物理化学下册答案化工专用

已知25℃时水的离子积K w =×10-14，NaOH 、HCl 和NaCl 的mΛ∞分别等于S·m 2·mol -1， S·m 2·mol -1和 S·m 2·mol -1。

（1）求25℃时纯水的电导率；（2）利用该纯水配制AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= ×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。

已知：m∞（Ag +）= ×10-4S·m 2·mol -1，m∞（Br -）=×10-4S·m 2·mol -1。

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率即有：()()2m 23-61H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞-==⨯⨯⨯⋅=（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ） 即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）=×10-5 – ×10-6 = ×10-5 S·m -1现有25℃时，·kg -1BaCl 2溶液。

计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。

解：离子强度根据：+lg =-2-1=0.6663Az z γγ±-±⨯⨯；25℃时，电池Zn|ZnCl 2（ mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E = 。

已知E （Zn 2+|Zn ）=，E （Cl -|AgCl|Ag ）=，电池电动势的温度系数为： （1）写出电池反应；（2）计算反应的标准平衡常数K ； （3）计算电池反应的可逆热Q r,m ；（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。

解：（1）电池反应为Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）（2）r m =-ln G RT K zE F ∆=-即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15zE F KRT ⨯--⨯⎡⎤⎣⎦===⨯K = ×1033（3）r,m r m =p dE Q T S zFT dT ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭ （4）()()32230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭ γ± =为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg +还是以2+2Hg 形式存在，涉及了如下电池测得在18℃时的E= 29 mV ，求亚汞离子的形式。

解：设硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg ，则电池反应为(){}()(){}(){}()(){}313232232232323123222NO NO Hg NO Hg NO 2NO NO Hg NO Hg NO a a a a ----⎡⎤+→⎣⎦⎡⎤+⎣⎦电池电动势为作为估算，可以取()()()()123213231232Hg NO NO NO Hg NO c a a a c --⎡⎤⎣⎦⎡⎤=≈⎣⎦； ()()22322232Hg NO Hg NO c a c ⎡⎤⎣⎦⎡⎤≈⎣⎦。

所以硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg 。

在电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│HI 溶液（a=1）│I 2（s ）│Pt 中，进行如下电池反应：（1）H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s（a=1） （2）12H 2（g ，p ） + 12I 2（s （aq,a=1）应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E 、r mG ∆和K 。

解：（1）电池反应为H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s（a=1）时，电池反应处于标准态，即有：E = E ｛I -（a=1）│I 2│Pt｝- E ｛H +（a=1）│H 2（g ，100kPa ）│Pt｝ = E ｛I -溶液（a=1）│I 2（s ）│Pt｝ =（2）电动势值不变，因为电动势是电池的性质，与电池反应的写法无关，E=Gibbs 自由能的变化值降低一半，因为反应进度都是1 mol ，但发生反应的物质的量少了一半，即根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系，已知25 ℃时E（Fe3+ | Fe）= ，E（Fe3+， Fe2+）=。

试计算25 oC时电极Fe2+ | Fe的标准电极电势E（Fe2+ | Fe）。

解：上述各电极的电极反应分别为Fe3+ + 3e- = Fe （1）Fe3+ + e- = Fe2+（2）Fe2+ + 2e- = Fe （3）显然，（3）=（1）-（2），因此46气相反应的机理为试证：证：应用稳态近似法41．对于两平行反应：若总反应的活化能为E，试证明：证明：设两反应均为n级反应，且指前因子相同，则反应速率方程为上式对T求导数35．反应的速率方程为（1）；300 K下反应20 s后，问继续反应20 s后（2）初始浓度同上，恒温400 K下反应20 s后，，求活化能。

解：反应过程中，A和B有数量关系，方程化为（2）400 K下34．某反应由相同初始浓度开始到转化率达20 %所需时间，在40 oC时为15 min，60 oC时为3 min。

试计算此反应的活化能。

解：根据Arrhenius公式由于对于任意级数的化学反应，如果初始浓度和转化率相同，则，因此25．65 oC时气相分解的速率常数为，活化能为，求80 oC时的k及。

解：根据Arrhenius公式根据k的单位，该反应为一级反应16．NO与进行如下反应：在一定温度下，某密闭容器中等摩尔比的NO与混合物在不同初压下的半衰期如下：95 102 140 176 224求反应的总级数。

解：在题设条件下，，速率方程可写作，根据半衰期和初始浓度间的关系处理数据如下，总反应级数为级。

14．溶液反应的速率方程为20 oC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为，，反应20 h后，测得，求k。

解：题给条件下，在时刻t有，因此积分得 7 解：设放出的CO(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)2算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。

5 对于一级反应，使证明转化率达到%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。

对于二级反应又应为多少解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，1.反应为一级气相反应，320 oC时。

问在320 oC加热90 min的分解分数为若干解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为%2.某一级反应的半衰期为10 min。

求1h后剩余A的分数。

解：同上题，答：还剩余A %。

三、计算1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa 。

求（1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值；（3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值 已知Kf = mol –1Kg –1 , Kb = mol –1Kg –1 ，△vapH0m=40662J mol –1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K 时，已知K0=×1071、计算H2和O2分压各为×10 4 Pa,水蒸气分压为×105 Pa 的混合气体中，进行上述反应的△rGm ，并判断反应自发进行的方向。

2、当H2和O2分压仍然分别为×10 4 Pa 时。

欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分压最少需多大△rGm=﹡105Jmol –1；正向自发；P （H2O ）=﹡107Pa 。

在真空的容器中放入固态的NH4HS ，于250C 下分解为NH3（g ）与H2S （g ）， 平衡时容器内的压力为 。

（1）当放入NH4HS 时容器中已有的 H2S （g ），求平衡时容器内的压力； （2）容器中已有的NH3（g ），问需加多大压装订线力的H2S（g），才能形成NH4HS固体。

1） 2）P（H2S）大于166kPa。

4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =，φ0(Fe3+/ Fe2+) =求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。

答案: φ0(Fe2+/ Fe)=5、 dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为×10-3S m2 mol–1计算（1）醋酸水溶液在250C， dm-3时的pH值。

（2）250C， dm-3 醋酸水溶液的摩尔电导率和pH值。

答案:（1）pH=；（2）摩尔电导率=×10-3S m2 mol–1 pH=6、溴乙烷分解反应的活化能为 mol–1，650K时的速率常数k=×10-4S-1，求：（1）该反应在679K条件下完成80%所需时间。

（2）该反应在679K时的半衰期。

答案: k=×10-3S-1；t=×103S,t1/2=529S。

7、环氧乙烷在3800C时的反应是一级反应，其半衰期为363min，反应的活化能为mol–1，欲使该反应在15min内完成75%，问将反应温度应控制在多少度。

答案: K1=*10–3 min–1 ，K2=*10–2 min–1T 2= t1/2= min8、250C时，电池（Pt）H2（1P0）｜HCl （b=–1）｜AgCl－Ag(s)，其电池动势E=，求该HCl溶液中的离子平均活度系数r±。

（φ0Ag/ AgCl =）答案: r±=9、250C时氯化银饱和水溶液的电导率为*10-4 S m-1。

已知同温下配制此溶液所用的水的电导率为*10-4 S m-1，银离子的极限摩尔电导率为*10-4 S m2 mol–1, 氯离子的极限摩尔电导率为*10-4 S m2 mol–1 。

计算250C时氯化银的溶解度和溶度积。

c=m3；Ksp= mol/m3)210、200C时HCl溶于苯中达平衡。

气相中HCl的分压为时，溶液中HCl的摩尔分数为。

已知200C时苯的饱和蒸气压为，若200C时HCl和苯蒸气总压为，求100g苯中溶解多少克HCl，11、已知水在1000C时的饱和蒸气压为，气化热为2260Jg–1 。

试求：（1）水在950C时饱和蒸气压；（2）水在110 .00KPa时的沸点。

12、800C时纯苯的蒸气压为100KPa，纯甲苯的蒸气压为。

两液体可形成理想液态混合物。

若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，800C 时气相中苯的摩尔分数y（苯）=，求液相中苯和甲苯的摩尔分数。

答案: x（苯）=，x（甲苯）=。