCl4 气体混合物在 101.325 kPa 下恒压冷却到 80 °C 时，开始凝结出液体水，求此混合气体的组成； （4） 上述气体混合物继续冷却至 70 °C 时，气相组成如何； （5） 上述气体混合物冷却到多少度时，CCl4 也凝结成液体，此时气相组成如
（5） 上述气体混合物继续冷却至 66.53 °C 时，CCl4 也凝结成液 体（共沸），此时 H2O 和 CCl4 的分压分别为 26.818 kPa 和 74.507 kPa，因此
课 后 答 案 网
6.12 A–B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图，试指出各个相区
（2） 当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪 些相？其质量各为多少？
解：相图见图（6.7.2）。（1）温度刚要达到共沸点时系 统中尚无气相存在，
课 后 答 案 网
只存在两个共轭液相。系统代表点为
。
根据杠
杆原理
（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，L2 消失，气相和 L1 共存，因此
何？ （2）外压 101.325 kPa 下的共沸点为 66.53 °C。 （3）开始凝结出液体水时，气相中 H2O 的分压为 43.37 °C，因此
（4） 上述气体混合物继续冷却至 70 °C 时，水的饱和蒸气压，即水在气相中 的分压，为 31.16 kPa，CCl4 的分压为 101.325 – 31.36 = 70.165 kPa,没有达 到 CCl4 的饱和蒸气压，CCl4 没有冷凝，故
《简明物理化学》第六章习题解答
6 习题参考答案1. 用两个铜片电解4CuSO 溶液，以0.25A 的电流通电1小时，问阴极增重多少？已知铜的相对原子量为63.54，并设副反应可以忽略。
解 由公式 Q n zF= ； Wn M = ； Q I t =得 0.251360063.54g 0.296g 296500ItM W zF ⨯⨯⨯⎛⎫=== ⎪⨯⎝⎭2. 在18℃时用一电导池测得-30.01mol dm ⋅KCl 和-30.001mol dm ⋅的24K SO 溶液的电阻分别为145.00Ω和712.2Ω。
试求（1）电导池常数/l A （2）-30.001mol dm ⋅的24K SO 溶液的电导率κ。
解：（1）电导池常数()11(KCl)(KCl)0.12205145.00m 17.70m cell lK R Aκ--==⋅=⨯= 30.01mol dm -⋅的HCl 溶液的电导率（2）11117.70S m 0.02485S m 712.2cell K l l G A R A R κ--⎛⎫=⋅=⋅==⋅=⋅ ⎪⎝⎭3. 在25℃时，将某电导池装入-30.1mol dm ⋅KCl ，测的电阻为23.78Ω；若换以-30.002414mol dm ⋅的HAc 溶液，则电阻3942Ω。
求HAc 溶液电离度和其电离常数。
()+42121(HAc)(H )(Ac )349.8240.910m mol 0.03907m mol m m m S S λλ∞∞∞----Λ=+=+⨯⋅⋅=⋅⋅/(HAc)(HAc)(HAc)(KCl)/(KCl)(KCl)cell cell K R R K R R κκ==,得131(HAc)23.78(HAc)(KCl) 1.29S m 7.77810S m (KCl)3942R R κκ---Ω=⋅=⨯⋅=⨯⋅Ω310-⨯3132133(HAc)7.77810S m (HAc) 3.22210S m mol (HAc)0.00241410mol m m c κ-----⨯⋅Λ===⨯⋅⋅⨯⋅Ω321221(HAc) 3.22210S m mol 8.24710(HAc)0.03907S m molm m α---∞-Λ⨯⋅⋅===⨯Λ⋅⋅ θ22252/0.002414(8.24710) 1.78910118.24710c c c c K θαα---⨯⨯===⨯--⨯4. 在25℃时，由等量的-10.05mol kg ⋅的LaCl 3水溶液及-10.05mol kg ⋅的NaCl 水溶液混合后，计算溶液的离子强度I =? 解：()++11++-1La La -1-1Cl Cl -1Na Na 0.025mol kg 30.02530.025mol kg 0.10mol kg 10.025mol kg 1m z m z m z --=⋅==⨯+⋅=⋅=-=⋅=22221110.02530.10(1)0.0251mol kg 22B B I m z -⎡⎤==⨯+⨯-+⨯⋅⎣⎦∑ =0.175-1mol kg ⋅5. 在25℃时,某溶液含CaCl 2的浓度为-10.002mol kg ⋅，含ZnSO 4的浓度为-10.002mol kg ⋅，应用Debye —H ückel 极限公式,计算25℃时，ZnSO 4的离子平均活度系数（提示：在计算离子强度时要把所有的离子都考虑进去）。
物理化学第06章习题（含答案）
物理化学第06章习题（含答案）第六章测试练习选择题：1、某反应速率常数单位是mol·l-1·s-1,该反应级数为（ D ）A、3级B、2级C、1级D、0级2、某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍，则该反应级数为（ B ）A、0级B、1级C、2级D、3级3、某反应在指定温度下，速率常数是k=4.62×10-2min-1，反应物的初始浓度为0.1mol·l-1，则该反应的半衰期为（ A ）A、15minB、30minC、150minD、不能求解4、已知某反应的级数是一级，则可确定该反应一定是（ D ）A、简单反应B、单分子反应C、复杂反应D、上述都不对5、任何化学反应的半衰期与初始浓度c0、速率常数k的关系是（ C）A、与k、c0均有关B、与c0有关，与k无关C、与k有关D、与c0无关，与k有关6、某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是（ A ）A、成正比B、成反比C、平方成反比D、无关7、某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为k=k2（k1/2k4）1/2则表观活化能E a与各基元反应活化能E i之间关系是（ B ）A、E a=E2+1/2(E1-2E4)B、E a=E2+1/2(E1-E4)C、E a=E2+ (E1-2E4)1/2D、E a=E2×1/2(E1/ 2E4)8、半衰期为10天的某放射性元素净重8克，40天后其净重为（ D ）A、4克B、2克C、1克D、0.5克9、氢和氧的反应发展为爆炸是因为（ D ）A、大量的引发剂引发B、直链传递的速率增加C、自由基被消除D、生成双自由基，形成支链10、一个反应的活化能为83.68kJ·mol-1，在室温27℃时，温度每增加1K，反应速率常数增加的百分数（ C ）A、4%B、90%C、11%D、50%11、在T、V恒定的条件下，基元反应A(g)+B(g)→D(g)，若初始浓度c A,0 >>c B,0，即在反应过程中物质A大量过剩，其反应掉的物质的量浓度与c A,0相比较，完全可以忽略不计。
物理化学第六章习题答案讲解
第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时，敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应，试求其水解反应的半衰期。
=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d解：t1/22．某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80％所需的时间。
解：= 0.6931/15h=0.04621h-1放射性元素分解为一级反应，k=ln2/t1/2t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有NaOH 和CH3CO2C2H5，浓度均为0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时，反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下，计算：(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?(c A解：(1) 反应为 NaOH ＋CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH 该反应为二级且初浓度相同，故有 -d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 -d c B /d t =kc A c B 。
物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案
物理化学第6章可逆电池电动势习题及答案可逆电池电动势6.1 本章学习要求1．掌握可逆电池、可逆电极的类型、电极电势标准态、电动势、Nernst公式及其应用；2．掌握可逆电池热力学，可逆电池电动势的测定方法及其在化学、生命体系及土壤体系等领域中的应用；3．了解pe、pH?电势图和生化标准电极电势。
6.2 内容概要6.2.1 可逆电池1.可逆电池(reversible cell)的条件：电池在充、放电时发生的反应必须为可逆反应；电池充、放电时的能量转换必须可逆，即通过电池的电流无限小，无热功转化。
2.可逆电极的类型（1）金属电极由金属浸在含有该金属离子的溶液中构成，包括汞齐电极。
如Zn电极Zn (s)│ZnSO4(aq) 电极电势(electrode potential )φZn/ Zn = φ ?ln（2）气体电极由惰性金属（通常用Pt或Au为导电体）插入某气体及其离子溶液中构成的电极，如氢电极，Pt，H2 ( p)│H(a H) 电极电势φ= φ ? ln（3）金属难溶盐电极将金属表面覆盖一薄层该金属的难溶盐，浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中构成。
如银?氯化银电极，Ag (s)，AgCl (s)│Cl(a Cl) 电极电势φAgCl，Ag，Cl = φ ? ln a Cl（4）氧化还原电极由惰性金属（如Pt片）插入某种元素两种不同氧化态的离子溶液中构成电极，如Sn、Sn电极，Pt (s)│Sn(a)，Sn(a) 电极电势φ= φ ? ln 3.电池表示法电池的书面表示所采用的规则：负极写在左方，进行氧化反应（是阳极），正极写在右方，进行还原反应（是阴极）；组成电池的物质用化学式表示，并注明电极的状态；气体要注明分压和依附的不活泼金属，温度，所用的电解质溶液的活度等，如不写明，则指298K，p，a=1；用单垂线“│”表示接触界面，用双垂线“U”表示盐桥（salt bridge）；在书写电极和电池反应时必须遵守物料平衡和电荷平衡。
物理化学第六章习题答案
习 题1． 在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m －1。
解：半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ，体积为V 1，半径为R 1；半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2，因为1V =NV 2，所以32313434R N R ππ⋅=，式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×（1.0×10-6）2-（1.0×10-3）2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2．293K 时，根据下列表面张力的数据：试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展：（1）苯在水面上（未互溶前）；（2）水在汞面上；（3）苯在汞面上。
解：（1）γ（水-气）-[γ（苯-气）+γ（苯-水）] =[（72.7-28.9-35）×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1＞0所以在苯与水未互溶前，苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后，水的表面张力下降，则当苯与水互溶到一定程度后，苯在水面上的铺展将会停止。
（2）γ（汞-气）-[γ（水-气）+γ（汞-水）] =[（486-72.7-375）×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1＞0水在汞面上能铺展。
物理化学课后答案 第六章 相平衡
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 C下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。
（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
解：单相区已标于图上。
二相线（F = 1）：三相点（F = 0）：图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
物理化学第六章课后答案完整版
第六章相平衡6.1(1)(2)(3)(4)(5)解：指出下列平衡系统中的组分数G相数P及自由度尸。
島(S)与其蒸气成平衡；CaC03 (s)与其分解产物CaO (s)和C02 (g)成平衡；NHJIS (s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH$ (g)和H2S (g)成平衡；取任意量的NH, (g)和泾(g)与NH<HS (s)成平衡。
L作为溶质在两不互溶液体氏0和CCh中达到分配平衡(凝聚系统)。
(1) C=1,P = 2,F = C - P+2=l-2 + 2= 1・(2) C = 3- l = 2,P = 3,F = C- P + 2 = 2 ・3 + 2= 1・(3) C = 3- l- l = l,P=2,F = C- P + 2= l- 2 + 2=l.(4) C = 3- l = 2,P = 2,F = C- P + 2 = 2- 2 + 2 = 2.(5) C = 3,P = 2,F = C- P+ l= 3- 2+ l = 2・6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90°C时的饱和蒸气压分别为卩；二54-22kPa和讥二l36.12kPa。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为So二的甲苯 -苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为沟二°4%6求：(1)平衡时液相组成忑及系统的压力a(2)平衡时气、液两相的物质的量从8丄皿）解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此"兀2；+恶卩;卫;十&; ■ pix0.4556X54.22珑■◎訂加為136J2- (136.12- 54.22>0.4556P = “; + 裨;=0.75X54.22+ 0.25X136.12= 74.70 kPa(2)系统代表点花。
二°6根据杠杆原理(y B.g一U H = (m一m )叫n l +— = 0.5（0.4556 —0.3”. = （0.3-0.25 Xii K = 1.216/?/<?/ n t =3.784加o/6.3 单组分系统的相图示意如右图。
物理化学第六章习题答案
传播优秀Word版文档，希望对您有帮助，可双击去除！第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时，敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应，试求其水解反应的半衰期。
解：t1/2=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d2．某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80％所需的时间。
解：放射性元素分解为一级反应，k=ln2/t1/2 = 0.6931/15h=0.04621h-1t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有 NaOH 和 CH3CO2C2H5，浓度均为 0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时，反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下，计算：(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?1 / 28传播优秀Word 版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！(c A解：(1) 反应为 NaOH ＋CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH该反应为二级且初浓度相同，故有 d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 d c B /d t =kc A c B 。
物理化学 傅献彩 第六章 化学平衡
物理化学习题解答(六)1、反应CO(g)+H 2O(g)==H 2(g)+CO 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK p ө=2150K/T-2.216，当CO ， H 2O ，H 2，CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20时，总压为101.3kPa 时，问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成物的方向进行？解：x CO =0.30/28 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.081214x H 2O =0.30/18 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.12633 x H 2=0.20/2 /(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.758 x CO 2=0.20/44/(0.30/28+0.30/18+0.20/2+0.20/44)=0.034454Q p =△G=-RTln K p ө+RTlnQ p =-RTln10(2150/T -2.216)+RTlnQ p=-8.314×2.30258×2150+8.314×2.30258×2.216T+8.314T ×ln2.54549 = -41158.8+50.19T<0，T<820K理想气体反应的等温方程式（1）方程式r m r m ΔΔln ln ln ppG G RT Q RT K RT Q =+=-+$$式中，r m ΔG 为任一指定状态（T 、p 、组成）下反应的摩尔吉布斯函数变，它是决定反应方向的物理量。
m r ΔG $为反应的标准摩尔吉布斯函数变，它是决定反应限度的物理量。
B B B Π(/)p Q p p ν=$为任一指定状态下的压力商。
K $为反应的标准平衡常数。
（2）应用判断在指定温度、压力及组成条件下的反应方向，即r m Δ0)p G Q K <<（即$ 时，反应正向可自动进行 r m Δ0)p G Q K ==（即$ 时，反应达到平衡r m Δ0)p G Q K >>（即$ 时，反应正向不能自动进行，逆向可自动进行54549.212633.0081214.0034454.0758.0222222=⨯⨯==O H CO H CO O H CO H CO x x x x p p p p2、PCl 5(g)的分解反应为PCl 5(g)==PCl 3(g)+Cl 2(g)，在523K 和100kPa 下达成平衡，测得平衡混合物的密度ρ=2.695kg·m -3，试计算： (1) PCl 5(g)的解离度； (2) 该反应的K p ө和△r G өm 。
物理化学课后习题第六章答案教学总结
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3∙H2O(s)，Na2CO3∙7H2O(s)和Na2CO3∙10H2O(s).（1）101.325kPa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种？（2）20℃时，与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种？解:（1）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-2≤1，那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。
（2）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-1≤2，那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。
6.4 单组分系统碳的想吐（示意图）如附图所示。
物理化学课后答案
1
K p (3)
1 0.0344 Pa 1 K p (1)
K c (3)
1 285.7mol 1 dm 3 K c (1)
Q √5. 已知 Br 2 (g) 的标准摩尔生成焓 D f H m =30.91kJ·mol-1 ，标准摩尔生成 Gibbs 自由能
y 1.49 1 y
y=0.60 mol 因为 0.30-0.60<0， 所以铁已经完全反应。 故氢气为 0.30mol， 水蒸气为 0.70mol， FeO(s) 为 0.30mol 。 当与 0.8mol Fe 反应，生成的氢气为 0.60mol，水蒸气为 0.40mol，FeO 为 0.60mol，Fe 为 0.20mol。 √7. 1157K时，CO 2 和 5.62m mol的K 2 CO 3 ,11.10m mol的CaCO 3 共热，平衡时CO 2 的分压为 P ，凝聚相里有纯固体CaO和熔化的CaCO 3 ，K 2 CO 3 混合物，冷却后称重发现固相失去了相 当于 3.98mmolCO 2 的质量，求， （1）熔融物中CaCO 3 的摩尔分数。 （2）已知反应CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g)的平衡常数为 3.5，以纯CaCO 3 作为标准态，求 熔融物CaCO 3 中的活度。 解：① 已知凝聚相里有纯固体CaO(s)而没提到有K 2 O(s)，说明在此温度下只有CaCO 3 (s)。 已知CaCO 3 (s)在纯态时的分解平衡常数 K 2 =3.5 ② 当CaCO 3 反应在熔液中进行时，但温度相同且K 2 CO 3 没有参与反应，所以
√2.合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数%） ：
物理化学第六章课后答案完整版
第六章相平衡6.1 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1） I2(s)与其蒸气成平衡；（2） CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3） NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5） I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.（2）C = 3–1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2–3 + 2 = 1.（3）C = 3–1–1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.（4）C = 3–1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2–2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3–2 + 1 = 2.6.2 已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90℃时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 ℃下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。
（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理mol.nmol.nn)..(n)..(.nnn)xx(n)xy(lglgglll,Bo,Bgo,Bg,B78432161253345565==-=-=+-=-6.3 单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
6.4 已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。
物理化学中国石油大学课后习题答案第6章
当 x=0.05 时
3－x ， K p2
3－x (2 x) 2 = (3 − x)2
由 K p1 = K P2
x2 x x (1 − )(3 − ) 2 2
=
(2 x )2 (3 − x )2
2
3 2 2 3 ( 2 x) 2x = 解之 x = ，则 K p = =3 =4 2 2 (3 − x ) 2 3− x 7、今有某气相反应，证明
! ∆ rU m ∂ ln K c ∂T = RT 2 p
2
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 炣
物理化学习题解答
2 p NH 3 3
⋅ ( p! ) 2 =
x2 p! ⋅ ( )2 1 3 (1 − x ) ⋅ (1 − x ) p 4 4
=
(0.0385)2 3 (1 − 0.0385)4 4 4
1/ 2 1/ 2 （2） K ′ p = K p = 171.6(Pa) 2 ′ = K 1/ Kx = 0.539 x
2、已知 457K、总压为 101.325kPa 时，NO2 有 5%按下式分解，求此反应的 K !p . 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 解： 反应前 反应后 2NO2(g) 2 2×(1-5%)
时， K !p =1.78
! （3） ∆ r Gm = − RT ln K ! = −2.5kJ ⋅ mol −1
5.合成氨时所用的氢和氮的比例为 3：1，在 673K,1013.25kPa 压力下，平衡混合物中氨 2NH 3 (g)的 K !p ； 的摩尔百分数为 3.85%。试求（1） N 2 (g) + 3H 2 (g) （2）在此温度 时，要得到 5%的氨，总压应为多少帕斯卡？ 解： （1） 2NH 3 (g) N 2 (g) + 3H 2 (g)
物理化学第六章题 答案
选择填空题：1、在通常情况下（不考虑重力场，电磁场等特殊因素的影响），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) 42、A与B两组分固相部分互溶凝聚系统的相图，图中有几个单相区：（C）A 1个B 2个C 3个D 4个3、由CaCO3(s),CaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡系统，其独立组分数和自由度分别为（B）(A). 3、2 (B).2、1 (C).1、1 (D). 2、24、气态的N2，O2溶于水中达到相平衡，此多相系统的独立组分数为：3, 自由度为：3.5、I2（s）与其蒸气平衡体系，独立组分数为：1, 自由度为：16、NH4HS与任意量的NH3（g）和H2S（g）达平衡时，系统的自由度数是：21. 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
(1)CaCO3(s),CaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡系统(2)Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)和O2(g),CO2(g)构成的一个平衡系统(3)NH2CO2NH4放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和CO2(g)成平衡解：(1)C=S-R-R'=3-1-0=2, F=C-P+2=2-3+2=1(2)C=S-R-R'=5-2-0=3, F=C-P+2=3-4+2=1(3)C=S-R-R'=3-1-1=1, F=C-P+2=1-2+2=12. 已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 °C时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。
（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理3. 已知甲苯、苯在90 °C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
物理化学课后习题第六章答案
第六章相平衡6、1指出下列平衡系统中得组分数C,相数P及自由度F。
(1)I2(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)与CO2(g)成平衡;(3)NH4HS(s)放入一抽空得容器中,并与其分解产物NH3(g)与H2S(g)成平衡;(4)取任意量得NH3(g)与H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
(5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O与CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1、(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1、(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 –2 + 2 = 1、(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2、(5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2、6、2 常见得Na2CO3(s)水合物有Na2CO3∙H2O(s),Na2CO3∙7H2O(s)与Na2CO3∙10H2O(s)、(1)101、325kPa下,与Na2CO3水溶液及冰平衡共存得水合物最多能有几种？(2)20℃时,与水蒸气平衡得水合物最多可能有几种？解:(1)C = S – R R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0, 即P2≤1,那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存得水合物最多只有一种。
(2)C = S – R R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0,即P1≤2,那么与水蒸气平衡得水合物最多可能有两种。
6、4 单组分系统碳得想吐(示意图)如附图所示。
(1)分析图中各点、线、面得相平衡关系及自由度数;(2)25℃,101、325kPa下,碳以什么状态稳定存在？(3)增加压力可以使石墨转换为金刚石。
物理化学第六章习题解
0.5000 0.0875 400 269.8g 0.6990 0.0875
mL1 400 269.8 130.2g
6.9 题
6.9 恒压下二组分液态部分互溶系统气－液平衡的温 度－组分图如附图，指出四个区域内平衡的相。
l + b(s) b(s)
6.17 题
(2) 三相线 abc线
l a (s) b (s)
efg线
l f lg a (s)
6.20 题
6.20 A-B二组分凝聚系统相图如图所示。指出各相 区的稳定相，三相线上的相平衡关系。
结束语
我们还在路上，余晖消失之前都不算终点。
Thank you for coming, send this sentence to you, we are still on the road, before the afterglow disappears are not the end.
（1）平衡时液相组成 xB 及系统的压力p； （2）平衡时气、液两相的物质的量n(g)，n(l)。
6.2 题
解：(1) yB
pB p
pB* xB pA* xA pB* xB
yA
pA p
pA* xA pA* xA pB* xB
yA yB
pA* xA pB* xB
1 yB yB
pA* (1 xB ) pB* xB
xB 0.25 p 74.70kPa
6.2 题
(2) n( g) xB,0 xB
n
yB xB
n( g) xB,0 xB n ( 0.3 0.25 5)mol
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时，敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应，试求其水解反应的半衰期。
=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d解：t1/22．某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80％所需的时间。
解：= 0.6931/15h=0.04621h-1放射性元素分解为一级反应，k=ln2/t1/2t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有NaOH 和CH3CO2C2H5，浓度均为0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时，反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下，计算：(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?(c A解：(1) 反应为 NaOH ＋CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH 该反应为二级且初浓度相同，故有 -d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 -d c B /d t =kc A c B 。
20℃下，反应开始时只有两反应物， 其初浓度分别为0.01 mol ·dm -3和0.02 mol ·dm -3，反应26h 后，测定c B =0.01562 mol ·dm -3，试求k 。
解：因为c B,0=2c A,0，所以 c B =2c A ，代入速率方程得-d c B /d t =(k /2)c B 2移项积分后得k =2(1/c B -1/c B,0)/t =[2(1/0.01562-1/0.02)/26] mol -1·dm 3·h -1 = 1.078 dm 3·mol -1·h -15. 某二级反应 A + B → C + D 的初速率为0.10 mol ·dm -3·s -1，初浓度均为0.1 mol ·dm -3，试求k 。
解：速率 υ=kc A c B =kc A 2k = υ0/cA,0= 0.10 mol ·dm ·s /(0.1 mol ·dm ) = 10 dm ·mol ·s2 -3-1-3 2 3 -1 -16. 某零级反应 A → C + D 开始时只有反应物且浓度为0.1 mol ·dm -3，反应600s 后反应物的浓度变为0.05 mol ·dm -3，试求速率常数k 和反应的完成时间。
解：零级反应c A =c A ，0–ktk =(c A,0-c A )/t = (0.10-0.05) mol ·dm -3/600s = 8.333×10-5 mol ·dm -3·s -1t =c A,0/k =0.10 mol ·dm -3/(8.333×10-5 mol ·dm -3·s -1) = 1200s7．一种反应 A + 2B → C 的速率方程为 -d c A /d t =kc A c B 2。
在某温度下，反应按化学计量比进行。
试 推导出 A 的浓度与时间的关系式并求反应的半衰期。
解：c B =2c A ，代入速率方程得-d c A /d t =kc A c B 2= 4kc A 3积分得(c A -2- c A,0-2)/2=4kt即-2- c A,0 -2) = 8kt半衰期t 1/2=[(c A,0/2)-2- c A,0-2]/8k = 3/8kc A,02以下求级数：4 题8. 硝酰胺 N O 2NH 2 在缓冲溶液中分解的反应 NO 2NH 2 → N 2O(g) + H 2O ，实验得到如下规律：(1) 恒 温下，在硝酰胺溶液上方固定体积时，用测定 N 2O 气体的分压 p 来研究该分解反应，得到关系式 lg [p ∞/(p ∞ - p )] = k' t ，其中 p ∞为硝酰胺分解完全时的分压。
(2) 改变缓冲溶液的 pH 进行实验，得到直线 关系 lg t 1/2 = lg(0.693/k )-pH 。
试求该反应速率的微分式。
解：(1) 恒容时，硝酰胺的分解量与 N 2O 分压成正比。
因为开始时没有 N 2O ，p 0=0，根据实验结果 lg[p∞/(p ∞ - p )] = k' t ，即有 l g[(p ∞- p 0)/(p ∞ - p t )] = k' t ，此式为一级反应式 l g(p A ，0/p A )= k' t ，故反应对硝酰胺为1 级反应；(2) 根据实验结果：lg t 1/2 = lg(0.693/k )-pH ＝lg(0.693/k )＋lg a (H +)，即t 1/2 = 0.693/[k /a (H +)]，准一级速率常数 k ’= k /a (H +)，可知反应对 a (H +)为负 1 级反应，故反应速率的微分方 程应为υ=kc (NO 2NH 2)a (H +)-19. 乙醛热分解 C H 3CHO → CH 4＋CO 是不可逆反应，在 518℃和恒容下的实验结果见下表初始压力(纯乙醛)0.400kPa0.200kPa 100 秒后系统总压0.500kPa0.229kPa试求乙醛分解反应的级数和速率常数。
解：设甲醛为 A ，因为是恒温恒容反应，可用压力代替浓度进行有关计算。
A → CH 4 ＋ COt =0p A0 0总压 p =p A0t =tp Ap A0-p A p A0-p A总压 p =2p A0-p A所以 p A =2p A0-p反应级数可用多种方法求解。
比较简单的是积分法。
假设级数 n ＝1， 则k =ln(p A0/p A )/t =ln[p A0/(2p A0-p )]/t代入数据： k 1=ln[0.400/(2×0.400-0.500)]/100s=0.00288s -1 k 2=ln[0.200/(2×0.200-0.229)]/100s=0.00157s -1速率常数相差太多，可否定为一级反应。
-1 -1假设为二级反应，则 k =(p A -p A0) / t代入数据得：k 1=[(2×0.400-0.500)-1-0.400-1] kPa -1/100s ＝0.00833 kPa -1·s -1k2=[(2×0.200-0.229)-1-0.200-1] kPa-1/100s＝0.00848 kPa-1·s-1速率常数非常接近，所以可认为是二级反应。
速率常数取+k2)/2 =0.00841 kPa-1·s-1。
平均值k=(k110．反应物A在某温度下反应时的浓度与时间关系见下表t / h0481216c A/( mol·dm-3)0.5000.4800.3260.2220.151(1) 用微分法和半衰期法分别求反应级数。
(2) 计算反应速率常数。
解：一级，0.0963h-111. 已知反应A + 2B →C 的速率方程为υ = kc Aαc Bβ。
在某温度下，反应速率与浓度的关系见下表：c A,0/( mol·dm-3) c B,0/( mol·dm-3) υ0 / ( mol·dm-3·s-1)0.1 0.1 0.0010.1 0.2 0.0020.2 0.1 0.004试求反应级数和速率常数。
解：将实验数据代入速率方程可得0.001 mol·dm-3·s-1=k(0.1 mol·dm-3)α( 0.1 mol·dm-3)β0.002 mol·dm-3·s-1=k(0.1 mol·dm-3)α( 0.2 mol·dm-3)β0.004 mol·dm-3·s-1=k(0.2 mol·dm-3)α( 0.1 mol·dm-3)β得α =2，β =1，k = 1 dm6·mol-2·s-1活化能(k~T)：7题12．某化合物的分解是一级反应，其反应活化能E a= 163.3 kJ⋅mol-1。
已知427K 时该反应速率常数k = 4.3×10-2 s-1，现在要控制此反应在20 分钟内转化率达到80％，试问反应温度应为多少?解：已知T=427K 时k1=4.3×10-2s-1，E a=163.3kJ⋅mol-1。
求T2，需先计算1k2= -ln(1-x)/t = -ln(1-0.80)/1200s = 0.001341 s-1a 1ln k 2 = E a ( 1 - 1 ) k 1 R T 1 T 20.001341s -1 ln 163.3 ⨯ 1000J ⋅ mol -1 = ( 1 - 1 )0.043s -1 8.315J ⋅ K -1 ⋅ mol -1 427K T 2得 T 2 = 397 K13．在一恒容均相反应系统中，某化合物 A 分解 50%所需时间与初始压力成反比。
在不同初始压力和 温度下，测得分解反应的半哀期见下表：T ／K9671030 p A,0／kPa 39.2048.00 t 1/2／s1520212(1) 求反应的级数和活化能。
(2) 求初压为60.00kPa 、温度为1000K 时反应的半衰期。
解：(1) 反应的半衰期与起始压力(即浓度)成反比，说明反应为二级反应。