2021年福州大学化学学院820分析化学和物理化学考研核心题库之物理化学计算题精编
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本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。
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一、2021年福州大学化学学院820分析化学和物理化学考研核心题库之物理化学计算题精编
1．煤炭化工中，为了将煤转化为有用的化工原料，常将煤在高温下与水蒸气反应，生成重要的合成气，反应式如下:
已知在1000K，101.325kPa的条件下,反应物的平均转化率。求:
(1)1000K下反应的标准平衡常数
(2)若已知反应在1200K的标准平衡常数，试计算此温度范围内的平均摩尔反应焓
(3)计算1200K下反应的以及平衡摩尔反应熵。
【答案】(1)假设的初始物质的量为1mol，平均转化率为，则平衡时总的物质量
1000K时
(2)
代入数值，有
解得
(3)
2．下列反应：
①
②
(1)在标准状态下，用C(石墨)还原水，制备和的最低温度；
(2)在1073K,100kPa条件下，用C(石墨)还原水制备和，系统的平衡相组成为多少？
【答案】(1)用石墨还原水，制备和的反应为
反应③=反应②-反应①
故
只有时，反应才向右进行，即
解得
即在标准状态下，用C(石墨)还原水，制备和的最低温度是942.48K。
(2)设反应起始时石墨与水蒸气的物质的量均为，且反应的水蒸气的物质的量为a。
则反应的平衡常数又可表示为
解出a=0.944
平衡时气相各物质的摩尔分数为：
3．在101325Pa下，293K和313K时，气体在1kg水中分别可溶解和，如果用只能承受202650Pa的瓶子充装含的饮料，则在293K时，的最大压力应为多少时才能保证这种瓶装饮料可以在313K条件下安全存放？设溶质服从亨利定律，的摩尔质量为。
【答案】亨利定律：
欲使含的饮料安全存放必须使。
在313K时：的安全浓度为
在293K时，相应于安全浓度的安全压力为
4．某非挥发性溶质的水溶液是理想稀溶液，该溶液在270.2K、101.3kPa时与纯冰平衡共存，求该溶液在298.2K时的蒸气压和渗透压。已知冰的摩尔熔化热为，298.2K时水的蒸气压为3.160kPa。
【答案】水的凝固点降低常数
稀溶液中忽略加入溶质后溶液体积的变化,1kg水体积为。
5．对下列反应机理
(1)写出总反应并应用稳态近似法推导反应的速率方程；
(2)若，化简(1)得到的速率方程；
(3)若，上述机理中哪一步是速率控制步骤？总反应的级数为多少？
【答案】(1)总反应E；
对中间体B用稳态近似：，
产物生成速率：
(2)若，，为二级反应。
(3)若，，为一级反应。速率控制步骤为。总级数为表观一级。
6．气相反应
在450℃，实验测得数据如下表：
表